船舶柴油机监测与故障诊断技术现状及发展趋势
时间：2020-12-18 16:03:23 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：船舶柴油机的监测和故障诊断技术在保证船舶的正常运行中具有重要的意义。本文通过研究其技术发展的过程，对于船舶柴油机的监测和故障诊断技术未来发展的方向作出预测。
关键词：柴油机；监测；故障诊断技术
一、船舶柴油机监测和故障诊断技术的发展过程
（一）传统的船舶柴油机监测和故障诊断技术
在这个阶段，船舶柴油机故障的监测和诊断主要以以人工经验以及机械检查为主。主要的监测和诊断技术有如下几种：
一是分析热力参数。其原理主要是对热力参数进行分析，进而对柴油机的工作状态进行判断。其中排气温度、气缸压力式功图以及滑油温度是其要重点分析的参数，通过对这些参数进行分析，就可以判断出柴油机的工作状态是否正常、稳定。尤其是气缸压力式功图更是首要的参数，通过对压力式功图进行分析，就可以判定燃烧的质量以及气缸的工作状况，从能为柴油機性能状态的判断提供有效的参考，实现对于柴油机的监测。具体可以通过直接测录法和间接测录法来实现。不过这种方法本身也存在不小的缺陷，比如通道效应以及压力传感器安装都存在技术上的问题。
二是振动分析的方法。在柴油机工作的过程之中会产生振动信号，振动分析法主要就是通过对这些信号进行采集，然后通过分析、处理，最后得出结果。这种方法的优点在于准确、快速，整个过程包含了三个步骤。
第一，采集振动信息。在信息采集的过程中必须保证准确无误，还不能出现遗漏和失真，这样才能保证最终的诊断结果的准确性。
第二，处理振动信息。这是一个生成信息参数的步骤，通过运用数据处理以及信号分析技术，然后将取得的数据和柴油机的结构、原理以及运动学等知识相联系得到准确的信息参数。
第三，判断和预报柴油机的工作状态。以取得的信息数据为依据，结合柴油机的运转状态、维修经验等对柴油机进行诊断，从而判断柴油机的状态，进而找到故障、解决问题。
这种方法能够对柴油机进行监测和故障诊断，但是其中却存在这众多的技术难点，尤其是在信息的采集上难以做到精确无误，这样会影响到诊断的结果。
三是测量瞬时转速的方法。柴油机在运行的过程中会产生瞬时转速信号，通过分析瞬时转速信号，就可以判断出柴油机的工作质量以及工作状态，进而得到柴油机故障的相关信息。这种方法的好处是可以准确无误地判断出柴油机的状态，缺点是它无法找出引发故障的原因。
四是分析油液的方法。由于柴油机在运行中会出现磨损，所以通过测量柴油机油液中的金属含量，就可以测量柴油机的磨损程度，通过油液分析，可以及时了解柴油机的状态，及时更换磨损严重的零部件。
（二）现阶段船舶柴油机监测和故障诊断技术
在信息技术不断发展以及智能化技术不断进步的时代背景下，以机械检查以及人工经验为主的传统船舶柴油机监测和故障诊断技术已经无法适应柴油机的监测和诊断技术发展的需要，处在被淘汰的边缘。现阶段，依托信息技术以及智能化技术，常用的船舶柴油机监测和诊断技术主要有以下几种：
第一，依托专家系统的船舶柴油机监测和诊断技术。作为智能化的计算机程序系统，船舶柴油机故障诊断专家系统主要是由推理机、知识获取部分、知识库、以及解释部分这四个组成。其中建立知识库，如何把有关于机的专家经验表示成知识是这个系统最为核心问题。专家系统内部存储着丰富而全面的有关于柴油机的故障诊断经验和知识，智能计算机程序运用已有的专家知识和解决方法，通过模仿专家的思维，对柴油机进行诊断，这样就降低了对于操作人员专业水平的要求。同时在使用中，还可以不断地实现知识库的更新，不断补充更加丰富的案例，增强专家系统的诊断水平
第二，依托神经网络的船舶柴油机监测和诊断技术。良好的非线性映射能力是神经网络最为突出的优势，它与柴油机多层次和多系统，以及结构复杂的特点不谋而和。计算机技术的不断发展和进步为人工网络技术的发展扫清了障碍，并且被运用于诊断船舶柴油机故障当中，形成了基于神经网络的船舶柴油机监测和诊断技术。其具体应用如下：
一是运用人工网络技术进行柴油机故障诊断。其中需要建立输入层以及输出层，柴油机运行中的关键性参数是输入层的数据来源，而具体的故障参数构成了输出层。最后在判断输出权值的基础上得出故障诊断的结果。
二是运用人工网络技术进行信号处理。柴油机在其运行过程中产生的信号蕴藏着丰富的信息，其中就有能够反映柴油机状态的信息。因此对这些信号进行收集、分析和处理就可以实现对柴油机的监测和故障诊断。通过运用人工网络技术对收集到的信号处理和加工，从而达到故障诊断的目的。
三是运用模糊神经网络行柴油机故障诊断。模糊神经网络由于其运用了模糊理论的知识，因此同时具有模糊理论以及神经网络的优势，集识别、学习、联想和信息处理的功能于一身。通过运用模糊神经网络在诊断中就可以有效实现对于复杂故障的诊断，提高对于柴油机故障诊断和监测的能力。
二、船舶柴油机监测和故障诊断技术发展展望
未来的船舶柴油机监测和故障诊断技术必然会和各种现代化的技术手段相结合，紧紧围绕着自动化技术、信息技术向着更加智能化和综合性的方向发展。
（一）把人工神经网络和专家系统相结合构建船舶柴油机监测和故障诊断技术
专家系统和人工神经网络在现代的船舶柴油机监测和故障诊断中得到了广泛的应用，它们在运用在都有着各自的优势。专家系统的优势主要体现在诊断速度上，但是却解决不了非线性的问题和多要素的故障诊断。人工神经网络则可以实现智能化的故障诊断，同时还能够专家系统故障诊断上不够精确的问题。通过把两者相结合，就可以实现优势互补的作用。但是在二者的结合中，要处理好专家系统和人工神经网络的结构问题。
（二）智能化的船舶柴油机故障监测和诊断技术
总的来说，传统的船舶柴油机故障诊断方法在智能化诊断方面还存在很大的不足。虽然现代的船舶故障诊断技术运用了人工神经网络、专家系统以及模糊诊断等新技术，但是还远远达不到智能化诊断的要求。可以预见，未来的柴油机工作环境只会越来越复杂，对于智能化诊断的实现有着普切的要求。因此智能化的船舶柴油机故障诊断将是未来技术发展的重要方向。
总之，船舶柴油机监测与故障诊断将是的发展经历了一个从传统到现代化的过程。未来它势必会朝着智能化的方向发展，人工的干预将会越来越少。
参考文献：
[1]刘周书.船舶柴油机监测与故障诊断方法分析[J].时代农机，2017（5）.
