《DF4B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)燃油系統(tǒng)故障與處理策略》8700字（論文）

前言由于發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的結(jié)構(gòu)狀況不同，其性能也會(huì)發(fā)生不同程度的改變，如果能夠通過對(duì)其特性的改變，就能夠?qū)τ嘘P(guān)零件的工作狀況進(jìn)行正確的判斷，從而選擇合適的維修方法，既有利于其性能的恢復(fù)，又有利于延長其使用壽命，同時(shí)也有助于克服維修中的盲目性，防止無功維修和過多維修，從而提高工作的效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文研究柴油機(jī)的故障診斷具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。故障診斷就是在特定的工作條件下，對(duì)故障的成因和特性進(jìn)行分析，從而確定故障的位置和組成，并對(duì)故障的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。近年來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多大型企業(yè)都采用了故障診斷技術(shù)，但是至今為止，故障診斷技術(shù)的發(fā)展并不明顯。在技術(shù)力量、裝備等方面，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的一些疑難問題，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的性能問題，常常難以得到有效的解決，很多零件提前替換，浪費(fèi)了大量的維護(hù)資源，增加了故障診斷的時(shí)間。近年來，電子系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)在理論上有了長足的進(jìn)步，但在實(shí)際工程中應(yīng)用相對(duì)較少。為此，本論文研制了一套針對(duì)柴油機(jī)故障的故障診斷與記錄系統(tǒng)，以收集各類傳感器的信號(hào)，并對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而判斷其目前的狀況；在發(fā)生故障時(shí)，對(duì)目前的參數(shù)進(jìn)行記錄；通過對(duì)故障數(shù)據(jù)的讀出，分析了柴油機(jī)的工作狀況。1相關(guān)概念闡述1.1DF4B柴油機(jī)概述柴油機(jī)是柴油機(jī)車的主要?jiǎng)恿碓?，DF4B型準(zhǔn)高速客運(yùn)柴油機(jī)車也是如此。然而，由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身的性能不能適應(yīng)列車的牽引性能，所以必須把發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能、電、機(jī)能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化和傳輸。中國鐵路的電力驅(qū)動(dòng)型內(nèi)燃機(jī)車經(jīng)過了直流、交流兩級(jí)的發(fā)展，目前正處于交流驅(qū)動(dòng)的發(fā)展階段。但是，從中國現(xiàn)有的鐵路數(shù)量、技術(shù)的成熟程度以及制造費(fèi)用等方面考慮，中國的萬里鐵線將長期使用交直流柴油機(jī)車。以中國產(chǎn)的東風(fēng)4型、東風(fēng)8型、東風(fēng)9型、東風(fēng)11型等為代表，采用直流、交流方式。其基本原理是由柴油機(jī)直接帶動(dòng)同步牽引發(fā)電機(jī)。圖1電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)電機(jī)三相AC電源通過一臺(tái)硅整流箱整流器進(jìn)行整流，再通過6臺(tái)并聯(lián)的DVT驅(qū)動(dòng)，向機(jī)車輸送電能。由同步牽引發(fā)電機(jī)將其機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力，再由牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，保證機(jī)車的最佳牽引性能。圖2是交流交直流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的工作原理。該發(fā)電機(jī)由一臺(tái)同步牽引發(fā)電機(jī)GS直接驅(qū)動(dòng)，該發(fā)電機(jī)的三相交流電經(jīng)過ZL整流后，被六個(gè)并聯(lián)的直流牽引電動(dòng)機(jī)M供電，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，也就是將柴油機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能。東風(fēng)11型機(jī)車的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主電路，勵(lì)磁回路，控制電路，輔助電路，照明電路等。