[发明专利]柴油机排温低故障预测系统及方法

说明书

本发明涉及一种柴油机排温低故障预测系统及方法。一种柴油机排温低故障预测系统，包括信号采集系统、建模仿真系统和故障诊断系统；信号采集系统用于采集、处理信号，并传输信号至监控电脑进行存储和处理；建模仿真系统使用柴油机仿真软件建立柴油机燃烧室模型，仿真柴油机正常的工作状态；故障诊断系统针对排温低的故障现象的原因进行分析，并通过调整建模仿真系统中的相关参数来实现上述故障的仿真，建立故障库，将柴油机的实际工作状态与故障库进行对比，判断柴油机是否处于故障状态。本发明无需加装传感器；能准确对柴油机排温低的故障进行实时监控；对柴油机排温低的故障进行预测；提供了故障诊断意见，为用户高效的处理故障提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及柴油机故障诊断技术领域，具体涉及一种柴油机排温低故障预测系统及方法。

背景技术

随着当今社会工业化水平的迅猛发展，柴油机作为最常用的动力机械设备，广泛应用于石油矿场、固定发电、铁路牵引、工程机械及特种船舶等领域。船舶柴油机是船舶的动力心脏，也是船舶机械系统中故障最多的系统，其安全可靠的运行是船艇安全航行的基本保证，其性能下降或者出现故障，都会影响船舶效能的发挥。

柴油机气缸排气温度反映气缸的负荷和燃烧质量，是分析柴油机热功转换效率和评判柴油机可靠性、经济性的重要参数。造成柴油机气缸排气温度低这一故障的因素较多，在实践中多采用人工凭经验进行排查分析，目前没有相关的故障模型，并且只能在发生故障之后才能进行排查，对工作任务的完成有一定的影响。

开展柴油机故障排温低诊断技术研究，不仅能够帮助我们发现故障，防止事故发生，同时可以保障生产的安全性，减少或避免因事故而造成的重大经济损失和人身伤害；能够帮助维修人员早期发现设备的异常症状，以便尽快查明故障原因，预测故障的影响，从而实现有计划、有针对性的按状态维修，即视情维修，避免过剩维修，并可安排在对生产最有利的时间进行，从而从总体上降低维修费用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前船舶柴油机都安装有热力参数监控系统，可以实时监测各参数，但是因为柴油机结构复杂，各部件关联度大，实测数据只有超过预警值之后才会进行报警，尚没有一种可以进行故障预测的系统。

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，通过仿真软件及硬件的结合对柴油机气缸的燃烧过程进行仿真，并与实测柴油机数据进行对比研究，从而验证仿真模型的正确性；通过对软件故障的设置，定性分析相关因素对燃烧性能的影响，从而实现该故障的仿真。将实船采集数据经预处理之后，输入故障预测模型进行故障预测，并视情给出维修意见，从而实现该故障的视情维修。

基于该目的，本发明采用的技术方案如下：一种柴油机排温低故障预测系统，包括依次连接的信号采集系统、建模仿真系统和故障诊断系统；所述信号采集系统用于采集柴油机上的信号，进行处理，并将信号传输至监控电脑进行存储和处理；所述建模仿真系统根据信号采集系统采集的柴油机气缸的真实结构数据，使用柴油机仿真软件建立柴油机燃烧室模型，仿真柴油机正常的工作状态；所述故障诊断系统针对排温低的故障现象的原因进行机理分析，按照故障程度的不同，绘制性能参数在不同故障程度下的变化趋势图，从而建立标准故障数据库，并将建模仿真系统建立的柴油机的性能数据进行趋势分析，绘制柴油机性能参数变化趋势图，并与故障数据库中的变化趋势图进行比对，从而判断柴油机是否处于故障状态。信号采集系统采集柴油机的运行性能参数，建模仿真系统建立标准的柴油机仿真模型，故针对排温低的故障现象的原因进行机理分析，建立故障数据库，按照故障程度的不同，绘制性能参数在不同故障程度下的变化趋势图；柴油机实施运行的数据性能与标准的故障数据库进行比对分析，从而预测柴油机排温低的故障。