高压共轨柴油机故障诊断系统控制策略研究
第32卷第3期2011年6月
内 燃 机 工 程
Chinese Internal Combustion Eng ine Eng ineering
Vo l.32No.3
June.2011
收稿日期:2009 12 07
基金项目:云南省科技强省计划项目(2007AD005)
作者简介:路琼琼(1984-),女,硕士生,主要研究方向为柴油机电控技术,E mail:qql841004@https://www.sodocs.net/doc/4318712041.html,;
申立中(联系人),男,教授,E mail:lzshen@https://www.sodocs.net/doc/4318712041.html, 。
文章编号:1000-0925(2011)03-0037-06
320043
高压共轨柴油机故障诊断系统控制策略研究
路琼琼,申立中,徐劲松,王贵勇,李 智
(昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,昆明650224)
Study on Control Strategy of Fault Diagnostic System for High Pressure Common Rail Diesel Engine
LU Qiong qiong,SHEN Li zhong,XU Jin song,WANG Gui yong,LI Zhi
(Yunnan Pro vincial Key Labo rato ry of IC Engine,Kunming U niversity of
Science and Technolog y,Kunm ing 650224,China)
Abstract:Analy zed the w orking pr inciples o f the fault diagnosis system for electron contr olled hig h
pressure co mmo n rail diesel engine and based o n the international standards o f o n bo ar d diag nosis system and the m odularizing design idea of electrical control system,the fault diagnosis control str ategies for sub mo d ules w er e presented and used for its module desig n.The control str ategies w ere simulated using ASCET soft w are o f ETA S,by calibrating m ain applied parameters and by bench test o f a high pressure com mon r ail diesel engine.T he results sho w that the objectiv e of the engine fault diagnosis is fulfilled effectively by ado p ting abov e control strateg ies.
摘要:基于高压共轨电控柴油机分析了柴油机电控单元故障诊断系统的工作原理,结合车载故障诊断系统的国际标准和电控系统模块化的设计思路,提出了针对各子模块的故障诊断控制策略,并完成了故障诊断模块的设计。通过对主要应用参数的标定,利用ETAS 公司的A SCET 软件实现控制策略的模拟仿真并在某型号高压共轨柴油机上进行台架试验。试验结果表明:采用控制策略可有效地实现柴油机的故障诊断。
关键词:内燃机;高压共轨柴油机;故障诊断;A SCET 软件;模拟仿真;试验
Key words:IC eng ine;high pressure common rail diesel eng ine;f ault diagno sis;
ASCET softw are;simulation;t est
中图分类号:T K 421
文献标识码:A
0 概述
常规能源的日趋枯竭和国家实行汽车排放标准的日益提升,推动了柴油机技术的发展;高压共轨技术的引入更是大幅度提高了柴油机的性能水平。另一方面,柴油机控制系统也越来越复杂,故障出现机率相应增加,除了相对简单的机械故障外,还包括更为复杂的电控系统故障,这些故障导致柴油机排放
增加[1,2]
。为了提高柴油机工作性能,同时有效控制
环境污染及便于故障维修,柴油机电控系统必须具有故障诊断功能,国际上制订了相应的On Board Diagnostic (OBD )标准,并在部分国家被普遍采用。中国的排放法规正在从国 向国 、国 转变,不久OBD 标准将在全国范围内被强制执行[3,4]。到目前为止,由于车载故障诊断系统的复杂性以及实现此系统时出现的难点很难解决,国内车辆为遵
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守OBD 规范采用的都是国外成型的诊断产品,迫切需要自主研发的故障诊断系统。因此,采用正确的设计思想和合适的开发工具,开发一种新型的故障诊断系统(fault m anagement system ,FM S)是非常必要的。本文设计完成了故障诊断模块,通过台架试验有效实现了柴油机的故障诊断。1 高压共轨柴油机FMS 工作原理分析
FM S 是电控单元ECU 本身具有的一种功能,是储存于ECU 内的部分软件和相应的硬件,主要用来对高压共轨柴油机ECU 进行实时监测和诊断。汽车正常运行时,FMS 不断监测ECU 各模块(燃油喷射模块等)输入输出信号[5]。当某一信号超出允许范围,FMS 判定该部分出现故障,并将这一故障及相关信息存入故障内存,同时点亮故障指示灯(简称MIL)[6,7]。通过故障诊断仪可读取故障信息。为了维持发动机故障下的运转,FMS 会根据故障类型及其优先级,选择性地抑制故障信号,释放故障替代信号,作为发动机的应急参数,保证发动机短期内正常运行。2 FMS 模型建立
FM S 运用ASCET 软件的图形化编程界面可以快速建立基于模型的控制过程,利用框图化基本模块实现控制策略。图1为FM S
主要组成模块。
图1 F M S 模块结构
FM S 控制策略总图如图2所示。状态监测模块不断监测车辆运行时各部件工作状态,一旦发生故障,运用特定算法筛选出真实故障,并将故障信息(故障类型,故障是否监测完毕)以故障路径的方式传递给故障状态控制器。故障路径处理方式对故障类型进行分类,并将对应参数(FMS _ClassM il_C,FM S_ClassSy sLamp_C )分配给不同的故障类,方便对不同故障执行相应的操作。故障触发条件为故障状态控制器判断柴油机当前状态,各种触发条件
是否满足。
图2 F M S 控制策略总图
故障状态控制器在接收到以上3个模块传递的应用参数后,将根据故障类型、柴油机状态等信息发出指令:是否点亮故障指示灯,是否储存环境条件。指令以信号形式传递给故障内存管理模块和与驾驶员接口模块,分别用来进行故障指示灯的驱动和储存故障信息的动作。故障诊断仪和用户诊断仪通过接口可从故障内存中读取故障信息。最后,诊断协调模块依据上述模块传来的故障信息,计算故障的优先级,释放替代信号代替当前的故障信号。2.1 状态监测的实现
状态监测模块对故障信号进行确认时采用的算法为预消抖。图3
为预消抖工作过程。
图3 预消抖工作过程
以大气压力信号为例,当大气压力传感器传递来的信号首次超出系统默认值(需标定)时,该信号就被确认为是初级故障,如果这一状态没有超过一定时间(需标定)或者出现故障的次数没有超出预设值(需标定),该信号被认为是无故障的,即偶发故障;否则被确认为故障信号。此后,如果故障信号再次消失,信号被认为进行了初级自修复,但是如果信号在自修复后又出现故障,则该信号直接被确认为故障。当初级自修复后故障信号在一定修复时间(需标定)内故障消失或者故障出现的次数减少至预设值(需标定),该信号被认为是修复完毕,即该信号不是故障信号。