圖2交直流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車原理圖1.2DF4B柴油機(jī)工作原理1.2.1進(jìn)氣沖程（1）從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)，活塞被曲軸帶動(dòng)。（2）開啟進(jìn)氣閥，關(guān)閉排氣閥。（3）活塞運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)，使得活塞上面的容積增大，從而產(chǎn)生一種真空，在這種情況下，氣體和汽油的混合氣體會(huì)從吸入閥中流入腔室，這時(shí)，活塞繼續(xù)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，直至活塞達(dá)到下止點(diǎn)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，進(jìn)氣行程結(jié)束。1.2.2壓縮行程（1）在曲軸的驅(qū)動(dòng)下，活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)。（2）進(jìn)氣閥和排氣閥均是關(guān)閉的。（3）當(dāng)活塞上升時(shí)，將在空腔中的混合物壓縮，直至達(dá)到上止點(diǎn)，這時(shí)，汽缸內(nèi)部的壓力在600-1500千帕之間，在600-800千帕之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了汽油（263千帕）的點(diǎn)火溫度。圖3DF4B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)示意圖1.2.3工作行程（1）在壓縮過程中，火花塞會(huì)發(fā)出電火花，使汽缸中的易燃物質(zhì)快速燃燒。該氣體在高溫和壓力下形成。由于氣壓的影響，活塞由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)，并帶動(dòng)曲軸向外轉(zhuǎn)動(dòng)。工作行程在活塞運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)完成。（2）在操作期間，應(yīng)關(guān)閉入口和出口。在工作期間，汽缸內(nèi)的氣壓、溫度在初期迅速升高，瞬間壓力可達(dá)到3~5Mpa，瞬間溫度可達(dá)到2200~2800K。在工作行程的末尾，壓力大約在300千帕到500千帕之間，在大約1500千帕到1700千帕之間。1.2.4排氣行程（1）在工作行程的末尾，排氣門開啟，活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，該上止點(diǎn)是用曲柄驅(qū)動(dòng)的。（2）在剩余壓力下，排氣閥從排氣閥中被活塞排出至汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)，排氣門就會(huì)被關(guān)閉，排出行程也就完成了。在排出后，由于燃燒室體積的原因，汽缸中仍然殘留著少量的廢氣。這時(shí)，在大約105千帕到125千帕之間的壓力下，在900到1200千帕之間，在完成排氣行程之后，重新開啟進(jìn)氣閥，進(jìn)入下一次運(yùn)行周期，讓引擎自動(dòng)運(yùn)行。2內(nèi)燃機(jī)故障常見幾種診斷技術(shù)內(nèi)燃機(jī)的故障診斷一直是國內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注的一個(gè)難題。故障診斷是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問題，它涉及到許多學(xué)科的交叉知識(shí)，如數(shù)理統(tǒng)計(jì)、智能化管理等。內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種故障間關(guān)系密切，數(shù)據(jù)特征、信號(hào)信息、故障現(xiàn)象等因素相互交織，用傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)很難對(duì)其進(jìn)行有效的診斷。內(nèi)燃機(jī)故障的診斷主要包括信號(hào)采集、信號(hào)分析、故障識(shí)別和故障診斷四大環(huán)節(jié)。根據(jù)所收集到的數(shù)據(jù)，將其分為三種類型：振動(dòng)特征、油譜特征和廢氣特征。智能診斷中，智能算法模型是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的。2.1基于振動(dòng)特征的故障診斷模型美國、日本、歐洲等國在70年代就對(duì)振動(dòng)信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)失效進(jìn)行了深入的探討。R.H.Lyon教授（1980）采用試驗(yàn)方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障與振動(dòng)信號(hào)的相互關(guān)系進(jìn)行了研究，得出了振動(dòng)圖譜與故障的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并提出了用振動(dòng)信息進(jìn)行故障診斷的方法。