基于AVL BOOST的船用柴油机典型故障仿真及其数据分析

[目的]大型船用柴油机故障类型的数据通过台架试验或者实船来获取存在许多不利因素,因此针对柴油机的故障仿真数值计算就显得尤为重要,同时对故障排除及数据驱动的智能故障诊断系统的构建也具有重要意义。[方法]基于AVL BOOST软件和台架试验数据,建立柴油机仿真模型,验证4种负荷工况下仿真模型需满足的精度要求;基于100%负荷工况模型,采用控制变量法模拟柴油机发火点提前、单缸停油及曲轴箱窜气这些典型故障,并分析计算得到的数据。[结果]结果表明:发火点提前5°时,缸内最高燃烧压力提高了17.4%;第1缸停缸后,有效油耗率上升近15%;对于不同气缸停油情况,第2号和3号气缸停油时的特征参数变化幅度较小;随着活塞有效窜气间隙的增加,各特征参数基本上呈线性扩大趋势,在窜气间隙值为0.04 mm时,部分特征参数急剧增加,例如油耗率增加了近40%。[结论]所得结果可作为柴油机故障状态识别及智能故障诊断系统构建的重要依据,为探索船舶柴油机智能故障诊断技术提供新的途径。     

计算机控制故障监测系统在船舶柴油机中的应用

计算机控制故障监测系统是用于柴油机状态监控和故障诊断的监控系统。文章通过分析该系统在船舶柴油机中的应用,研究了他的结构原理和特点,并结合实际系统总结了柴油机诊断与管理的方法,提出了对船舶柴油机的运行状况的应用管理要点,为机舱的安全运行管理提供了技术保障。     

基于SOM-BP神经网络的船舶柴油机故障诊断方法

作为船舶系统重要的组成部分,柴油机工作状态与船舶安全航行息息相关。因此,对船舶柴油机故障诊断方法的研究具有重要的现实意义。以SOM神经网络和BP神经网络为理论基础,将二者融合构建SOM-BP神经网络,用于船舶柴油机故障诊断。通过仿真试验,验证了SOM-BP神经网络在船舶柴油机故障诊断中的有效性。     

基于BP神经网络的船用柴油机振动状态监测

通过监测柴油机表面振动信号,用时间序列分析方法提取柴油机故障的振动特征参数,以此建立相应的神经网络,用于船用柴油机的状态监测,提高诊断的准确性。试验研究在中速四冲程增压柴油机上进行。文中以柴油机气阀间隙异常的诊断和柴油机负荷状态的识别为例阐述了该方法的实现过程,并给出了振动信号的特征参数与柴油机工作状态之间的关系。研究表明,利用神经网络监测柴油机运行状态的变化是可行的和有效的。     

船舶主机高温淡水废热利用装置探究

文章以高温淡水系统为研究对象,利用高温淡水部分的废热加热燃油舱、滑油舱和沉淀柜等以实现节能、提高燃油利用率为目的,研究并设计一种高温淡水废热利用的装置。该装置可以有效冷却主机缸套等燃烧室部件,同时使缸套内高温淡水的热量得到有效的利用,提高船舶动力装置的总效率,使船舶柴油机处于最佳的工作状态。     

动力装置故障诊断技术研究

讨论了故障诊断系统数据库要求、架构和功能设计与实现等技术,对故障诊断推理机制进行了探讨,研究并构建了界面友好的柴油机故障诊断系统.利用该系统可对柴油机状态监控,对故障征兆(趋势)实时预报,对已发生的故障快速诊断,缩短故障维修时间,保障装备的良好工作状态,提高船舶的生命力.     

智能船舶动力系统设备的自适应阈值方法

[目的]针对智能船舶动力系统设备的状态监控报警不及时、阈值带宽过大、状态评估参数不准确等问题,提出自适应阈值的确定方法,用以对动力系统设备进行监控报警和状态评估。[方法]首先,采用模拟退火算法优化回归支持向量机(SVR)预测模型,对动力系统设备的常规状态特征参数进行建模;然后,对建模残差进行正态转化,并结合滑动时间窗来构建自适应阈值模型;最后,选取某船舶主推进柴油机的排烟温度作为研究对象进行实例验证。[结果]研究结果表明,相较于传统固定阈值,自适应阈值模型的带宽更为紧凑,具有良好的自适应性,能够提前识别动力系统设备的异常现象。[结论]所提方法提高了监控报警系统的效率和阈值精度,可为早期故障诊断和系统状态评估提供更准确的依据。     