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2.2 故障管理
2.2.1 故障路径处理方式
故障路径处理方式模块对电控柴油机可能出现
的故障进行分类,并为不同类分配参数。FM S根据
应用范围将故障分为20类,包括OBD标准故障、系
统故障和非系统故障等。故障类分配到的参数变量
主要包括M IL的亮与灭、触发条件、修复条件、是否
对外输出、删除条件等。
详细故障类参数变量见表1,其中XXX表示某
种故障类型。
表1 故障类参数变量
参数变量功能
FM S_ClassXXX_M il故障灯的状态
FM S_ClassXXX_SysLamp系统灯的状态
FM S_ClassXXX_Scatt 故障信息是否可被OBD 通用诊断仪读出
FM S_ClassXXX_Prio冻结数据帧优先级
FM S_ClassXXX_Rediness为每个故障定义准备就绪类
FM S_ClassXXX_T Flc故障触发条件
FM S_ClassXXX_Flc故障计数器初始值
FM S_ClassXXX_TH lc修复触发条件
FM S_ClassXXX_H lc修复计数器初始值
FM S_ClassXXX_TDlc删除故障内存触发条件
FM S_ClassXXX_Dlc删除故障内存计数器初始值
2.2.2 故障触发条件计算
故障触发方式计算模块计算故障被处理的条件,有3种触发条件。时间循环触发:如果故障在某一固定时间内连续发生,就完成时间循环T im e,将FM S_stcyles(具体比特位分配见表2)第二比特位置1;驾驶循环触发:发动机起动后或经过适当的时间延迟,即开始驾驶循环,并保持一定的时间(时间长短视系统而定),称为完成一个驾驶循环Dcy,此时将变量FM S_stcyles第三比特位置1;暖机循环触发:充分运转汽车后,使得发动机冷却液温度比起动时至少升高22.2 ,且至少达到71 ,系统完成一个暖机循环Wuc,将FMS_stcy les第四比特位置1。
表2 FMS_stcyles
比特位分配
比特位含义
0总是为0(无循环)
1T ime(时间循环)
2Dcy(驾驶循环)
3Wuc(暖机循环)
4 7不用
2.2.3 故障状态控制器
在ASCET软件中,用状态机(state m achine)工具实现状态的控制[8,9]。故障状态控制器状态图如图4所示,操作时序图如图5所示。
预消抖后仍存在的故障进入状态0,此时故障灯是熄灭的,故障内存被清空。
当故障通过预消抖首次被确认为最终故障时,转入状态1,并且储存此时故障出现时的环境状况,即冻结数据帧( 快照 )。故障持续存在,并且当前发动机状态满足故障触发条件后,故障计数器开始自减,当计数器减至0时,转入状态3;但如果故障在计数器自减至0之前突然消失,则转入状态2。在状态2中,如果在一定时间内,故障再次出现,故障就转入状态1,如果没有再次出现,故障就转入状态0。
在状态3中,此时的故障是真实的故障,系统会点亮故障指示灯M IL,储存此时的环境状况,并将此故障的故障代码及环境条件、故障指示灯状态写入故障内存[10]。这些故障代码可以根据不同的诊断模式通过通用故障诊断仪从故障内存中获取,如果在状态3中的故障消失,并且此时发动机状态满足故障触发条件时,修复计数器开始自减,当计数器减至0时,转入状态4。
在状态4中,当故障不再出现,并且满足故障触发条件时,删除计数器开始自减,当计数器减至0时,转入状态0,删除故障内存即系统清除储存的故障信息;当在计数器减至0之前,故障再次出现时,转入状态3。
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2.2.4 故障内存管理
故障内存用于储存故障信息,目前FM S 最多可以储存10条故障信息。当故障被判断为真实故障且故障内存中还有空位时,系统将在故障内存末尾处添加该故障信息。如果故障内存已经用完,系统会用新信息覆盖现有故障内存中优先级比当前故障低的故障信息;如果故障内存中已经存有该故障,该故障内存中的信息将被更新。2.3 与其他组件的接口
与驾驶员接口就是故障指示灯。故障指示灯可以显示出和排放相关的故障,以便提醒驾驶员出现了故障。发动机正常工作状态下,MIL 将根据故障内存的内容决定:处于亮灯、灭灯或闪烁状态。MIL 持续点亮,说明与排放有关的组件或电路出现故障;MIL 点亮很短的一段时间后又熄灭,并再未被点亮,说明只是出现偶然故障,且故障已被修复;MIL 闪烁,说明发生一种可能使催化转化器损坏的严重故障。
通用诊断仪接口依据ISO 15031 5规定的9种诊断模式可以从故障内存中获取故障信息
[11]
。除
ISO 标准规定的故障内存和诊断仪之间的接口(9种诊断模式),一些厂商会提出特殊用户数据请求,如读取故障码和冻结数据帧等。因此,FM S 开发了基于ISO 14230指令的3个读取模块:0 18读取故障码,0 12读取冻结数据帧,0 17读取故障发生时发动机工作情况。2.4 诊断协调
诊断协调用来实现故障信号的抑制和默认信号的释放,由抑制处理程序和优先级计算组成。
首先,接收状态监测传来的故障路径,根据故障状态和当前车辆或发动机运行情况,计算出对应故障路径标识符Fid 的优先级。其次,选出最重要的Fid,通过抑制处理程序抑制故障信号,释放默认信号。2.4.1 抑制处理程序
抑制处理程序根据故障路径状态,找到对应故障路径的Fid,并根据优先级计算结果,抑制故障信号。图6
为抑制处理程序工作原理示意图。
图6 抑制处理程序工作原理示意图
如果检测到一个故障路径是真实故障,那么属于此故障路径的且属于数组DSM _InhDfp_故障路径_C 的所有Fid 均被抑制。每个Fid 都有一个状态字节和一个计数器字节。在计数器中记录抑制一个Fid 的故障路径数。如果数量大于0,则此Fid 对应的故障路径被抑制,并释放替代信号。
2.4.2 优先级计算
优先级计算模块计算每个Fid 的优先级,从而决定最先被处理的故障。图7
为优先级计算框图。
图7 优先级计算
(1)基本优先级
运行模式优先级:如果函数可以运行在当前发动机运行模式下,就可以获得一个运行模式优先级。
(2)跳跃优先级
为避免由于磁滞现象导致可能出现的震荡或不必要的改变,可以增加跳跃优先级。
(3)斜坡优先级
函数随着时间的改变,被ECU 所需要的程度不同。斜坡优先级就是随时间而改变的优先级,可以为正优先级,也可以为负优先级。
(4)发动机/故障状态优先级
发动机优先级:如果发动机某一函数认为自己急需被优先处理,可以传递给协调程序一个发动机优先级。
故障状态优先级:根据故障路径状态改变优先级,如果故障路径存在真实故障,协调程序就增加故障状态优先级。
(5)窗优先级
在一个时间间隔内的优先级可以通过窗优先级来提高。
3 故障诊断系统仿真3.1 预消抖仿真
柴油机出现某种故障,根据故障状态模拟仿真预消抖模块,检测预消抖模块是否能判断出真实的
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故障,仿真结果如图8所示。其中
,图线1为故障状态;图线2为经过预消抖后的最终故障输出结果;低平显示时为无故障;高平显示时为有故障。
图8 预消抖仿真图
确认故障过程:当故障出现的时间小于系统故障时间(a 、b 为小于系统故障时间),故障不是真实故障,最终状态为低平;当故障出现时间大于系统故障时间时(c 为大于系统故障时间),故障被确认为真实故障,最终状态为高平。
修复故障过程:当故障消失时间小于系统修复时间(d 为小于系统修复时间),故障仍为真实故障,最终状态为高平;当故障消失时间大于系统修复时间(e 为大于系统修复时间),故障认为被修复,最终状态为低平。
3.2 故障状态控制器仿真