美國船務(wù)公司于1985年開發(fā)了一套故障診斷專家系統(tǒng)，該專家系統(tǒng)能提供故障與閥座碰撞、燃油噴射故障等故障與振動(dòng)圖譜的聯(lián)系；卡特彼勒公司在試驗(yàn)中得到了振動(dòng)、噪聲、溫度和壓力信號(hào)之間的相互關(guān)系；VenkatesanR（1990）對(duì)美國康明斯公司（Cummins）進(jìn)行了一次試驗(yàn)，指出了振動(dòng)技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用前景；F.Gu和A.D.Ball等（1996）提出了一種新的模型法來分析發(fā)動(dòng)機(jī)故障與振動(dòng)信號(hào)的關(guān)系，其中以時(shí)頻和包絡(luò)線為主要手段，對(duì)故障特性與振動(dòng)信號(hào)的相關(guān)性進(jìn)行了研究。彭恒義（2004）根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域、頻域、非穩(wěn)態(tài)特性，利用傅立葉變換、Wigner-Ville分布、小波變換等時(shí)頻分析技術(shù)，得出了發(fā)動(dòng)機(jī)的短時(shí)振動(dòng)信號(hào)與失火故障的相關(guān)性。劉永斌、何清波（2012）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)，采用基于主分量分析和支持向量機(jī)相結(jié)合的方法，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷模型；蔡艷平等人（2012）提出了一種基于EMD-WVD（EMD-Wigner-VilleDistributions）振動(dòng)頻譜的SVM信號(hào)分析方法。通過對(duì)小波包及各個(gè)頻段的振動(dòng)能量的分析，得出了排氣管道的阻塞狀況，由此可以對(duì)引擎排氣管道的故障進(jìn)行診斷。PuchalskiA和KomorskaI（2013）提出了一種利用抽象化的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸的方法。在此基礎(chǔ)上，利用遺傳算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷，并將其應(yīng)用到專家診斷系統(tǒng)中。為了提高故障診斷的準(zhǔn)確率，牟偉杰、石林鎖、蔡艷平等人提出了基于局部非負(fù)矩陣分解的EMD-WVD時(shí)頻圖像矩陣分解，以求出相應(yīng)的特征參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的識(shí)別。岳應(yīng)娟，孫鋼，蔡艷平(2017)，為了解決VMD分解時(shí)分層選擇的問題，提出了一種基于中間頻率篩選的VMD分解層數(shù)改進(jìn)算法(KVMD)，利用雙向主分量分析法對(duì)產(chǎn)生的KVMD-MHD振動(dòng)譜圖像進(jìn)行了雙向主分量分析，并利用最近鄰分類器（KNNC）進(jìn)行分類。張世雄、蔡艷平、石林鎖（2018）通過離散廣義S變換對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換與分離，并通過雙向主分量分析獲得了主要的信息，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷模型。圖4基于振動(dòng)特征的故障診斷模型流程圖綜上所述，由于振動(dòng)信號(hào)的分析與處理技術(shù)的發(fā)展，使得基于振動(dòng)信號(hào)特性的內(nèi)燃機(jī)故障診斷模式得到了進(jìn)一步的發(fā)展，但其關(guān)鍵問題是振動(dòng)信號(hào)噪聲大，易受外界環(huán)境的干擾，在實(shí)際運(yùn)用中暴露出許多缺陷。內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)多變、不穩(wěn)定，振動(dòng)信號(hào)十分復(fù)雜，而且很難提取出有效的信號(hào)，與實(shí)際應(yīng)用尚有很大差距。2.2基于油譜特征的故障診斷技術(shù)油液分析是通過對(duì)油品狀態(tài)及磨損狀況的分析，獲得其特性，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況進(jìn)行分析。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的油特性，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障類型、故障部位的技術(shù)。20世紀(jì)60年代，許多學(xué)者采用油液監(jiān)控顆粒數(shù)目來評(píng)估潤滑油的污染狀況，但至今尚未應(yīng)用到故障診斷中，美國，加拿大，日本和歐洲等國對(duì)其進(jìn)行了大量的研究；70年代，隨著鐵譜技術(shù)的發(fā)展，可以對(duì)機(jī)油中的顆粒濃度、形狀、形貌和組成進(jìn)行綜合的分析，從而使內(nèi)燃機(jī)的故障診斷技術(shù)得到了快速的發(fā)展。