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13600443583对于户外型静音发电机这一复杂的机械系统来说,每一个零部件产生故障都可能影响移动式发电机的正常作业,因此造成损坏种类繁多,这也要求康明斯发电机公司研讨更多的故障解决方案来正确地定位损坏源。静音柴油发电机系统在实现其特定用途——将热能转变为机械能时,直接输出扭矩、功率等,称为用途性输出,同时还伴随产生一些中间输出和附加输出,如排气温度、气缸压力、振动、噪声、油液污染、尾气排放和瞬时转速等,在全密封静音发电机的状态检测与故障清除中,直接利用其功用输出来预判系统的运转状态和装备状态虽然是一种较简捷、直观的举措。目前国内外对集装箱发电机损坏特征提取的研究一般基于这些中间和附加输出信息。在机械装备故障清除领域,方舱式静音发电机状态监测与故障诊断技术的研讨相对开启较晚,其主要采用的方法主要有性能参数法、振动叙说法、油液陈述法、瞬时转速法等几种,
性能参数的变化直接反映户外型静音发电机作业状态的变化。在挂车电站式发电机产品投入市场前该装备的一些技术性能参数经过了测试,并形成了一系列技术指标指标,通常有额定工作压力、容量、油压、温度、扭矩、排放等指标。故可根据实际测定参数值与标准值的区别预判故障或作业状态。这种状态监测与故障处置办法是最原始、最直观的,但受到测试环境和测试要素的影响,比较实用于工况稳定的固定装置及实验室测试,如低噪声柴油发电机发电机组、发电机组降噪型发电机、室外型静音发电机机等,目前基于这种监测与处置方法的在线监测系统已得到广泛运用,并在逐步改进。
利用气缸气体压力对集装箱发电机进行故障判定是该类排除办法的代表措施。气缸作业时的气体压力变化描述了安静型发电机的动力性能,它综合反映了户外型静音发电机热能向机械能的切换过程,因此通过气缸内气体压力的变化可对带隔音罩发电机的一些故障做出高效的判断。然而工程实际中移动式静音发电机的气缸压力信号的直接测量比较困难,故利用这种方案进行封闭式静音发电机故障判定受到了很大的限制,目前它主要适用于具有示功通道的大中型集装箱发电机和实验室探求中。
室外型静音发电机排放的检验具体用于移动式静音发电机性能叙谈和性能优化以及强制法规达标的检修,利用相关测量仪器获得低噪音柴油发电机排放气体中各物质(如NOx、HC、CO等)的含量,也可以反推移动式发电机相关部件的作业状态。
户外型静音发电机工作时必然会产生震动,其内部零部件的性能状态信息通过一定的传递方案反映到表面振动信号中,移动式静音发电机损坏特性提取的依据是振动信号中包含着振源信息及系统状态等信息。故利用震动信号对户外型静音发电机进行不拆卸故障判定是行之有效的途径,也是目前投入精力最大的研究方向。
利用表面震动信号进行低噪音柴油发电机故障判断的出发点是建立在机械动力特征解析、信号特征陈说的基础上,进而探求低噪声柴油发电机的作业性能。通常包括时域叙说法、频域诠释法、时频概述法、时序诠释法等。
铁谱和光谱小议已成为机械故障清除和工况监测的一种有效措施,在诸多挂车电站式发电机状态监测方案中润滑油的铁谱和光谱解述是可行而又有效的办法。以往的试验和经验表明,铁谱和光谱因为其本身的特性,在监测作用上有各自的好处和不足,这是由于静音发电机运动件含有多种材料的摩擦副,而每一对摩擦副又会出现各种不一样的磨损状态,产生于不同摩擦副的磨粒是以不溶的颗粒形式存在于润滑油中的,光谱可以准确地测定润滑油中损伤元素的含量,但不能了解其存在的形状,而且其监测灵敏度又受到磨粒本身粒度的影响,因此不能判定磨损的规格。铁谱可以直观地领会磨粒的形状、大小、成份等重要的磨耗信息,但对有色金属就不具有与铁系磨粒相同的灵敏度,而且分辨能力不如光谱阐释仪。于是联合采用铁谱和光谱技术,可以获得取长补短、相得益彰的效果。此外,因为利用铁谱及光谱监测的数据多,各个指标参数的重要程度也不相同,低噪声发电机组引起诊断结果可信度过低。为达到移动式静音发电机综合监测的目的,人们一直在探索一种既方便又适用的方案,目前已有人在利用铁谱及光谱技术获得的数据基础上,应用多元统计浅聊的动态聚类和预判阐明途径、模糊聚类叙述方法、灰色关联浅谈途径等对移动式发电机损伤状况和润滑油质量进行详解,并取得了一些有益的结论。
在多对摩擦副情况下,铁谱及光谱陈说法无法定位有问题的摩擦副,且不易实现实时在线监测,光谱诊断设备的价格昂贵,铁谱技术手动操作较多,转速慢,分述判断和辨认要求有丰富经验的技术人员,标准谱图积累需时较长等,使其运用受到一定限制。
