武向峰

[摘 要]隨著船舶柴油機故障問題處理要求的不斷提高，研究其診斷方法有著重要意義。本文首先對相關內容做了概述，分析了船舶柴油機的故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因，并結合相關實踐經(jīng)驗，提出了船舶柴油機故障診斷方法分析。

[關鍵詞] 船舶柴油機；故障；診斷方法；研究

中圖分類號：U672.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0235-01

一、前言

作為船舶柴油機應用中的重要問題，對其故障診斷方法進行研究，有助于更好地提升對船舶柴油機故障問題的處理水平，從而有效優(yōu)化其在實際應用中的整體效果。本文從概述相關內容著手本課題的研究。

二、概述

船舶柴油機作為航運船舶的核心動力心臟，它的安全穩(wěn)定性能直接影響到航運的安全，因此對于船舶進行機械故障診斷是完全必要的，只有找到機械故障的發(fā)生點，才能夠有效的排除故障，保障船舶柴油機的安全良好性能。事實上，由柴油機發(fā)生機械故障所引起安全事故在海運事故中占據(jù)很大一部分。這些事故的發(fā)生不僅造成重大的經(jīng)濟損失，同時嚴重的威脅到船員的生命安全，因此在對船舶柴油機進行工作狀態(tài)監(jiān)測和診斷是一項必要的工作，這樣就可以盡可能的減少事故隱患，及時的進行故障處理工作。柴油機故障診斷技術自誕生以來也經(jīng)歷了重大的變化，從最初的事后維修發(fā)展到定時檢測，再到現(xiàn)代故障診斷技術的視情維修。但由于柴油機系統(tǒng)的復雜性，目前其故障診斷與預報技術和相應裝置尚難盡如人意，需要作進一步的研究與完善。

三、船舶柴油機的故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

1.船舶柴油機故障現(xiàn)象

當柴油機發(fā)生故障時，一般會伴隨以下現(xiàn)象：①聲音異常：如活塞碰氣門時出現(xiàn)金屬敲擊聲；供油角過大時出現(xiàn)燃燒敲擊聲；氣缸漏氣時出現(xiàn)吹噓聲；旋轉件相碰時出現(xiàn)摩擦聲等。②溫度異常：如當供油角過晚或負荷過大所出現(xiàn)的排溫過高；軸承燒損所出現(xiàn)的軸承過熱；冷卻系統(tǒng)故障所出現(xiàn)的水溫油溫過高等。③外觀異常：如因燒機油出現(xiàn)的冒藍煙；燃燒不良出現(xiàn)的冒黑煙。④動作異常：如當平衡失效或基礎不牢出現(xiàn)振動過大；當調速失靈出現(xiàn)的飛車或游車等。⑤壓力異常：如氣門、活塞環(huán)密封失效出現(xiàn)的氣缸壓力過低；增壓系統(tǒng)故障出現(xiàn)的氣壓過低過高等。⑥氣味異常：如當電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)焦糊味；燒機油出現(xiàn)的油煙味等。

2.船舶柴油機故障產(chǎn)生的原因

（一）操作方面的原因。由于違章操作造成的船舶柴油機故障，在船舶柴油機故障中占有很大比例。這其中有思想上的疏忽，技術上的不熟悉，也有錯誤的習慣做法。常見的違章操作有以下幾個方面：①啟動時間過長。②冷車啟動不經(jīng)過暖車便快速加大負荷運轉。③磨合不充分便高負荷運行。④帶負荷急停車。⑤油面不足開車。⑥水面不足開車。⑦超負荷或者超速運轉。⑧水溫油溫不正常而繼續(xù)運行。

（二）維護保養(yǎng)方面的原因。未按照規(guī)定進行維護保養(yǎng)也容易造成故障。常見的故障原因有以下幾個方面：①添加或更換新機油不及時。②清洗機油濾清器不及時。③清洗柴油濾清器不及時。④清洗空氣濾清器不及時。⑤檢查調整氣門間隙不及時。⑥檢查調整供油提前角不及時。⑦檢查調整噴油器不及時。

（三）維修中拆裝方面的原因。拆裝錯誤也是引起船舶柴油機故障的重要原因之一。其中有以下幾個方面：①噴油器墊片安裝不正確。②氣缸襯墊安裝不正確。③齒輪嚙合不正確。④有關配合間隙超值。⑤活塞環(huán)安裝位置不正確。