從上世紀(jì)80年代開始，傅立葉變換紅外光譜技術(shù)的問世，使石油光譜技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。九十年代開始，采用氣相色譜、質(zhì)譜法對(duì)潤滑油成分及變化進(jìn)行了研究。隨著摩擦學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)油液質(zhì)量的監(jiān)控和分析技術(shù)也越來越受到關(guān)注。國內(nèi)學(xué)者從20世紀(jì)70年代后期起，在機(jī)械冶金領(lǐng)域取得了豐碩的成果。油譜是當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中最重要的信息源。利用油譜分析方法可以對(duì)其進(jìn)行物理化學(xué)、抗磨性能等進(jìn)行分析。圖5基于油譜特征的故障診斷技術(shù)流程圖近年來，石油頻譜特性分析領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新的分析模型和方法，其中包括ANN、免疫原理、模糊數(shù)學(xué)、支持向量機(jī)、小波分析、時(shí)間序列分析、灰色系統(tǒng)理論、人工智能、專家系統(tǒng)等。目前，在新的理論領(lǐng)域中，不斷涌現(xiàn)出許多新的理論，尤其是在磨損過程中，準(zhǔn)確地識(shí)別出每一種磨損狀態(tài)的臨界轉(zhuǎn)換點(diǎn)，對(duì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益都有著重大的影響。但是，由于油液分析儀器價(jià)格昂貴，且無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷，制約了其廣泛應(yīng)用。2.3基于熱力性能參數(shù)的內(nèi)燃機(jī)故障診斷方法通過測量發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等物理參數(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況進(jìn)行判定。發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能主要有汽缸壓示功圖、排氣溫度、轉(zhuǎn)速、潤滑油溫、冷卻水進(jìn)出口溫度和排氣參數(shù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作中，一些熱工參數(shù)是必需測量的，如冷卻水溫度、排氣溫度等。熱力參數(shù)的改變能夠反映內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀況的不同，因此，通過對(duì)內(nèi)燃的熱力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析，可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行故障進(jìn)行診斷。圖6基于熱力性能參數(shù)的內(nèi)燃機(jī)故障診斷方法流程圖美國、德國、日本等國家的工程技術(shù)人員，長期以來一直以熱力學(xué)參數(shù)來判定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，其主要參數(shù)有功率、轉(zhuǎn)速、汽缸壓力、水溫等。目前市面上已有幾種故障診斷設(shè)備，比如CDK799--200型發(fā)動(dòng)機(jī)檢測器，雖然在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了比較成熟的故障診斷，但在實(shí)際使用中，卻不能單獨(dú)依靠專業(yè)人士的理論知識(shí)，必須要有豐富的經(jīng)驗(yàn)。而根據(jù)熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行的故障診斷，則需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，以確定內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀況和熱力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性，盡管其準(zhǔn)確率非常高，但是許多參數(shù)的獲取卻是非常困難的，因此必須進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，以求出較為精確的比較標(biāo)準(zhǔn)。2.4基于尾氣特征的故障診斷技術(shù)通過理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了尾氣檢測和分析是一種行之有效的故障診斷方法。廢氣組成與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)有著密切的關(guān)系，它可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況、點(diǎn)火能量、機(jī)械狀況等進(jìn)行研究。