喷油器喷孔直径对船舶柴油机燃烧性能的影响

研究船舶柴油机喷油器的雾化特性对提高船舶柴油机热效率、减少燃油消耗率和有害物排放、预防机械故障有着重要的意义。以4190ZL型船用中速柴油机为例,利用CFD软件FIRE对其喷油器在不同喷孔直径下的喷射雾化和燃烧过程进行数值模拟,得到燃油雾化特性和燃烧过程的数据,并分析其对柴油机NOx和碳烟排放的影响。结果显示采用孔径为0.3 mm的喷油器,柴油机排放特性最佳,为船舶柴油机喷油器设计、故障诊断与选用提供参考。     

瓦锡兰6RT-flex 58T-D柴油机燃油喷射控制单元故障分析及处理

本文通过介绍瓦锡兰6RT-fliex 58T-D柴油机燃油的控制原理,并结合实际案例,利用柴油机监控软件结合故障现象,判断6RT-fliex型柴油机具体故障并排除验证,为一线管理人员提供针对性强的故障处理方法. 1 故障概况 某远洋船舶主机型号为6RT-fliex 58T-D,某航次备车进港时燃油喷射控制单元发生故障....     

一种新的船舶柴油机模糊故障诊断方法

为进一步提高船舶柴油机故障诊断的可靠性,将一种基于模糊信息多级融合的故障诊断方法应用到船舶柴油机的故障诊断中,该方法将各级诊断数据充分融合后再进行船舶柴油机的故障诊断,应用结果表明该方法准确有效,不但在正常情况下作出了准确的故障诊断,而且在局部检测传感器失灵发生误检的情况下亦能避免船舶柴油机故障诊断的误判,为提高船舶柴油机故障诊断的可靠性提供了有益的借鉴.     

船用中速柴油机故障诊断技术研究

为了提高船舶柴油机故障诊断的准确性,实现对故障的精准定位,文章以6DE-18型船用中速柴油机为研究对象,从故障产生的机理入手,采用仿真软件建模,选取具有代表性的热力参数作为特征值,运用粒子群算法优化的支持向量机数学模型(PSO-SVM)进行故障诊断,并通过试验验证该故障诊断的准确性,改进了船用中速柴油机故障诊断的模式,提高了船舶柴油机的经济性和安全性。     

遗传算法和神经网络在船舶柴油机故障诊断中的应用

为提高船舶柴油机故障诊断的精度,以及改善神经网络收敛速度慢,易陷入局部最优解的情况。提出一种基于改进遗传算法和RBF神经网络相结合的智能诊断方法,并将其应用于船舶柴油机故障诊断中,改进的方法优化了神经网络的隐节点、宽度参数以及中心向量,用最小二乘法训练网络隐层到输出层的权值。最后在Matlab仿真软件下,对船舶柴油机故障诊断模型进行仿真实验。实验证明,自适应遗传算法优化的RBF神经网络,诊断速度快,诊断精度高,收敛效果好,能较好地应用在船舶柴油机的状态监测和故障诊断中。     

基于瞬时转速的舰船柴油机多阈值诊断方法

考虑到舰船柴油机瞬时转速信号便于测量,可有效用于对舰船主副机的状态监测及故障诊断,针对瞬时转速特征参数多、提取难等问题,利用非线性动力学进行瞬时转速仿真,分析主机故障与瞬时转速特征参数之间的关系,并采用多特征参数阈值诊断方法进行诊断。试验结果表明,基于实际瞬时转速信号测量的多阈值故障诊断方法能有效定位故障缸位置,准确率可达98.5%。     

船舶柴油机颗粒物捕集及再生试验

颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)是应对柴油机颗粒物(Particulate Matter,PM)排放的有效工具,针对某型船用发动机,设计DPF和不同的PM再生方式,对DPF的PM捕集效率和再生性能进行试验测试。结果表明:该型DPF对船舶柴油机在不同工况下的PM排放均有较高的捕集效率,达到90%以上,但会造成柴油机排气背压和油耗升高;采用贵金属催化剂和非贵金属催化剂涂层均可降低PM的纯被动再生活性温度,实现有效再生,但贵金属催化剂结合抗硫涂层的耐硫性能优于非贵金属催化剂;采用燃烧器主动再生装置提高柴油机烟气温度可有效实现DPF再生,再生效率和再生程度较高。根据试验结果对船舶柴油机匹配DPF及其再生系统提出建议,为DPF的实船应用提供参考。     