四、現(xiàn)代船舶柴油機故障診斷方法分析

1.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的船舶柴油機故障診斷技術

基于網(wǎng)絡神經(jīng)的船舶柴油機故障診斷技術主要是利用對診斷經(jīng)驗和故障實例的學習和訓練，然后通過對分布在網(wǎng)絡內部的連接權值的利用將故障診斷知識技術表達出來，其具有相似歸納能力、模式匹配能力以及聯(lián)想記憶能力等?，F(xiàn)在在船舶柴油機故障診斷中神經(jīng)網(wǎng)絡的運用主要包括以下幾個方面：首先是在故障診斷中直接運用神經(jīng)網(wǎng)絡，要將其中關鍵參數(shù)挑選出來作為輸入層，將其中的故障參數(shù)挑選出來作為輸出層，通過對典型樣本學習所得權值的利用實施有效的模式識別；其次是自適應神經(jīng)網(wǎng)絡模式識別，其主要是通過對神經(jīng)網(wǎng)絡并行處理和分布式信息存儲的利用將模式識別中提取特征和建模的麻煩避開，這樣還可以將不恰當?shù)奶卣魈崛『湍Ｊ讲环纤鶎е碌姆N種問題消除掉，因此在識別故障的時候更加方便；再次是神經(jīng)網(wǎng)絡信號處理，在信號處理的過程中運用神經(jīng)網(wǎng)絡主要是對其智能化識別和最優(yōu)化算法的特點進行利用；第四是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性擬合和學習能力具有非常高的準確性；最后是專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡結合識別，大量的研究表明，只要專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡可以實現(xiàn)完全的結合，做到取長補短，就可以將神經(jīng)網(wǎng)絡自身存在的一系列問題很好的克服掉，最終能夠實現(xiàn)完美的結合。

2.基于專家系統(tǒng)的智能化船舶柴油機故障診斷技術

基于專家系統(tǒng)的智能化故障診斷技術屬于一種非常常見的智能化船舶柴油機診斷技術，其主要是通過對研究領域中專家的專業(yè)知識的利用解決各種問題的一種智能系統(tǒng)。作為專家系統(tǒng)的分支，故障診斷專家系統(tǒng)的核心主要包括解釋部分、推理機、知識獲取部分、知識庫等幾個部分。很多的診斷型專家系統(tǒng)在知識表達中都是通過產(chǎn)生式規(guī)則和框架來進行的。從診斷推理方面來講，基于專家系統(tǒng)的智能化的船舶柴油機故障診斷技術對研究推理模型和推理邏輯更加注重。作為一種可以使系統(tǒng)復雜性得以降低的方法，模糊邏輯在近期被廣泛的應用在了專家系統(tǒng)的邏輯推理中。最近有研究人員將一種基于模型的知識庫理論提了出來，從根本上改變了推理機制，比如可視覺模型、定性護理模型、神經(jīng)網(wǎng)絡模型等，因此極大的推動了人工智能領域的不斷發(fā)展。

3.基于混合系統(tǒng)的船舶柴油機故障診斷技術

（一）結合專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡方法的故障診斷技術：在開發(fā)研制傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)的過程中具有知識獲取難度較高、實時性較差、推理能力較弱以及知識維護較難等一系列的問題，而通過對神經(jīng)網(wǎng)絡較好的自適應、自組織、響應快以及容錯性等優(yōu)勢的利用就能夠將這些問題很好的解決掉。比如通過神經(jīng)網(wǎng)絡對專家系統(tǒng)進行構造，也就是采用基于數(shù)值運算的推理取代基于符號的推理，這樣就可以使專家系統(tǒng)的執(zhí)行效率得以顯著提升，同時還可以使專家系統(tǒng)的自學習問題得以有效解決。

（二）結合模糊推理和人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法的故障診斷技術：在推理速度、知識存儲、診斷知識的表示等各個方面模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡方法具有十分重要的作用，神經(jīng)網(wǎng)絡可以對人腦神經(jīng)元功能進行模仿，因此其直接處理數(shù)據(jù)的能力和自學系能力非常強大；而模糊推理可以對人腦的邏輯思維進行模仿，其結構性知識表達能力比較強。對兩者的優(yōu)勢和不足進行比較，就能夠有效地結合模糊推理方法和神經(jīng)網(wǎng)絡方法，從而確保故障診斷系統(tǒng)更好的處理不確定或者不精確的模糊信息，同時還可以調整基于規(guī)則的結構性知識。

五、結束語

綜上所述，加強對船舶柴油機故障診斷方法的研究，對于其良好應用效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的實踐中，應該加強對其故障診斷方法的重視程度，并注重其實施方案的可行性與科學性。

參考文獻

[1] 彭秀艷，柴艷有，滿新江.基于PCA-KFCM的船舶柴油機故障診斷[J].控制工程.2012（01）：88-89.

[2] 許麗君，陳紅衛(wèi).神經(jīng)網(wǎng)絡在船舶柴油機故障診斷中的應用研究[J].計算機測量與控制.2013（06）：115-116.

[3] 郭建平，馬茂，劉增寶.一般柴油機故障原因的分析與排查[J].鐵道機車車輛.2011（01）：82-83.