內(nèi)燃機(jī)在發(fā)生故障時(shí)，廢氣的數(shù)據(jù)會(huì)與正常的數(shù)值偏差，最重要的是，內(nèi)燃機(jī)的燃燒是一個(gè)獨(dú)立的缸內(nèi)環(huán)境，廢氣的全部信息都是來自缸內(nèi)的燃燒，通過檢測發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量呈現(xiàn)不同的特征，根據(jù)不同的特征可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障所在的部位。而內(nèi)燃機(jī)廢氣數(shù)據(jù)獲取方便、成本低，除吸入成分改變外，外部環(huán)境對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響不大，廢氣數(shù)據(jù)所含的信息比較獨(dú)立，因此在其它方法中更具優(yōu)越性；同時(shí)，廢氣數(shù)據(jù)也是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的綠色特性，它在保護(hù)大氣環(huán)境方面起著舉足輕重的作用，因此，與其它信息特性相比，監(jiān)測的必要性更加迫切，分析其特性具有先進(jìn)性和市場價(jià)值。曹紅兵和陳漢生2007年通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，廢氣組成與發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)之間存在著密切的關(guān)聯(lián)，并根據(jù)試驗(yàn)得出了發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的技術(shù)狀態(tài)和尾氣成分之間的關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行了分析。提出了一種利用廢氣分析方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障定位的方法。2007年，門艷忠、王福林利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)，對(duì)汽車尾氣中CO、HC、CO2、O2進(jìn)行了故障推斷和診斷。徐亞丹和王?。?008）參考國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)，重點(diǎn)對(duì)廢氣中HC、CO、CO2、O2四種氣體成分進(jìn)行了分析，將HC、CO、CO2、O2作為輸入變量，以發(fā)動(dòng)機(jī)失效類型作為輸出變量，建立了內(nèi)燃機(jī)故障診斷模型。圖7基于尾氣特征的故障診斷技術(shù)流程圖BayarsurenB等（2008)，對(duì)TOYOTA發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器進(jìn)行了分析，分析了廢氣CO、HC與其失效的相關(guān)性；李增芳等（2010）根據(jù)柴油機(jī)排氣參數(shù)與故障之間的復(fù)雜非線性關(guān)系，采用PCA方法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，建立了一套用于發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與分析的數(shù)學(xué)模型；QinB（2010）將最小二乘SVM用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷，給出了排氣和失火故障的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行了分析。高陽（2011）分析了在正常工況和異常工況下的檢測結(jié)果，經(jīng)過預(yù)處理后，將其作為AIS的自體或非自體集合，刺激抗體集合，獲得有目標(biāo)的、成熟的抗體；李國璋（2012）利用非線性映射技術(shù)，將測量到的廢氣樣品由輸入空間映射到高維特征空間，并利用核法（KM）與尾氣信息（ED）相結(jié)合的方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障診斷；李秋玲、賈敏智（2014）研究了基于廢氣組成的SVM的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)；畢曉君等研究人員基于PSO-RVM技術(shù)，研究了一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)著火故障的智能診斷技術(shù)；JinH（2015）提出了一種基于計(jì)算機(jī)的故障診斷方法，并將其用于故障分析和分類診斷；YYing、YCao、SLi、JLi、J.Guo（2015）分別采用灰關(guān)聯(lián)方法進(jìn)行故障成分的辨識(shí)與分離，進(jìn)一步深入地減小了故障因子矩陣的維數(shù)，并將故障成分量化為氣路分析。