对于多缸撬装发电机来说,拖车式发电机曲轴的瞬时速度波动信号能反映机器各缸的作业状态,因此通过对瞬时速度波动信号的详解可以得到机器运行状态和相关损坏的丰富信息。正常情形下,各缸的动力性能基础一致,全密封静音发电机运行平稳,各缸瞬时速度波动虽有区别,但总在一个不大的范围内,并呈现某种规律性;但当某个汽缸因为损坏致使作业异样时,动力的一致性遭到破坏,带隔音罩发电机运转平稳性变差,瞬时转速波动信号就会发生变形,据此可以预判全密封静音发电机缸内作业步骤的好坏。但是这种手段存在着以下不足:利用瞬时速度波动虽然能够确定工作不正常的缸位,但无法确定造成故障的缘由。
性能参数诊断法、振动阐明诊断法、油液解读诊断法、瞬时速度诊断法都是着重从某一个方面提取静音柴油发电机状态方面的信息,对撬装发电机的状态信息利用不完全,故应用这些状态监测与故障解除方法的运用具有片面性和局限性。如果能将这些信息充分利用,将会提升故障清除的准确性,信息融合技术将各种信息进行综合利用,同时解除信息的冗余性,提升状态预判的可信度和正确性。目前在机械装置故障解除中运用的信息融合技术主要是夺传感器参数融合技术,即用多个传感器从多方面探测系统的多种物理量,对多源的信息进行分级排查,精确、及时地判断出装置状态,给出系统损坏与否及损坏模式的准确判定,并分析出状态(故障)、移动电站状况(预兆)和缘由之间的关系。融合方式有参数层融合,特征层融合、决策层融合三种,在实际应用中可以采用一种融合方式,也可以采用多种融合方式。
随着现代科学技术的发展及自动化程度的提升,低噪音发电机故障判断技术也正产生着重大的变化,但是依然有众多要素制约着低噪声柴油发电机故障清除技术的进一步发展。
(1)低噪声发电机自身的组成:自低噪声柴油发电机问世的一百多年来,就以它复杂的结构而着称,随着高速、强载集装箱发电机的进一步紧凑化,传感器安装布置不易造成了信号测试上的困难;
(2)测试举措和测试设备:尤其在现场运用中,带隔音罩发电机高效状态信息的获取面临着极大的困难,如上止点信息,传感器性能或者不能满足测试环境要求、或者价格昂贵,如汽缸压力探头;
(3)损坏原理和故障特点:室外型静音发电机激励源众多,传递路径复杂,系统故障既有纵向性,也有横向性,且带隔音罩发电机各类故障所对应的震动频率无论从理论上还是在实践中都较难正确地确定。另外由于低噪声发电机类型众多,结构存在区别,导致损坏特性的共性较差。
(4)损坏排除措施:目前撬装发电机的损坏处置方案很多,比较凌乱,还不存在一种较为通用性的措施。这也是制约静音发电机故障诊断技术发展的具体因素。
低噪声柴油发电机故障判定技术与当代前沿科学的融合是带隔音罩发电机故障排除程序探讨的方向。室外型静音发电机系统的复杂性、多样性和非线性,决定了其故障判断的困难性。研究表明,安静型发电机震动信号是由一系列频率、幅值差异较大的瞬间响应所构成,成分复杂,其实质是挂车电站式发电机在非平稳变工况运行时产生的非平稳信号。因此,非平稳信号讲解措施和非线性理论的探索是拖车式发电机乃至整个机械装置故障判断领域今后探讨的重点。
随着智能技术的不断发展,低噪声柴油发电机作业状态的智能监测与故障的智能诊断,将成为其故障判断技术发展的又一大趋势。智能化是指开发诊断型专家装置,使数据解除、详述、状态辨识与故障诊断自动完成,以降低诊断的工作量,并提高诊断转速及准确性。在故障判断专家装置的建立上,要深入故障形成原理的研讨,丰富装置的知识库,排除专家系统的所谓“瓶颈问题”。同时将模糊神经网络举措运用于故障诊断的专家装置中,使之具有一定的智能,具有自组织、自学习、联想的功能,从而使诊断装置自我完善、自我发展,另外,诊断系统将由集中式向分布式发展,装置的硬件生产标准化、软件设计规范化、模块化,这有利于缩短系统的开发周期,提升系统的可靠性。
近二十年来,我国机械装备状态监测与故障诊断装置经历了从离线装置到在线系统、从事后维修、及定时修理到避免修复,从人工诊断系统到智能诊断系统的发展步骤。许多科研单位和大专院校已经陆续开发研制了数十套在线式状态监测与故障判断装置。然而,这些系统大都采用平稳信号细述技术,而对于降噪型发电机复杂多变的非平稳信号缺乏有效的解读步骤,因此,新一代故障解除系统(包括软件装置和硬件装置)的研制,也是挂车电站式发电机故障判断技术的发展趋势之一。
网络化也是方舱式静音发电机故障诊断技术的发展方向,随着计算机网络技术的发展及通讯技术的进步,利用各种通讯措施将多个故障解除装置联系起来,实现资源分享,可提升诊断的质量和精度。将故障排除装置与数据采集系统结合起来形成网络或利用现场总线技术,有利于对机组的管理,减轻设备投资,提升装备利用率,必要时可与企业的MIS系统相联接,促进企业管理的一体化,规范化。