给定高压共轨电控系统某种故障,根据标定的参数,通过ASCET 软件对FM S 进行模拟仿真,仿真结果如图9所示。其中,故障的输入状态为测量值1,
低平时为无故障;高平时为有故障。故障内存状态低平时表示未存入故障内存,高平时表示已存入故障内存,M IL 状态低平时表示未被点亮,高平时表示被点亮。
图9 故障诊断系统仿真图
当出现故障时,故障计数器进行计数,且达到一定次数后,故障被确认为真实故障,系统点亮M IL,
将故障信息存入故障内存中;如果故障消失,修复计数器计数,且达到一定次数后,故障确认为被修复,熄灭MIL,故障信息仍然储存在故障内存中,此时进行删除故障内存计数,当删除故障内存计数器达到0时,表明故障被最终修复,系统删除此故障信息在故障内存中的记录。4
故障诊断系统模型验证
将以上控制策略实现模型应用于某型号的4缸
增压直喷柴油机上进行模拟仿真。图10为正常模式下柴油机冷却液温度及冷却液温度传感器输出电压随柴油机运转时间的变化情况。由图10可见:仿真过程中各参数变化与实际情况一致。
图10 正常工况下试验结果
柴油机正常工作时,冷却液温度变化范围为0~90 。如果冷却液温度过高,将导致进气量减小,功率下降;润滑油温度升高,加速零件磨损,缩短使用寿命。冷却液温度传感器正常工作时,冷却液工作范围是-30~120 ,其输出电压值应在0.3~ 4.7V 范围内变化。图11为冷却液温度和冷却液温度传感器都超出了正常的工作范围,如果照此故障继续驱动柴油机,必然导致 开锅 ,柴油机动力性、经济性和使用性受到严重影响。为了保证柴油机正常运转,将当前过低的冷却液温度传感器输出电压及过高的冷却液温度信号抑制,并用经验值替代上述故障信号值。
图12为油门位置传感器故障试验结果。油门位置信号的正常工作范围是0~100%,在0~1s 之间,油门位置处于正常范围,当油门位置传感器信号
线短路时,油门位置信号在1~2s 之间超出了正常范围。如果不采取措施,发动机会失去控制。因此,FM S 通过诊断协调模块将油门值修正至默认值,保障了柴油机的正常工作。
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内 燃 机 工 程2011年第3期
图13为共轨油压传感器故障试验结果。共轨油压传感器信号的正常工作范围是0~160M Pa,在
0~1s 之间,共轨油压处于正常范围内,压力越高,喷射同样数量的燃油需要的喷油脉宽越小。但是如果油压过高并持续一定时间,供油电磁阀的供油脉宽将会减少为0,导致实际共轨油压逐步降低为0,喷油量也因此降低为0,发动机停止工作。当FM S 监测到共轨油压超出正常工作范围,会通过诊断协
调程序将油压缓慢降至默认值。
图13 共轨油压传感器故障试验结果
5 结论
(1)通过预消抖模拟仿真,FM S 确认了故障的真实性,防止了由于 假故障 影响M IL 正常指示功能情况的出现。
(2)当电控柴油机出现故障时,通过故障管理FM S 实现了对故障的诊断;并根据故障状态指示了M IL 的亮/灭动作及故障代码的储存动作。
(3)采用故障诊断系统不仅可以及时准确地监测出柴油机故障部位,并可通过诊断协调功能将故障信号恢复到默认信号范围内,确保柴油机正常工作。参考文献:
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(编 辑:姜文玲)
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柴油发动机常见故障诊断与排除
这是由于柴油未完全燃烧而产生的黑色炭粒混在废气中引起的。 1、故障原因 （1）发动机负荷过大。 （2）喷油器雾化不良，喷油压力过低或有严重漏油现象。 （3）供油提前角太小致使供油过晚。 （4）空气滤清器堵塞，进气量少，氧气供应不足。 （5）喷油泵供油太多。 2、排除方法 （1）减轻负荷，不使拖拉机长时间超负荷工作。 （2）调整和更换喷油器。 （3）按规定调整供油提前角。 （4）对进气系统和滤清器进行保养，更换滤芯。 （5）调整喷油压力。 （二）发动机排气管冒蓝烟 这是由于燃烧室内进入了过量的机油而引起，俗称烧机油。 1、故障原因 （1）油底壳中机油过多。 （2）油环磨损严重，开口间隙过大，油环装反或有积炭胶结在槽内。 （3）活塞环开口未交错开。 （4）缸套与活塞间隙过大。 （5）空气滤清器（湿式）底壳油面过高。 （6）气门杆和导管配合间隙大。 2、排除方法 （1）排放出油底壳中多余的机油，使油面保持合适的高度。 （2）清洗或更换油环，重新安装活塞环。 （3）更换活塞和缸套。 （4）倒出空气滤清器底壳中多余的机油。 （5）更换新件。
这也是一种常见的现象，气温较低时，刚启动的发动机转速低易排放白烟（主要是水汽），当转速正常时会逐渐消除，此种情况不属故障。另外，是由于冷却水道及密封部件的损坏，造成冷却水窜入燃油供给系（或油底壳），然后到达燃烧室，同废气一起排出，即形成白色烟雾。 1、故障原因 （1）气缸盖螺母松动，气缸垫损坏以及气缸盖、气缸套、气缸体出现裂纹或阻水圈失效等，使冷水窜入气缸。 （2）柴油中含水。 （3）供油提前角过大。 （4）气门间隙过小。 （5）喷油器、喷油泵偶件磨损严重。 2、排除方法 （1）重新按规定拧紧缸盖螺母，更换已损坏部件。 （2）更换合格柴油。 （3）调整供油提前角。 （4）调整气门间隙。 （5）对喷油泵、喷油器偶件进行研磨、选配或更换。 （四）发动机响声异常 发动机出现异常响声，是由于不正常爆发而产生的敲击声或不正常的运转而产生的撞击声。 1、故障原因 （1）喷油时间过早或过晚。喷油时间过早，发动机工作粗暴引起敲缸；喷油时间过晚，出现过后燃烧会引起排气管放炮声。 （2）喷油器滴油，响声无一定规律。有时出现敲击声有时则出现放炮声。 （3）气门间隙太大或太小。 （4）活塞环侧向间隙过大。 （5）连杆铜套间隙过大。
控制器故障诊断
FANUC-Robot控制器故障诊断 错误分类概述 * 错误分类的目的是为了更容易地进行故障诊断。 * 每一次故障诊断前都要进行错误分类。 * 识别错误以及症状的类别，要先于故障诊断。 * 每一类错误在机器人操作中都同等严重。 * 错误类型分为： ?第一类错误 ?第二类错误 ?第三类错误 ?第四类错误 第一类错误慨述 * 症状 ?控制器死机 ?示教盒屏幕空白 * 潜在的原因 ?控制器AC 电源存在问题 ?断开器的问题 ?变压器的问题 ?控制器DC 电源线路的问题 ?电缆线问题 ?示教盒/缆线问题 ?电源供给单元损坏 ?电源供给单元保险丝熔断 ?开/关电路的问题 ?面板电路板保险丝 第二类错误概述 * 症状 ?示教盒锁死，没反应 * 潜在的原因 ?软件故障 ?主板的问题 @ CPU 模块，连同DRAM
@ FROM/SRAM 模块 ?示教盒/缆线/ISB 单元的问题 ?PSU 或者底板（激活信号）的问题 ?辅助轴控制卡的问题 第三类错误概述 * 症状 ?错误指示灯亮 ? KM1和KM2 关闭，因此伺服没有电源 ?屏幕上显示诊断信息 * 潜在的原因 ?伺服放大器的问题 ?马达/SPC 的问题 ?编码器/制动模块的问题 ?紧急停止线路的问题 ?紧急停止线路板的问题 ?紧急停止单元，连带KM1 和KM2 的问题 ?面板电路板的问题 ?缆线问题 第四类错误概述 * 症状 ?机器人只能在手动模式下工作 ?能够从示教盒运行程序 * 可能的原因 ?通讯或输入/输出的问题 @ 与PLC 之间没有通信 @ 行程开关等损坏 ?不正确的当地/远程开关设置，软件控制的。六控制器维修 1 无法开机