李鵬華，劉晶晶，馮輝宗，運(yùn)用遺傳算法的全局搜索能力對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了初值和閾值的優(yōu)化，并應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了故障診斷。表1基于尾氣排放特征的故障診斷技術(shù)作者年份尾氣排放指標(biāo)診斷模型BayarsurenB等2008CO、HC定性模型李增芳等2010HC、CO、CO2、O2、NOx主成分分析（PCA）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)QinB2010HC、CO、CO2、O2最小二乘支持向量機(jī)高陽2011HC、NOx、CO2AIS李國璋2012HC、CO、CO2、O2、NOx核方法（KM）畢曉君等2014O2、CO2、HC、COPSO-RVMTinH2015HC、CO、CO2、O2、NOxRVM模型李鵬華等2018COH、THC、COL、NOx、HC和CO2遺傳算法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)以上文獻(xiàn)進(jìn)行了總結(jié)，從研究文獻(xiàn)的發(fā)展過程中，可以清楚地看到，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的信息來源上，振動(dòng)信號(hào)、尾氣信號(hào)等是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，而振動(dòng)信號(hào)的故障診斷技術(shù)卻相對(duì)滯后，這主要是因?yàn)樗€在實(shí)驗(yàn)，很難在汽車中得到應(yīng)用。從表1可以看出，所收集到的廢氣信息中，有五種氣體是HC、CO、CO2、O2、NO。由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身的復(fù)雜性，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣與故障之間往往存在著強(qiáng)烈的非線性關(guān)系，采用傳統(tǒng)的方法很難保證其準(zhǔn)確性。就當(dāng)下來看，以智能算法為基礎(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)已成為當(dāng)前汽車排氣系統(tǒng)與故障類型之間的主要聯(lián)系，而內(nèi)燃機(jī)的智能化診斷則是當(dāng)今國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的一個(gè)主要方向。上述三種監(jiān)控方法存在差異：不同的診斷方法和監(jiān)控技術(shù)也能反映出不同的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀況。但是，上述三種方法都有其不足之處：性能參數(shù)監(jiān)控通常要求發(fā)動(dòng)機(jī)停用，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測；雖然磨損殘余物的檢測是一種較為有效的手段，但是這一過程一般都是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，且周期較長，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；雖然振動(dòng)監(jiān)測已經(jīng)有了一些成果，但是由于受到的環(huán)境影響，導(dǎo)致監(jiān)測效果不佳，不利于實(shí)時(shí)監(jiān)測。3DF4B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障3.1主機(jī)油泵供油量不足主機(jī)油泵供油不足，一般與主機(jī)油泵出口壓差有關(guān)。油泵前端管道有泄漏，這種故障是因?yàn)樵诠ぷ鬟^程中，主機(jī)油泵吸入空氣，引起供油不足，尤其是在吸油管閥門處密封不良或有裂縫時(shí)，容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抽氣，從而引起油壓的波動(dòng)；第三，主油泵吸入口過濾器被阻塞，這種故障是因?yàn)檫^濾器中有雜質(zhì)，可以通過檢測泵的出口壓力來判斷。圖8柴油機(jī)主機(jī)油泵示實(shí)物圖3.2機(jī)油通道阻塞內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)機(jī)油通道由于管路前、后壓力差過大而造成的阻塞，主要有以下幾個(gè)方面：一是污垢阻塞，柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生不可溶性物質(zhì)，如果不溶質(zhì)太多，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)油流經(jīng)過濾器時(shí)的壓力降低，這種故障可以根據(jù)過濾器前后油壓的對(duì)比來判斷；第二，油管堵塞，因?yàn)橛蛪豪^電器和油管的直徑都很小，一旦有雜質(zhì)進(jìn)入，很容易堵塞，而且在安裝過濾器時(shí)，油壓繼電器的接口會(huì)堵塞，這種情況經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致儀器顯示正常，而柴油機(jī)則會(huì)停止工作。