船舶柴油机机械磨损故障诊断的模式识别

船舶柴油机在工作过程中,经常会发生机械磨损故障,给船舶柴油机的工作稳定性带来困扰,针对当前船舶柴油机机械磨损故障存在的诊断准确率低、机械磨损故障诊断时间复杂度高等缺陷,设计了一种船舶柴油机机械磨损故障诊断的模式识别方法。首先分析当前船舶柴油机机械磨损故障的原理,并提取船舶柴油机机械磨损故障诊断特征,然后采用层次分析法分析确定每一个船舶柴油机机械磨损故障特征的权值,并根据RBF神经网络确定船舶柴油机机械磨损故障诊断的模式识别模型,最后进行船舶柴油机机械磨损故障诊断的验证性测试,分析本文方法的船舶柴油机机械磨损故障效果。本文方法的船舶柴油机机械磨损故障诊断率超过了90%,不仅远远高于对比方法的船舶柴油机机械磨损故障诊断率,而且船舶柴油机机械磨损故障效率得到有效的改善,具有很好的推广前景。     

柴油机冷却水温度对船舶节能影响的研究

降低燃料消耗量和燃油费用、提高动力装置经济性已成为一个重要课题。本文主要对船舶柴油机冷却水温度过低的问题和提高船舶柴油机冷却水温度对降低柴油机耗油率的影响进行了研究,结果表明提高船用柴油机冷却水温度对船舶节能的作用明显,进而对提高柴油机冷却水温度的方法进行了分析。     

能量型超级电容在直流电推系统中的应用

为减少船舶排放污染、提高柴油机燃油效率等,以厦门400客位轮渡为例,提出了基于能量型超级电容储能系统在直流电推系统中的应用方案.实船测试结果表明:该系统能够有效减少船舶排放污染,提高燃油效率,稳定电网质量,增强电力推进系统性能,系统各项性能指标均优于同类船舶.     

浅析某型船舶发电柴油机燃油喷射系统

船舶柴油机作为发电机组原动机,在船舶安全运行中起着重要的作用,喷油系统直接影响发动机的油耗、瞬态反应和可靠性,是船舶柴油机核心组成部分之一.具有电控喷射技术的柴油机以其可精确控制燃烧、高可靠的性能和具有的软件自动诊断故障功能等优点,得到广泛的应用,在实现更高的燃油经济性同时更好的满足环保法规和公约对船舶柴油机的排放标准...     

Fault diagnosis of marine diesel engine intake and exhaust system based on dynamic feature fusion北大核心CSCD

[目的]船舶系统由多设备的复杂机构组成,各组件参数具有动态性和非线性的特点,所以故障诊断过程复杂。为提高诊断效率,提出一种动态特征融合方法。[方法]利用分形理论、动态理论及核主元分析(KPCA)法对系统状态数据进行重构、映射及筛选,得到主元特征数据矩阵,求得平方预测误差(SPE)及相应的控制限,构建出基于船舶柴油机进排气系统健康数据的离线监测模型,利用该模型对系统进行故障诊断分析。为验证模型的有效性,选取某船舶柴油机进排气系统的故障数据进行验证分析。[结果]结果表明,动态特征融合分析方法可有效实现对系统动态非线性状态数据的精确分析,实现对系统故障的高效分析和诊断。与KPCA及支持向量机(SVM)方法相比,所提方法具有更好的故障诊断性能。[结论]该方法可实现船舶柴油机进排气系统故障的检测和诊断,提升系统运行的可靠性和安全性。     

船舶柴油机供油系统故障诊断研究

柴油机燃油供给系统工作质量的好坏,直接影响柴油机的工作性能。阐述了在虚拟仪器中对柴油机喷油系统压力波的数据采集和特征参数提取,并介绍了在各种故障模式下柴油机喷油器产生故障的原因和特征参数的变化,利用人工神经网络模型实现故障诊断。结果表明,该方法可实现柴油机喷油器不解体故障诊断,在实际的故障诊断中具有一定的应用价值。