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧 发表时间：2016-11-07T14:10:38.820Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：刘庚 [导读] 所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 （福建晋江天然气发电有限公司福建省晋江市 362251） 摘要：随着科学技术的不断发展，各种自动控制设备也随着不断的发展和完善，这些设备离不开最基本的电气控制线路，也逐渐的被人们所熟悉掌握。和发达国家相比，我国对电气控制线路控制技术的研究较晚，发展速度也比较慢。近年来通过引进、吸收、消化，明显的提高了电气控制线路技术发展速度。由于电气的控制系统线路较多，线路发生的故障点比较隐蔽，所以影响了电气控制线路的稳定发展。文章分析了电气控制系统的常见故障及其危害，探讨了电气控制系统故障分析诊断及维修技巧。 关键词：电气控制系统；故障诊断；维修技巧 引言 众所周知，电气控制系统在确保电气设备有序运行、高效工作中发挥了不容忽视的重要作用，这一点不可否认，然而在具体应用中，电气控制系统不可避免的会出现各类故障，从而对系统自身、相关设备以及非故障设备构成威胁。所以我们必须加大电气控制系统故障分析和维护力度，以此使其使用更加安全，运行更加可靠，进而提高控制效果与水平。 一、电气控制系统常见故障及其危害 1、电气控制系统常见故障分析 有一些典型的电气控制系统故障可以为我们带来启示，从中获取故障检修经验，避免系统因故障更产生严重后果。引发电气控制系统故障的原因有许多，绝大多数体现在设计上的错误，以及设备安装质量低、设备自身缺陷等，常见的几种系统故障为：（1）过负载。过负载故障体现为电气控制系统中的电机电流超过了额定电流，引发电机过负载故障诱因有很多，例如负载、电压骤然大幅度增高、电机缺相运行等。（2）形式不同的短路。短路故障包括两相短路、三相短路、一相接地短路以及电机或变压器一相绕组中的匝间短路等。（3）过电流。过电流指的是电器元件或电动机超过了限定电流的运行状态，通常比短路电流要小，很少超过6In，过电流故障的原因多来源于错误的起动及负载转矩过高等。（4）电源缺相。交流异步电动机在常规工作当中，因为三相电源包含的一相熔断器熔断所引发的电动机缺相运行。 2、故障的危害 想要真正了解电气控制系统故障，其发生后的危害也有必要了解。（1）电气控制系统在正常运行中，绝缘破损或者接线错误及负载短路后，短路时形成瞬时故障电流可激增到额定电流的数十倍以上，使配电线路或电气设备因过流所生成的电动力而遭到损毁，甚至造成火灾。（2）电流过大不仅会中止电器控制系统，还可能让电气设备遭到损坏，进而引起电动机转矩过大，让机械转动部件破损。（3）交流异步电动机在缺相电源低速运行或堵转时，其产生的定子电流十分强劲，遇到故障会让电动机绕组烧毁。（4）电气控制系统发生故障还可能导致电网电压降低，直接波及到其他设备或用户，让正常工作与生产遭到破坏，严重时会使配电系统彻底瘫痪。 二、电气控制系统故障诊断分析性 1、调查研究法 对电气控制线路的故障诊断调查研究法可以让故障检测人员有效而且快速的对故障性质、范围以及类型进行判断掌握，使工作人员可以迅速的做出故障准确诊断，把在检修诊断过程中的盲目性降低。调查研究法的主要方式是：第一点是问，故障诊断人员向操作电气设备的人员询问在故障发生之前、发生中和发生后的电气线路状况，问的内容应该是在电气控制线路发生事故前有没有冒烟、冒火、有无响声、发生频率、在事故发生之前有没有停机、过载或者高频率启动现象，有没有更换过原件、是否私下维修等等问题，从这些问题中可以知道，调查研究法的最主要的判断故障方式就是问，通过问就可以大致的判断出故障发生的部位以及发生故障原因等。第二点是望，望就是要对发生故障的设备部位进行观察，看的主要部分就电气设备的外观，看电气设备是否有可能会有故障发生的预兆，比如短路、接地、线路松动、断线等状况。第三点是闻，电气线路中如果出现烧坏等现象，维修人员就可以通过闻的方式进行判断，从而准确的判断线路故障发生的性质和部位。第四点是摸，在摸的时候，必须要保证电流已经切断，触摸线路是否发热，确定该条线路是否在正常运营。 2.2原理图、逻辑分析法 运用逻辑分析法的根据是控制线路中工作原理的关系和环节，并且根据线路故障的现象进行具体的分析，把检查的范围迅速缩小，从而确定故障的发生部位。运用逻辑分析法的主要前提是要根据系统电路原理图分析，准确判断故障所在的位置，使用逻辑分析法的目的是比较快捷方便，因此逻辑分析法比较适用于有复杂线路的故障检查中。由于复杂的线路中经常会有许多电气零件以及接线，如果检查维修人员逐一检查，不仅工作量大、时间长，且容易出现差错。 检查维修人员在使用逻辑分析法进行线路检查时，应该按照相应管理图纸对线路故障进行具体分析，准确的找到故障所在的位置。逻辑分析法可以帮助维修人员快速的把复杂问题进行分析，把一些比较专业复杂的问题变得简单化，避免检查人员莽撞的检查，使尽快的排除故障。 2.3实验法 实验法就是需要对电气控制线路进一步检查时，或是使用常规检查无法判断故障的时候，可以对电气控制线路的故障进行通电实验检查。但是实验法使用前提是不能把电气设备和机械设备损坏，不能把事故的范围进行扩大化。 在进行实验之前，应该尽量的把传动机与电动机分开，调节器里的相关开关在零位，把开关还原的最初的位置。如果传动机和电动机无法彻底分开，可以把主线路切断，根据检查中的实际需要把其它部位的线路也切除掉，把检查的范围进一步的缩小，同时也是为了避免故障进一步的扩大，避免意外情况的发生。如果要把电气设备打开，应该在操作设备的人员的配合下打开。 三、电气控制系统故障维修技巧探讨 1、通过有效充分利用排查的方式进行维修 利用排查法进行维修是最基本的方法，它的主要内容涉及故障代码的研究和分析、系统的自排查过程、万能表排查和短路排查四种方法。由于上述已经涉及相关内容的探讨，在这里不再多加赘述。
关于柴油机故障诊断的总结
关于柴油机故障诊断的总结 关于柴油机故障诊断的总结 关于柴油机故障诊断的总结 柴油发动机应用广泛，处在所属产业链的相对核心的位置。其运行状态的好坏直接关系到成套设备的工作状态。因此，对柴油机运行状态进行实时监测和故障诊断，确保其处于安全、可靠、高效率的工作状态，对提高整套设备的劳动效率，提高产品质量，降低生产成本和能耗具有重大的意义。 柴油机故障诊断和其它类型的机械故障诊断一样，首先必须对故障机理进行研究，以故障信号的检测技术及信号处理技术为基本技术，以故障信号处理和特征提取理论为基本理论，以基于信号处理和特征提取的故障类型识别方法为基本方法。近年来，随着科学技术的发展，柴油机故障诊断技术也经历着从最初的事后维修到定时检测，再到现代故障诊断技术的视情维修。传统的诊断方法虽然简单易行，但是由于其信息量小，精确度不高，成本较高且容易发生误判，故难以满足现代的需求。20世纪80年代，邓聚龙教授提出了灰色系统理论，为研究少数据、贫信息不确定性问题提供了新方法，很好地解决了传统方法的不足之处。进入90年代后，随着人工智能技术的发展，柴油机故障诊断技术进入了智能化的阶段。检测项目增强，软件功能增强，诊断的准确性大为提高。基于专家系统和神经网络的智能化诊断方法为柴油机故障诊断技术的发展提供了新的方向。一、传统的故障诊断技术 传统的柴油机故障诊断技术主要包括热力参数分析法、声振监测、磨粒监测分析法。热力参数分析法中又可以分为通过测定柴油机工作过程的示功图对柴油机
工作过程做综合性的监测的示功图法和利用瞬时转速波动信号对柴油机进行监测和故障诊断的方法。1、热力参数分析法 热力参数分析法是利用柴油机工作时热力参数的变化来判断其工作状态的。这些参数包括气缸压力示功图、排气温度、转速、滑油温度、冷却水进出口温度及排放等。由于这些参数能够很好的反应柴油机的工作情况以及故障特征，具有关联性强、直观且便于分析等优点，因此此种方法得到了广泛的应用。1.1示功图法 示功图是在活塞式柴油机的一个循环中，气缸内气体压力随活塞位移（或气缸内容积）而变化的循环曲线。示功图除了表示作功或耗功的大小以外，还能综合反映了柴油机作出机械功的热力装换过程，故常常用来分析研究以及改善气缸内的工作过程。获取示功图的方法有直接测量法和间接测量法。直接测量法就是直接用压力传感器压力随曲轴转角的变化，然后经过整理表示为曲线形式。间接测量法则通过测量柴油机运行过程中与气缸压力相关的其它量来求的压力而获得示功图的方法。由于间接测量法对柴油机的工作无影响，故目前国内外多采用此方法。虽然这种方法在确定柴油机各类故障时比较全面，但是在现场使用中还存在一些技术问题。如上止点的确定问题、压力传感器的安装及通道效应问题等。 1.2瞬时转速法 柴油机曲轴的瞬时转速波动信号能较理想的反映机器的工作状态和工作质量。通过对瞬时转速波动信号的分析可以得到机器运行状态和相关故障的丰富信息。这种方法的原理是基于柴油机正常工作状态下各缸动力性能的一致性。一旦某一气缸发生故障，这种一致性就会遭到破坏，柴油机的运转平稳性就会变差，转速波动信号将产生严重变形。根据此变形的程度，就能判断出缸内工作过程的好坏。
