冷卻水溫度過高.doc

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1、基于故障樹分析法診斷柴油機水溫過高的故障摘要：本文以艦艇柴油機的一典型故障現(xiàn)象為例，建立故障樹。通過求解最小割集對故障進行定性分析，并依據(jù)分析結果，按照故障診斷原則，制定了有效的診斷實施方案。并且通過故障案例的實施，驗證該方案能夠全面并且迅速的排除柴油機水溫過高的故障。關鍵詞：故障樹分析法柴油機水溫過高診斷方案0引言柴油機冷卻水溫度是一個重要的狀態(tài)參數(shù)。若水溫過高，會導致柴油機燃燒室部件承受的熱負荷增加，降低零部件的強度；同時會使機油溫度升高，機油粘度降低，潤滑條件惡化，加大了運動部件的磨損。如果柴油機長時間在超過最高允許溫度條件下工作，還會出現(xiàn)拉缸、活塞卡死等嚴重事故。本文采用故

2、障樹分析法，對引起柴油機水溫過高的故障進行定性分析，并且根據(jù)分析結果，按照“先檢后測、從簡到繁、先判后拆，從外到內(nèi)”的診斷原則，制定了一套診斷“流程樹”，并且通過案例實踐驗證該方案的可行性。該方案不僅能夠輔助柴油機維修人員迅速排除故障，還能夠?qū)W員培訓起到重要作用。1故障樹分析法概述故障樹分析法簡稱為FTA（FaultTreeAnalysis）法，是一種自上而下逐層展開的演繹分析方法，它以系統(tǒng)或設備最不希望發(fā)生的事件為頂，向下逐層找出導致該事件發(fā)生的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等），然后以一種特殊的倒立樹狀邏輯因果圖（即故障樹）來表示其中的邏輯關系，并對系統(tǒng)中發(fā)生的故障

3、事件進行，由總體到部分地按樹狀逐級細分的分析，其目的是判明基本故障、確定故障原因、故障影響和發(fā)生概率等[1]。故障樹分析法已經(jīng)廣泛應用于柴油機故障原因分析，求解故障發(fā)生的概率。文獻[2]和文獻[3]都應用了故障樹分析法對柴油機的故障進行了定性分析，但是都沒有對下一步該如何實施診斷提出具體的方案。2柴油機水溫過高的故障分析本文以艦艇柴油機的常見故障現(xiàn)象“冷卻水溫度過高”為頂事件，按照下行法構建故障樹。柴油機冷卻系統(tǒng)的主要作用是保證柴油機受熱部件的溫度維持在正常范圍內(nèi)，因此，如果出現(xiàn)冷卻水溫度過高的故障現(xiàn)象，最直接的可能原因主要有三個，一個是柴油機超負荷運行，一個是柴油機受熱部件（燃燒

4、室部件）溫度過高，一個是冷卻水系統(tǒng)沒有冷卻效果。導致柴油機氣缸內(nèi)溫度過高的原因主要有以下幾種情況，第一種情況是排氣不充分，導致氣缸內(nèi)殘念大量廢氣，廢氣溫度較高，使得氣缸內(nèi)溫度過高；第二種情況是過多的燃油積聚在氣缸內(nèi)燃燒導致氣缸內(nèi)溫度過高，這種情況有三種可能的原因，一是噴入氣缸內(nèi)的燃油過多，二是燃油從噴油器泄露到氣缸內(nèi)，三是噴油器霧化不良使得燃油沒有完全燃燒從而積累在氣缸內(nèi)；第三種情況是供油時間不正確，導致后燃嚴重，燃燒產(chǎn)生的熱量沒有做功，而是被冷卻水吸收掉。分析冷卻系統(tǒng)失效的原因可以從兩個方面考慮，一是淡水冷卻系統(tǒng)故障，二是海水冷卻系統(tǒng)故障。由于艦艇柴油機大部分都是采用閉式冷卻循環(huán)

5、系統(tǒng)，利用海水冷卻淡水，因此，海水壓力過小也會影響淡水的溫度。淡水冷卻系統(tǒng)失效的原因主要從三個方面來分析，一個是淡水壓力過低，無法滿足冷卻效果；一個是淡水水量過少，影響冷卻效果；還有一個就是調(diào)溫閥出現(xiàn)故障，導致淡水沒有按照要求流入淡水冷卻器，從而使得淡水溫度降不下來。柴油機超負荷的原因主要與負載有關系，而本文是以艦艇柴油機為研究對象，所以，不討論其原因。根據(jù)上述分析，我們就能得到艦艇柴油機冷卻水溫度過高的故障樹，如圖1所示，利用富塞爾法，根據(jù)故障樹中的邏輯“或”門增加割集的數(shù)量，邏輯“與”門增大割集容量這一性質(zhì)從故障樹頂事件出發(fā)，由上而下順次把上一級事件轉(zhuǎn)化為下一級事件，遇到“或”

6、門將輸入事件豎向?qū)懗?，直至把全部邏輯門都置換為底事件為止，由此得到該故障樹的最小割集為：{X1}；{X2}；{X3}；{X4}；{X5}；{X6}；{X7}；{X8}；{X9}；{X10}；{X11}；{X12}；{X13}；{X14}；{X15}；{X16}；{X17}；{X18}。最小割集都是相互獨立的，只要其中一個故障原因存在，頂事件也就會發(fā)生。圖1柴油機水溫過高故障樹3故障診斷方案設計通過構建故障樹，我們得到柴油機水溫過高的所有故障可能的原因，在次基礎上，我們就可以制定行之有效的故障診斷方案。一個高效的診斷方案對于排除艦艇柴油機故障尤為重要，因為艦艇柴油機體積大、部件拆裝與

7、檢驗不易實施，如果盲目的實施故障原因的排查，勢必造成時間和人員精力的浪費，更嚴重的還會導致二次故障發(fā)生，因此，我們必須根據(jù)艦艇柴油機的結構和原理，按照“先檢后測、從簡到繁、先判后拆，從外到內(nèi)”的診斷原則，制定故障診斷的實施方案。根據(jù)柴油機原理我們知道，當冷卻水溫度過高時，必然會導致排氣溫度過高，對于多缸機的艦艇柴油機來說，所有缸排氣溫度都過高和某些缸排氣溫度特別高所反映的故障原因是不一樣的。若是某些缸排氣溫度特別高，就說明故障肯定出現(xiàn)在這些氣缸內(nèi)。因此，可以有針對性的