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制约柴油机故障诊断因素及发展趋势

一、柴油机故障诊断技术发展的主要制约因素 

随着现代科学技术的发展及自动化程度的提高，柴油机故障诊断技术也正发生着重大的变化，但是依然有众多因素制约着柴油机故障诊断技术的进一步发展。

(1)柴油机自身的结构：自柴油机问世的一百多年来，就以它复杂的结构而著称，随着高速、强载发动机的进一步紧凑化，传感器安装布置不易造成了信号测试上的困难；

(2)测试方法和测试设备：尤其在现场应用中，柴油机有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，如气缸压力传感器；

(3)故障机理和故障特征：柴油机激励源众多，传递路径复杂，系统故障既有纵向性，也有横向性，且柴油机各类故障所对应的振动频率无论从理论上还是在实践中都较难准确地确定。另外由于柴油机型号众多，结构存在差异，导致故障特征的共性较差。

(4)故障诊断方法：目前柴油机的故障诊断方法很多，比较凌乱，还不存在一种较为通用性的方法。这也是制约柴油机故障诊断技术发展的主要因素。

此外，外界环境的影响也是不可忽略的制约因素。

二、柴油机故障诊断技术发展趋势

柴油机故障诊断技术与当代前沿科学的融合是柴油机故障诊断方法研究的方向。柴油机系统的复杂性、多样性和非线性，决定了其故障诊断的困难性。研究表明，柴油机振动信号是由一系列频率、幅值差别较大的瞬态响应所构成，成分复杂，其实质是柴油机在非平稳变工况运行时产生的非平稳信号。因此，非平稳信号分析方法和非线性理论的探索是柴油机乃至整个机械设备故障诊断领域今后研究的重点。

随着智能技术的不断发展，柴油机工作状态的智能监测与故障的智能诊断，将成为其故障诊断技术发展的又一大趋势。智能化是指开发诊断型专家系统，使数据处理、分析、状态识别与故障诊断自动完成，以减轻诊断的工作量，并提高诊断速度及正确性。在故障诊断专家系统的建立上，要深入故障形成机理的研究，丰富系统的知识库，解决专家系统的所谓“瓶颈问题”。同时将模糊神经网络方法应用于故障诊断的专家系统中，使之具有一定的智能，具有自组织、自学习、联想的功能，从而使诊断系统自我完善、自我发展，另外，诊断系统将由集中式向分布式发展，系统的硬件生产标准化、软件设计规范化、模块化，这有利于缩短系统的开发周期，提高系统的可靠性。

近二十年来，我国机械设备状态监测与故障诊断系统经历了从离线系统到在线系统、从事后维修、及定期维修到预防维修，从人工诊断系统到智能诊断系统的发展过程。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诊断系统。然而，这些系统大都采用平稳信号分析技术，而对于柴油机复杂多变的非平稳信号缺乏有效的分析手段，因此，新一代故障诊断系统(包括软件系统和硬件系统)的研制，也是柴油机故障诊断技术的发展趋势之一。

网络化也是柴油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，利用各种通讯手段将多个故障诊断系统联系起来，实现资源共享，可提高诊断的质量和精度。将故障诊断系统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，减少设备投资，提高设备利用率，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。

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