控制系统故障诊断技术
Harbin Institute of Technology 控制系统故障诊断技术 课程报告 专业：控制科学与工程 学号：15S004001 姓名： 日期：2016.4.12 控制系统故障诊断技术(FDD)，在核心上属于模式识别范畴，通过冗余控制及自诊断等
思想处理系统故障，提高系统性能与可靠性。主要环节内容包括特征提取(如量值描述、模糊描述、模型与数据结合描述等)，故障分离估计及评价决策。其中系统的表征包括输入输出状态，参数特征，逻辑经验，通过状态观测可以判定失效的观测器。 控制系统故障诊断主要思想在于特征分析，包括信号处理，通过控制领域方法，进行诊断与容错处理。本质上，是控制学科的一门下属学科，建立的体系要基于控制系统理论基础，系统四个部分分别是：被控对象、控制器、执行器、传感器。重点在于传感器的故障诊断。 故障诊断本身又可以分为故障检测，只判断有无故障；与故障分离，即可以定位具体故障。 诊断方法类型包括基于数学模型及基于专家(模糊)知识两种。体现在发展历程上，即2000年以前诊断方法主要是阈值方法，而2000年之后才逐渐引入智能化。 这一技术的目的包括提高系统鲁棒性，这种鲁棒性，并非简单的对参数变化具有的不敏感性，还包括系统自身对结构变化的自适应性；此外，另一个目的是容错性，即再系统局部发生故障时，可以有冗余部件替换掉有问题部件。 控制系统容错技术在方法上，包括 1、并行冗余，主要处理控制器故障，包括串并联结构，冷热备份等等； 2、鲁棒控制，需要考虑系统局部关系的完整性设计，具有多模型自适应能力； 3、系统重构，指的是余度系统故障时，使系统转入新工作结构而采用的余度管理措施，称为重构。系统重构技术充分利用系统的信号和资源，可以使系统获得更高的可靠性和生存性。在系统发生故障时可以迅速反应，重新构建控制器，通常采用FPGA实现，达到不同阶段完成不同功能。 4、人工智能，是近来发展迅速的智能化方法，包括神经网络、模糊专家控制等。 如上图为神经网络控制器的示意图。作为一种黑箱结构，神经网络的优势在于只要有一层隐含层就可以做到任意的非线性拟合。 控制系统故障诊断实现途径包括：提高元部件可靠性及整体可靠性设计，如冗余设计、简化设计等。故障诊断的观测器通常采用基于李雅普诺夫原理的自适应观测器与奉献观测器的结合。通过可观自由度、传感器数量对故障定位，通过解耦控制器，容错控制，使血糖具有冗余能力。在实际应用中观测器速度一定大于控制器，及观测器极点相比于控制器一定更远。当系统干扰较大时，可将观测器换成卡尔曼滤波器。闭环故障诊断的难点在于故障可能由于闭环本身产生。 以上内容完全来自课堂笔记与个人观点，下面是我查阅到的控制系统故障诊断的一些基本内容： 容错控制是 20 世纪末期发展起来的一种提高控制系统可靠性的技术 . 容错控制系统设计主要包括 故障诊断和容错控制系统的设计, 这两个方面现都成为控制理论领域的研究热点. 控制系统是由被控对象、控制器、传感器和执行器组成的复杂系统, 其各个基本环节
柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍
柴油机高压共轨电控燃油喷射技术介绍 摘要:传统机械发动机的喷油系统凭借其可靠性、易维护性一直在不断地发展和使用。进入２1世纪以来，随着人们对能源、环保的意识和要求日益提高,传统发动机的脉动喷油系统已经不能够满足现代发动机的要求。因此，现代发动机的共轨燃油喷射技术在避免了传统发动机缺点的基础上,得到了快速的发展,已经成为燃油喷射的主要发展趋势。为了更好的对高压共轨电控发动机燃油喷射系统的理解,现对高压共轨电控燃油喷射系统进行系统的介绍。 1 引言 随着世界各国工程机械、运输车辆等数量增加,柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染原因之一,如何采取措施保护人类赖以生存的地球环境已是当务之急。我国从八十年代起相应制订了有关的标准,将环境保护作为大事来抓。与此同时，世界各国也已开始寻找和探究其他方法和采取其他有效的技术措施主动地减少和控制污染物的排放。共轨式电控燃油喷射技术正是从众多方法和措施中脱颖而出的一项较为成功的控制柴油机污染排放的新技术。 2 高压共轨电控燃油喷射技术发展过程 ２0世纪40年代电控共轨燃油喷射技术首先在航空发动机上应用，20世纪５0年代在赛车发动机上广泛应用。２0世纪90年代，柴油机的电控供油系统开始在实际应用中大量使用。主要有日本电装公司和丰田汽车公司ＥCD-U2系统、博世公司和D－Ｃ公司电控共轨式燃油喷射系统。 国外在柴油机电控高压共轨燃油喷射系统方面的研究开展得较早而且比较深入，有多种共轨系统已经投产，并与整车进行了匹配应用。日本电装公司的EＣD－U2系统是电控高压共轨燃油喷射系统的典型代表，该系统还能实现预喷射和靴型喷射。 共轨喷射的发展大体经历了3个阶段,如表1所示。 从表1中可以看出：共轨喷射的最高喷射压力在不断提高,这样对于喷射品质的提高有着重要的意义。压力越高，燃料雾化越好,颗粒越小越均匀，燃烧越充分，经济性、动力性和排放性均好,但这对喷射系统的要求也越高;喷射的次数不断增加，可以实现满足发动机燃烧和排放的多次喷射,可以控制燃烧的不同阶段喷油量和喷油速率,使燃烧更充分,热效率提高；在最小稳定喷射量上,3个阶段的每次的喷射量在下降,这说明每次喷射时候可以使喷射更均匀、更细密,喷油和断油更干脆，反应灵敏，响应特性好，这样有利于燃烧，减少积炭的产生。
柴油机故障常用的诊断方法一般有
柴油机故障常用的诊断方法一般有； 1观察法；通过观察柴油机的排烟等故障特征，判断故障情况。 2听诊法；根据柴油机异常声音凭听觉判断故障部位性质及程度。 3断缸法；停止某缸工作，借以判断故障是否出现在该缸，断缸法一般是向怀疑出现故障的气缸停止供油，比较断缸前后发动机的状态变化，为进一步查找故障部位或原 因缩小范围 4比较法；对某些总成或零部件，采用更换的办法确定是否存在故障。 5故障诊断灯；当车出现故障时，可以通过整车仪表盘上的闪码灯读出闪码，参照闪码表初步判断错误原因。闪吗读取操作说明；在点火钥匙开关接通或发动机运 转状态下均可进行，点火钥匙开关处于接通位置按下---松开故障诊断请求 开关闪码灯将报出闪码每一次操作只闪烁一个闪码（例如3-2-4）直至循环 第一个为止，闪码由三位组成，闪烁方式(例如车速传感器故障，闪码； 324)闪码闪烁时间和间隔时间可以由发动机厂自行定义。 6专用工具；故障诊断仪 故障诊断仪可以进行较近一步的判断 故障一；柴油机不能启动 柴油机是压缩式内燃机，柴油机的顺利启动，不仅需要大量燃油充分雾化后喷入气缸，而且要求气缸内空气压缩后具有一定的温度和压力，这样才能使柴油自燃， 因此柴油机不能顺利启动，原因一般在起动系统，电控燃油系统，进排气 系统或柴油机配合间隙上。客户可以根据的伴随特征，按步骤进行分析判 断。 1.1起动机不工作 对于起动机受ECU控制的整车，在启动时ECU首先检查空档信号，输出一个电流驱动启动继电器，继电器接通后电瓶带动起动机起动，检查时有几个 要素；空档开关，启动继电器，电瓶，车下停车开关的关联。 方法步骤； 检查是否挂在空挡位置。 检查车下停车开关的位置（应处于断开状态）。 检查空档开关（一般安装在变速箱上）及接线是否完好，试着使用紧急起动（点火开关持续按下5秒以上）。检查电瓶电压是否过低，以致不能带动起 动机，起动机继电器及接线是否完好，检查起动机是否以烧坏，点火开关 及起动机开关是否已坏。 1.2轨压无法建立（起动机能正常工作，但无法启动） 共轨系统对燃油右路要求较高，低压油路（油箱，粗滤，精滤，回油），高 压油路（高压油泵，共轨高压油管，喷油器）都要保证密闭，任何一个环 节出问题，轨压都不能正常建立，提示主机厂对整个燃油油路高度重视。 注意：车辆的第一次启动必须进行低压油路和高压油路的排气和充油。 方法步骤： 检查油箱油位是否过低。 检查手压泵是否工作正常 检查低压油路是否有气，并排除空气（有时低压油路泄漏不明显，需要仔 细检查） 排气方法：主要牌粗滤里面的空气，松开粗滤上的放气螺钉，用手压动 粗滤器上的手压泵，直至放气螺钉处持续出油为止。
