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故障诊断技术

l.性能参数分析法

又称性能监控，是船机故障诊断的核心技术。它是利用传感器或仪器、

仪表测定船机设备的各项性能参数(如温度、压力、转速等)，经数据处理、比较

和分析后判断其运转状态和趋势。

性能参数分析法诊断故障，早在船舶蒸汽机时代就已采用，轮机员用

听、摸、嗅、看来了解主、辅机的运转参数，进而通过人脑快速思维分析判断

机器的运转状况和运转趋势。至今，这种方法在现代船舶柴油机运转管理中仍被

沿用，例如，用手触摸柴油机高压油管，依其脉动债况判断高压油泵的工作状况。

性能参数监控范围广，可监控船上的零件、部件、机器、系统等。根据

监控手段和数据处理方法的不同有以下两种:

(1)图示法利用柴油机上的仪表或简单的测量工具，定时定位采集性能

参数，并且每次测取数根据在相同的稳定工况下进行，以便对比分析。通常，测

取3一4个参数并绘于同一坐标图中，反映某一零部件或运转状态的情况，从中

分析判断出问题所在。例如，柴油机气缸内燃烧状况可通过测取燃油消耗最、扫

气压力和排烟温度等性能参数，作图显示气缸内各性能参数变化，分析诊断燃烧

存在的问题及发展趋向。

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图示法性能监控可以有效地诊断故障，对降低维修费用、延长零部件及

机器使用寿命和提高轮机员技术素质均十分有益。但此法是由人工采集参数、分

析和比较来诊断故障则是一项十分繁重、麻烦的工作，需要轮机员有一定的技术

水平。

(2)监测装置和监控系统利用安装在机器上的传感器、计算机等构成监

测装置或监控系统，传感器扫描各监测点的性能参数(如温度、压力、速度等)，

通过计算机记录、处理和显示，进而分析判断故障。

活塞环磨损监测装置(SIPWA)是利用安装在气缸扫气口处的传感器检测

特制的顶环—第一道活塞环外圆面上镶嵌一圈非磁性材料的楔形环带。当顶

环通过扫气口时，传感器测量楔形环带宽度变化，实现对活塞环径向磨损的监控，

并显示于屏幕上，如图5-10所示。当燃油净化不良时，顶环磨损增加，SlPWA

给出警示，轮机员可及时采取措施。

应用计算机自动监测和诊断故障的性能监控系统可以对整个柴油机动力

装置进行监控，也可以对机器、零部件的工作过程进行监控。例如PAC监控系

统可对动力装置中发动机运转、废气涡轮增压器运行、活塞环工作状态、气缸的

润滑和磨损、气缸热负荷、燃烧和喷油系统等进行监控，DMC监测系统可对缸内

燃烧和喷射过程进行监控。

2.振动监测

船舶动力机械在运转中的振动是故障诊断的重要信息，振动信号的变化

反映着机器内部状态的变化。因此，采集振动信号，经过信号处理、状态识别和

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趋势分析，就可诊断故障。据国内外统计资料表明，利用振动监测可以诊断绝大

部分的机械故障，所以振动分析是一种应用广泛的重要诊断技术。

振动监测技术包括以下内容

（1）振动信号的测取依振动频率不同配置相应的传感器，并安装在合

适的测是点处采集振动信号。对应于低、中、高频振动信号分别选用位移、速度、

加速度传感器，一般加速度传感器应用最为普遍。

（2）信号处理利用信号分析仪将采集的振动信号进行处理，除掉原振

动波形中无意义而又有害的波，并加工成便于精密分析的信号，进而提取机器故

障的振动信号。信号处理是振动监测技术的核心。

（3）状态识别