圖9柴油機(jī)機(jī)油通道示意圖3.3機(jī)油系統(tǒng)泄油量大造成機(jī)油系統(tǒng)漏油的原因有四個(gè)：第一，主油泵安全閥或者旁通減壓閥發(fā)生了故障。第二種是截止閥門不正確打開，或者是發(fā)動(dòng)機(jī)油泵逆止閥出現(xiàn)了問題，這種情況可以通過觀察前后的壓差來判定；第三，增壓安全閥有問題，這種故障可以根據(jù)各個(gè)增壓器的油壓來判斷；第四，由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)軸承的磨損造成了較大的空隙，此現(xiàn)象可以通過觀察油泵的出口和終端的壓差來判斷。3.4噴油泵或噴油器發(fā)生故障發(fā)動(dòng)機(jī)噴油泵和噴油器出現(xiàn)故障的原因有二：一是噴油泵的輥?zhàn)踊蜉S套有問題，造成噴油泵的供油不能正常工作；第二，噴油器的狀況很差，比如彈簧斷裂，或者螺栓松動(dòng)，都會(huì)造成燃料的燃燒，或者發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不足，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。圖10柴油機(jī)噴油泵實(shí)物圖4DF4B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障的處理措施4.1對(duì)主機(jī)油泵進(jìn)行檢修對(duì)主油泵進(jìn)行維修時(shí)，應(yīng)先查看軸承狀況，確認(rèn)無裂紋、剝離、過熱變色、鉚釘斷裂、松動(dòng)等問題。另外，還要對(duì)泵的傳動(dòng)軸進(jìn)行潤滑，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承能夠得到很好的潤滑和冷卻，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱而損壞。4.2將噴油器的回油管改線到柴油機(jī)機(jī)體外燃油回油管破裂和連接失效都會(huì)引起機(jī)油的稀釋，為了防止這種情況發(fā)生，可以將噴油器置于凸輪軸箱的外側(cè)，將污油管固定在柴油機(jī)的外側(cè)，然后再連接回油管，保證污油通過柴油機(jī)的兩端，最終進(jìn)入到污油罐中，這樣就不會(huì)因?yàn)闄C(jī)油管道堵塞而發(fā)生故障。4.3將油壓繼電器改為延時(shí)電路由于發(fā)動(dòng)機(jī)油量大、臟物堵塞、繼電器管線堵塞等原因，造成發(fā)動(dòng)機(jī)油力不足，因此在檢修時(shí)必須進(jìn)行線路改造，以減少故障發(fā)生的幾率。4.4針對(duì)噴油泵或噴油器故障的處理方法如果噴油泵的頂部接頭出現(xiàn)了燃油、齒條出現(xiàn)了裂縫、柱塞堵塞等問題，肉眼無法看到，但是可以聽到金屬撞擊的聲音，用手觸摸高壓油管，會(huì)感覺到它的脈動(dòng)很微弱，甚至沒有任何的規(guī)律，如果維修人員用手去推，如果噴油泵的齒條沒有出現(xiàn)規(guī)律的爆發(fā)聲，這些都可以認(rèn)為是噴油泵或者是噴油器出了問題，要想解決這個(gè)問題，就必須要將這個(gè)問題給解決掉，然后再進(jìn)行維修。如果出現(xiàn)了較大的問題，必須更換噴油泵，并保證其襯墊的厚度與柴油機(jī)的正常工作相適應(yīng)。噴油器中的調(diào)壓簧或者是螺栓松動(dòng)，都要仔細(xì)的檢查一下，尤其是調(diào)整彈簧有沒有裂縫，兩側(cè)有沒有偏磨變形，如果有嚴(yán)重的話要馬上更換。對(duì)于調(diào)壓螺栓的松動(dòng)，可以在噴油器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作要求進(jìn)行調(diào)節(jié)后，將螺釘是密封墊損壞后，會(huì)有大量的燃油從回油管中溢出，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換噴油器或密封墊。5結(jié)語分析和診斷DF4B型內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)的主要故障。在論文中，首先介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)的功能及各部分，并對(duì)DF4B發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)行了簡單的分析。通過對(duì)內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)的分析，可以發(fā)現(xiàn)多種故障診斷方法。要根據(jù)不同的情況，采用不同的診斷手段，才能取得較好的療效。本文對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障進(jìn)行了深入的研究，找出了故障的原因，進(jìn)行了故障診斷與分析，并給出了解決辦法。經(jīng)過實(shí)際的總結(jié)，運(yùn)用更多的診斷根據(jù)部件的功能，以及在診斷時(shí)用簡易的設(shè)備進(jìn)行診斷，隨著科技的進(jìn)步，將來內(nèi)燃機(jī)的故障診斷將有可