船用电控共轨柴油机的最新技术特点和管理 K
船用电控共轨柴油机的最新技术特点和管理 [摘要]阐述了电控共轨柴油机的工作过程和特点，着重分析比较两大主流机型（SulzerRT-flex和MAN-B＆WME／ME-C）。通过与传统型柴油机在性能和结构上的比较，介绍了电控柴油机的优点，探讨船用柴油机电子喷射燃油系统的运行管理措施，指出电控共轨燃油喷射系统NOx排放可完全符合MARPOL73／78国际防污公约的最新要求，从而进一步改善船舶柴油机的经济性、可靠性。这是船用柴油机的发展方向。 1.前言 随着科学电子技术迅猛发展，微型计算机已越来越广泛地应用在船舶动力控制和监测中。为了提高燃油经济性、降低排放要求、提高可靠性和操作的灵活性，实现适时调节，电控共轨柴油机已成为发展的必然趋势。经过各大厂商的不懈努力，全电控型的柴油机终于在2003年研制成功并得到实船验证，这标志着柴油机的发展经历了又一次质的飞跃。 2.传统柴油机和电控型柴油机的区别。 传统的柴油机是由调速器控制其喷油量，由凸轮控制其喷油定时、进排气等过程，能使柴油机在额定工况下实现性能的优化。但是当柴油机的工况、海况、外界环境、燃油品质发生变化，凸轮轴磨损或者机械间隙改变导致喷油正时、喷油速率、配气正时、气阀时面值等参数偏离其设计的最佳值时，均会影响柴油机经济性能。 船用柴油机工作过程的燃烧效率，燃油消耗以及废气排放污染，一直是人们关注的问题。根据国际海事组织《MARPOL73／78公约》的规定对船舶柴油机NOx 的排放进行了严格的限制。而控制其最有效的手段是降低最高燃烧温度及控制燃气在高温下停留的时间。 电控型柴油机也称为智能型柴油机，即将电子设备及软件应用于船用柴油机并成为其重要部分的新型柴油机。根据柴油机燃烧理论，主要是应用了电控技术，通过控制燃油喷射正时、喷油量、喷射速率、压力以及进、排气阀正时，能够有效地实现柴油机在各种负荷下的性能最优化，从而达到在满足最新排放要求下，提高其经济性、可靠性、操纵灵活性和延长使用寿命。 3.电控共轨型柴油机 3.1目前两种主流智能型船用柴油机的比较 W?rtsil?公司SulzerRT-flex系列柴油机采用的共轨系统和MAN-B&W公司的ME／ME-C系列柴油机采用的电控燃油喷射系统，具有一定的差别：（1）油轨方面。SulzerRT-flex机型的公共油轨有两个，一是20MPa的滑油，它的作用是因为电子控制系统中所输出的能量有限而作为驱动排气阀、气缸起动阀和喷射控制装置；二是100MPa的重油，它作为柴油机的燃料油，在油轨中等待喷射。而MAN-B&WME机型的公共油轨仅一个20MPa滑油，它作为动力油使用。轨压上的差别很大程度上取决于油轨的密封技术，因此对油轨的管理就要区
远程控制与故障诊断系统
远程控制与故障诊断系统
含丰富的故障信息，如何找到这种故障的特性描述，并利用它进行故障检测，分离就是故障诊断的任务。智能化的故障检测诊断，能综合运用自控系统可靠性分析技术、故障检测诊断技术和人工智能知识推理判断的技术去解决原来只有少数专家在拥有较为完善的信息的前提下才能解决的故障检测诊断工作。 集控远程故障诊断与控制系统可以实现自动控制系统的智能故障自诊断、远程处理以及自恢复功能、实现全公司自动化信息互通互联和资源共享功能，构造公司生产经营管理的神经中枢，为实现“数字化管理”奠定坚实的基础。（一）系统组成 1、前端（设备端） 如图1所示，前端的各类设备，通过相应数据采集设备（如PLC）的接口与工业级4G路由器的对应接口进行连接，通过在路由器中将分配给PLC的IP做好相应端口映射配置后，PLC设备就被推送到了公网上。 2、中心端（厂商、供应商的监控服务中心） 如图1所示，当工业级4G路由器与中心端成功建立连接后，处于中心端的维护人员，即可随时登录每台故障设备进行诊断与维护操作。 （二）系统连网方式 1、普通直连方式； 2、VPN连网方式（a）； 3、VPDN连网方式(b)； 四、经济效益及社会效益： 1．采用集控远程故障诊断与控制系统，减少我公司现场设备服务维护人员20人，降低生产维护成本，提高劳动效率，节省了紧急情况下的故障处理时间，提高用户生产管理的安全稳定性。不但满足了用户的要求，而且巩固和开拓了产品市场。 2、该系统对于非煤市场的可持续发展和增加社会和经济效益有着重要意义。该远程故障诊断与远程监控系统可延伸至整个矿区管理层次，使用方便、覆盖面大、应用范围广，系统扩展性好、可靠性高，安全性能可靠。 3、软件能及时准确地把握客户整个公司的生产运行状况，成功捕获故障隐患，实时分析、诊断，利于迅速做出维修计划。对迅速提高公司整体维护水平、降低故障率、保障生产线的顺行具有极为重要的战略意义和极高的实际应用价值，
共轨式电控喷油系统
★柴油机共轨式电控燃油喷射技术产生的背景: 随着世界各国工程机械、运输车辆等数量增加，柴油机排放的尾气已经成为对地球环境的主要污染原因之一，如何采取措施保护人类赖以生存的地球环境已是当务之急。我国从80年代起相应制订了有关的标准，将环境保护作为大事来抓。与此同时，世界各国也已开始寻找和探究其他方法和采取其他有效的技术措施主动地减少和控制污染物的排放。共轨式电控燃油喷射技术正是从众多方法和措施中脱颖而出的一项较为成功的控制柴油机污染排放的新技术。 柴油机高速运转时，柴油喷射过程的时间只有千分之几秒。实验证明，喷射过程中，高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。柴油的可压缩性质和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在喷射时之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量，并使油耗增加。此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低速区域容易产生上述现象。严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机燃油压力变化所造成的缺陷，现代柴油机采用了一种称之为“共轨”的电喷技术。 ★什么是共轨技术？ 共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。
关于柴油机故障诊断的总结
关于柴油机故障诊断的总结 柴油发动机应用广泛，处在所属产业链的相对核心的位置。其运行状态的好坏直接关系到成套设备的工作状态。因此，对柴油机运行状态进行实时监测和故障诊断，确保其处于安全、可靠、高效率的工作状态，对提高整套设备的劳动效率，提高产品质量，降低生产成本和能耗具有重大的意义。 柴油机故障诊断和其它类型的机械故障诊断一样，首先必须对故障机理进行研究，以故障信号的检测技术及信号处理技术为基本技术，以故障信号处理和特征提取理论为基本理论，以基于信号处理和特征提取的故障类型识别方法为基本方法。近年来，随着科学技术的发展，柴油机故障诊断技术也经历着从最初的事后维修到定时检测，再到现代故障诊断技术的视情维修。传统的诊断方法虽然简单易行，但是由于其信息量小，精确度不高，成本较高且容易发生误判，故难以满足现代的需求。20世纪80年代，邓聚龙教授提出了灰色系统理论，为研究少数据、贫信息不确定性问题提供了新方法，很好地解决了传统方法的不足之处。进入90年代后，随着人工智能技术的发展，柴油机故障诊断技术进入了智能化的阶段。检测项目增强，软件功能增强，诊断的准确性大为提高。基于专家系统和神经网络的智能化诊断方法为柴油机故障诊断技术的发展提供了新的方向。 一、传统的故障诊断技术 传统的柴油机故障诊断技术主要包括热力参数分析法、声振监测、磨粒监测分析法。热力参数分析法中又可以分为通过测定柴油机工作过程的示功图对柴油机工作过程做综合性的监测的示功图法和利用瞬时转速波动信号对柴油机进行监测和故障诊断的方法。 1、热力参数分析法 热力参数分析法是利用柴油机工作时热力参数的变化来判断其工作状态的。这些参数包括气缸压力示功图、排气温度、转速、滑油温度、冷却水进出口温度及排放等。由于这些参数能够很好的反应柴油机的工作情况以及故障特征，具有关联性强、直观且便于分析等优点，因此此种方法得到了广泛的应用。 1.1示功图法 示功图是在活塞式柴油机的一个循环中，气缸内气体压力随活塞位移（或气缸内容积）而变化的循环曲线。示功图除了表示作功或耗功的大小以外，还能综合反映了柴油机作出机械功的热力装换过程，故常常用来分析研究以及改善气缸内的工作过程。获取示功图的方法有直接测量法和间接测量法。直接测量法就是直接用压力传感器压力随曲轴转角的变化，然后经过整理表示为曲线形式。间接测量法则通过测量柴油机运行过程中与气缸压力相关的其它量来求的压力而获得示功图的方法。由于间接测量法对柴油机的工作无影响，故目前国内外多采用此方法。虽然这种方法在确定柴油机各类故障时比较全面，但是在现场使用中还存在一些技术问题。如上止点的确定问题、压力传感器的安装及通道效应问题等。 1.2瞬时转速法 柴油机曲轴的瞬时转速波动信号能较理想的反映机器的工作状态和工作质量。通过对瞬时转速波动信号的分析可以得到机器运行状态和相关故障的丰富信息。这种方法的原理是基于柴油机正常工作状态下各缸动力性能的一致性。一旦某一气缸发生故障，这种一致性就会遭到破坏，柴油机的运转平稳性就会变差，转速波动信号将产生严重变形。 根据此变形的程度，就能判断出缸内工作过程的好坏。但这种方法也有不足之处，如利用瞬时转速法无法确定造成故障的原因、对测量仪要求高且安装困难、费用高。 2、声振监测法 其基本原理是通过对柴油机异常声音、异常振动的监测，诊断柴油机是否发生故障及
远程控制与故障诊断系统
一、装车站系统一般都放置在广阔的偏远矿区运行。大部分装车站系统都有自 身的就地数据监事和监控系统，用来显示当前装车的实时工作状态数据， 以及最新数据查询。但是作为矿区管理者来说，读取装车系统的工作数据，了解最新的装车站的工作状态是很不方便的，也是很不现实的。在这种情况下，我们提出研制装车站远程故障诊断与控制系统的问题。近几年来， 随着自动化功能的完善改进，其系统整体功能的增强势在必行。装车站远程故障诊断与控制系统不仅能够实时查看当前装车站的实时工作数据，而且还能进行历史查询。监控系统实时检测报警和运行情况，这样能够及时处理报警故障，更好的维护装车系统高效安全可靠的运作，增加系统使用寿命。目前市场上产品的监控大部分还是以现场监控为主，远程无线网络监控应用才刚刚起步发展。远程无线网络监控系统是利用现有的网络通信 技术将终端数据传输到远程的上位机监控系统。现场监控设备将采集的数 据发送到无线网络中，无线网络根据网络通信协议将指定发送的数据发送 到监控中心接收端服务器。随着（）和物联网时代的到来，的发展为各行 各业带来了全新的理念，把远程控制的概念提高到了一个新的层次，已经把生产企业、科研机构、设备供应商三者更加紧密地结合在一起。软件集成的友好人机交互界面，远程基于的监控界面对整个系统的运行情况实时 的显示出来，用户可以在任何一台电脑上登录指定的网址，监控装车站的运行情况。因此客户可查询指定时间范围内的运行参数信息。集控远程故障诊断与控制系统的研究，使公司通过为用户企业提供远程咨询、诊断和维修，培训企业的员工，实现“移动的是数据而不是人”，从而节约出差维 护成本，并提高了维修服务质量以及客户满意度。二、主要创新点：
柴油发动机电控系统
柴油发动机的电控系统 柴油机电控系统以柴油机转速和负荷作为反映柴油机实际工况的基本信号，参照由试验得出的柴油机各工况相对应的喷油量和喷油定时MAP来确定基本的喷油量和喷油定时，然后根据各种因素（如水温、油温、、大气压力等）对其进行各种补偿，从而得到最佳的喷油量和喷油正时，然后通过执行器进行控制输出。 柴油机电控系统概述 【任务目标】 （1）柴油机电控技术的发展。 （2）柴油机电控技术的特点。 （3）柴油机电控系统的基本组成。 （4）应用在柴油机上的电控系统。 【学习目标】 （1）了解柴油机电控技术的发展。 （2）了解柴油机电控技术的特点。 （3）了解柴油机电控系统的基本组成。 （4）掌握应用在柴油机上的电控系统。 柴油机电控技术的发展 1.柴油机电控技术的发展 1）柴油机技术的发展历程 柴油用英文表示为Diesel，这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）如图8-1所示。 狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔大学毕业，当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。 针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
柴油机常见故障诊断及排除邓教材
柴油机常见故障诊断及 排除邓教材 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
柴油机常见故障诊断及排除 (供参考) 玉柴营销公司客户服务中心质保车间-----邓凯 一、前言 柴油机在使用过程中，随着使用里程、工作小时增多，由于零部件的自然磨损，以及受到环境、温度变化影响，维护保养不及时或不遵守操作规程，维修质量差等因素，柴油机发生故障是必然的。因此，正确使用和及时维护保养柴油机是防止和减少故障的有效措施。 二、柴油机的组成 基础件——机体、缸盖、离合器壳。 曲轴连杆机构——曲轴、飞轮、离合器、 两大机构连杆、活塞、活塞环、缸 套。 配气机构——凸轮轴、齿轮室、气门组、摇臂 组件。 组成润滑系统——吸油盘、机油泵、机油滤清器、油 道、调压阀、感应塞、机油冷却 器。 冷却系统——水泵、水套、出水管、节温器、风 扇、散热器。 五大系统供油系统——油箱、柴油滤清器、油路、喷油 泵、喷油器。 进排气系统——空气滤清器、增压器、进气管、 排气管、排气刹、消声器。
电器系统—电瓶、起动机、充电机、仪表、线路。 三、两大机构、五大系统主要作用和工作要求 （一）两大机构 曲轴连杆机构 主要作用——承受燃料燃烧时膨胀气体的压力，将活塞的直线运动变成曲轴的旋转运动。 工作要求——确保运动机件可靠，保证压缩压力正常。 配气机构 主要作用——控制进、排气门的开启和关闭。 工作要求——确保运动组件可靠，保证配气相位准确。 （二）五大系统 冷却系统 主要作用——将燃烧对机件所产生的热散发到大气中去，保持内燃机在适宜温度下工作。 工作要求——确保循环、散热可靠，保证冷却温度正常。 润滑系统 主要作用——将润滑油不断地送到各机件的磨擦表面，以减少机件 的磨损和动力消耗。 工作要求——确保吸油过滤可靠，保证机油压力正常。 供油系统 主要作用——根据柴油机负荷的需要，按时定量地将燃油喷入气缸。工作要求——确保畅通雾化可靠，保证供油规律正常。 进排气系统 主要作用——根据柴油机工作的需要，把充足空气送入气缸内，燃烧后将废气排到大气中去。 工作要求——确保空气过滤可靠、保证进气足、排气畅。 电器系统
柴油机电控共轨技术
第二节柴油机电控共轨技术 一、柴油机电控共轨系统简介 图8-44是博世公司生产的第一代高压电控共轨燃油系统。 图8-4 BOSCH 第一代高压电控共轨燃油系统 该系统的主要特点： 共轨压力为135 MPa；2、可实现预喷射；3、可实现闭环控制； 4、可用于3-8缸轿车柴油机； 5、排放可达欧3排放标准。 图8-45是日本电装公司开发的适用于轿车柴油机的高压电控共轨系统。 第一代电控共轨系统基本上是采用高速电磁阀作为执行器，承受的最高油压及系统的效率受到了限制，为了解决这一难题，许多公司正在开发采用压电晶体的电控共轨燃油系统。 图8-46是ECD-U2共轨系统在汽车上的实际布置图
电控共轨系统的特点可以概括如下： (1)自由调节喷油压力（共轨压力）：利用共轨压力传感器测量共轨内的燃油压力，从而调整供油泵的供油量。 (2)自由调节喷油量：以发动机的转速及油门开度信息等为基础，由计算机计算出最佳喷油量，通过控制喷油器电磁阀的通电、断电时刻及通电时间长短，直接控制喷油参数。 (3)自由调节喷油率形状：根据发动机用途的需要，设置并控制喷油率形状：预喷射、后喷射、多段喷射等。 (4)自由调节喷油时间：根据发动机的转速和负荷等参数，计算出最佳喷油时间，并控制电控喷油器在适当的时刻开启，在适当的时刻关闭等，从而准确控制喷油时间。 在电控共轨系统中，由各种传感器——发动机转速传感器、油门开度传感器、温度传感器等，实时检测出发动机的实际运行状态，由ECU根据预先设计的计算程序进行计算后，定出适合于该运行状态的喷油量、喷油时间、喷油率等参数，使发动机始终都能在最佳状态下工作。 德国博世公司和日本电装公司的研究结果均表明：在直喷式柴油机中，采用电控共轨式燃油系统与采用普通凸轮驱动的泵管嘴系统相比，电控共轨系统与发动机匹配时更加方便灵活。其突出优点可以归纳如下： （1）广阔的应用领域（用于轿车和轻型载货车，每缸功率可达30kW，用于重型载货车以及机车和船舶用柴油机，每缸功率约可达200kW左右）。 (2)更高的喷油压力，目前可达140 MPa，不久的将来计划达到180Mpa。 (3)喷油始点、喷油终点可以方便地改变。 (4)可以实现预喷射、主喷射和后喷射，可以根据排放等要求实现多段喷射。
基于电气控制系统故障分析诊断及维修探讨
基于电气控制系统故障分析诊断及维修探讨 发表时间：2018-06-04T11:16:28.467Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：冯立吕伟钊 [导读] 摘要：伴随现代科学技术的高速发展，电气自动化技术日益完善。 （国网宁夏电力有限公司检修公司宁夏银川 750001） 摘要：伴随现代科学技术的高速发展，电气自动化技术日益完善。它在社会生产中被广泛应用，是现代工业建设的基本条件，也是不可或缺的组成。而电气控制系统是电气自动化技术最核心的组成，其运行安全性和稳定性一直备受设计者和应用者的关注。因此，有必要对电气控制系统的常见故障及其分析诊断、维修的策略进行深入探讨。 关键词：电气控制系统；故障；诊断；维修 1 电气控制系统 电气控制系统普遍又被称为电气设备二次回路系统，对于不同的设备有不同的控制回路，同时对于高压电气设备、低压电气设备也存在明显的控制方式差异。对于电气设备的控制线路而言，在线路控制作用的充分发挥基础上，能够显著提升对设备运行稳定性和安全性的控制效果，同时可以提升相应生产活动当中的生产效率。 电气设备控制线路的工作主要是满足设备控制设计方案的具体需求，并确保相应的电气设备能够处于高效、稳定的工作状态，促使所控制的设备处于安全、高效、稳定的工作状况。结合当前我国电气设备控制线路的整体发展状况可以发现，这一些线路之下主要包含了大量的电子元件，在不同的电子元件相互配合的基础上，能够显著提高对系统运行中的电气设备控制有效性。除此之外，在自动回路、手动回路、信号回路等不同的回路方式之下，逐渐完善电气设备控制的作用以及功能，并且提升线路的控制实效性以及工作效率，同时在一定程度上完善电子设备的语境功能，提高电子设备自动化控制的系统构建在，在未来发展进程中，网络化、智能化、自动化的控制系统服务功能必然不断完善，同时也会极大程度的推动电气设备控制技术不断发展。 2电气设备控制故障分析 2.1线路电路的接触不良 这一类故障在电气控制系统的线路正常使用当中的发生频率最高，很容易导致控制指令的失效，同时电气设备无法正常使用等问题。例如，电源以及开关接触效果不好，导线之间的连接不合理等，这些都会显著提升电气控制系统短路以及而基础不良的发生概率。电源以及开关触电的故障发生主要是由于空气当中的氧气发生氧化作用而导致线路触电表面不清洁所致，最终导致线路在长期的应用过程中发生短路、断路、触电等危险现象，严重影响电气设备的使用效率和安全性。导线的连接不合理，也会导致导线失效、来接部位相应的零件松动等等，这一些故障往往不会形成严重的经济损失，但是会导致设备的使用遭受影响，需要技术人员及时的进行检查和排除故障。 2.2短路故障 短路故障也是电气设备控制线路当中最为常见的故障之一，在线路发生短路故障之后，往往会导致电气设备的部分结构零件出现大面积的烧毁情况，不仅会导致设备的服务能力遭受影响，还会极大程度的提升电气设备的使用成本，导致电气系统的生产效率严重下降。相关研究显示，电气控制系统在发生短路故障的情况下，主要原因如下：①线路的绝缘性能逐渐下降；②导线之间的连接不合理。电气控制系统在连接线路的绝缘性下降的情况下，往往会导致绝缘材料出现质量缺陷或者是因为某一些客观因素而导致其遭受影响，最终发生控制线路的短路故障。 2.3电源缺相 在交流异步电动机的使用过程中，因为三相电源所包含的一相熔断器熔断往往会导致电源缺相的故障。在交流异步电动机发生缺相故障之后，电流会显著高于额定值，并且在发生故障之后，海湖导致电动机绕组被烧毁，形成严重的经济损失。 3电气控制系统故障诊断方法 3.1直接观测法 借助直接观察的方式进行故障诊断，借助人的感觉器官进行检查，例如借助人的视觉感官对设备是否存在发光、嗅觉器官观察设备是否存在异味、听觉器官观察设备是否存在异常响动等方式进行故障诊断，这需维修人员具备一定的实践经验，同时能借助各种科学的方式判断电气控制系统是否存在故障以及故障的具体位置。直接观测法是电气控制系统故障检测最简便的方式，不需任何仪器设备的辅助，仅通过人的观察确定是否出现问题，这种方式对于电气控制系统一般的故障检测维修有很大的作用，不需投入太多，工作很快，但要求操作人员要有足够的经验技术。这种方式适用于电源电压，电子管工作状态与机械部分的继电器、门开关等这些故障的检修。主要是通过检测人员的直观检查来实现的。 3.2电阻检测方法 电阻检测方法一般应用在电气控制系统电源出现问题，没有通电的情况下的故障检修，主要使用万能表检测电阻，判断是否出现短路和开路的情况，通过观察万能表组织变化情况，判断是否出现了点击穿和漏电的问题，以及电感线圈和变压器是否发生了断线短路问题，同时还可以对电子管故障和其他的故障原件进行电阻法的有效检测。 3.3电压检测的方法 当电气控制系统处于正常的稳定的工作状态的时候，其电压通常是一个稳定的值，一般可以根据电压来判断电气控制系统是否出现故障。电压是正常稳定的关键指标，在进行电气控制系统故障检测的时候，电压法是经常用到的办法。通过实践的工作经验总结得出，这种方法检测故障主要包括以下内容：首先检测电气控制系统各个部位原件直流供电电压的监测，观察电压是否处于正常情况；然后检测线路中的各级电压，将观察到的电压与电路图中的数值进行比较分析，准确判断线路是否出现故障，同时得知供电位置是否处于正常状态。 4电气控制系统故障维修策略 4.1 检修短路 顺动特性是短路的基本特征，因此日常维护电气系统的过程中，可以对短路保护是否正常进行详细的检查，并且在发生短路的情况下立刻切断电源，同时对熔断器这一类短路保护装置进行重点检查。在设计电气控制系统的过程中，对于三相短路保护而言，需要及时检查是否存在缺相的故障。在主电路容量较高的情况下，设计过程中必须单独为控制单路安装短路保护熔断器，电气控制系统在运行正常的情况下，如果存在较大的电流，会提升电动机的转矩，从而损毁机械转动的部件。对此，对电动机进行检查的过程中，在接触器的控制回路