第二篇：周何蛟—QC480柴油机的检测与诊断方案设计开题报告

QC480柴油机

--故障检测与诊断方案设计 摘要：随着科学技术的飞速发展,柴油机内部结构日益复杂,环境条件更加苛刻,因此对产品的要求不断提高,柴油机不仅要具有好的性能,更要具有高的可靠性水平。柴油发动机在现代汽车技术上已经有了很快的发展，在当今很多车辆上，柴油发动机已经广泛的应用。柴油机在我们所认知的情况下耗油量比汽油发动机来说了相对很低的，并且在低耗油的同时。同样也有着很可观的动力性。当然柴油发动机的故障与检测以及污染排放也是不容忽视的。

关键词：柴油机的发展，柴油机的机械构成，柴油机的工作原理，故障，检测 。 1 文献综述

随着现代科学技术的迅速发展，现代化设备所引起的故障或事故所带来的损失不断增加，设备的故障诊断和维修越来越成为一个突出的问题。人们对机械设备的稳定性、安全性、可靠性、可用性、可维修性、经济性等提出了越来越高的要求，现代工业生产中的设备系统也比以前更注重其效率和能耗，且环保要求也越来越高。因此，怎样在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，借助或依靠先进的传感器技术、动态监测技术以及计算机信息处理技术，掌握设备运行状态，分析设备中异常的部位和现象，并预测故障可能的发展和设备未来的发展趋势是目前亟待解决的问题[1]。 柴油机广泛运用于油田钻井、铁路牵引、动力发电、矿山机械、工程机械、船舶运输等领域，其运行状态的好坏直接影响到整个机车的工作状态。目前，柴油机监控系统已经成为现代柴油机视情维修管理的一种主要手段，因此，对其状态进行监控和对其故障进行自诊断，提早发现和预告设备的故障，确保系统安全正常运行，时时处于最佳运行工况，提高设备的修理质量和效率是十分必要的[2]。 随着当今社会工业化水平的迅猛发展，柴油机作为最常用的动力机械设备，广泛应用于石油矿场、固定发电、铁路牵引、工程机械及特种船舶等领域，日益朝着大型化、高速化、精密化方向发展，工作性能不断改善，自动化程度越来越高。一方面它将大大提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本和能耗；但另一方面，带来的问题是，一旦其中某一部分或某一环节发生故障，往往会造成停工停产，直接或间接造成巨大的经济损失，甚至造成关键设备损坏，危及人身安全。 柴油机作为动力机械，其运行状态的好坏，直接影响到成套设备的工作状态，对其进行状态监测和故障诊断，确保设备处于最佳运行状态，提高设备维修质量和效率是十分必要的。并且开展柴油发动机故障诊断技术的研究，能帮助我们发现故障，防止事故发生。具体表现在[4-5]： 1、提高经济效益和社会效益，这是市场经济条件下用户追求的根本目标。故障诊断的目的就是更准确、更及时地发现故障，延长零部件的使用寿命。同时延长监测周期，提高检修的精度和速度，降低了维修费用，获得了最佳经济效益。另外，它还可以改善柴油机燃烧状态，降低油耗，节约成本。 2、监控系统可预防机械设备运行事故，保证柴油机始终在最佳状态运行和人身安全。利用诊断技术可提高柴油机的运转经济性、可靠性，防止突发性事故。同时通过监控系统可以实现自动调节或人力调节，保证柴油机在各种工况下均能以最佳状态运转。 3、为柴油机车的故障检修做准备，为合理制定柴油机车的检修周期提供依据（其监测数据可作为每台柴油机车的技术资料保存），从而制定机车的检修计划，使机车的检修工作更科学合理。 4、提高机车质量，降低检修费用和驾驶员的劳动强度，避免不必要的拆卸和维修。 5、利用柴油机监控系统的自动工作特点，可连续或定期地对柴油机各参数进行自动监测、处理、打印和报警。 6、推动设备故障诊断技术的发展。柴油机属于机械设备，有着机械设备故障诊断的共性。但和其它设备相比，既有旋转运动，又有往复运动，运动部件多，工作复杂。因此通过对柴油机故障诊断技术的研究，可以对故障诊断技术的发展起到极大的推动作用。 2.国内外的研究现状和发展趋势 随着科学技术的发展，柴油机车的故障诊断越来越受人们的高度重视，并在这一领域投入了大量的科研力量和研究经费。在现代柴油机故障诊断方面取得了一些方法和理论成果[6-8]。

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2 选题背景及其意义

柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者R.狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。吸入柴油机气缸内的空气因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。燃油以雾状喷入高温空气中，与空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。狄塞尔在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。20世纪初开始用于船舶。19xx年制成第一台船用二冲程柴油机。19xx年，德国的R.A.博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到50年代，一些结构、性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分，广泛应用于农业、工业、国防和交通运输等部门。

3 研究内容

柴油机所使用的柴油，粘度大，挥发性差。所以，要形成品质良好的混合气体，对柴油的品质，汽缸的压力，喷油泵的压力以及喷油正时喷油器的喷射压力。射程，喷射雾化等要求极其严格。供油量随转速变化的特性，称为喷油泵的速度特性。喷油泵的速度特性使发动机超速，而在怠速时出现熄火，为此柴油机必须配置一个调速器，以限制柴油机超速，并稳定怠速。柴油机燃料系统的部分机件如喷油泵，出油阀，喷油器等，均为十分精密的配合副。所以我们对于柴油机的故障诊断也是稍微有些繁琐。

3.1 柴油机的机械构成

3.2 柴油机的工作原理

3.3 柴油机的检测方法和内容

3.3.1 柴油机供给系统的检测

3.3.2 柴油机异响的检测

3.4 柴油机综合性故障的诊断方案和分析

3.4.1 柴油机启动困难

3.4.2 柴油机功率不足

3.4.3 柴油机转速不稳定

3.4.4 柴油机排气烟色不正常

3.4.5 柴油机发出不正常的响声

3.4.6 柴油机震动大

3.4.7 柴油机过热

3.4.8 机油压力过低

3.4.9 飞车

3.4.1x 柴油机自动停车

3.5 柴油机单一机构或者系统故障的诊断方案和分析

3.5.1 曲柄连杆机构

3.5.2 配气机构

3.5.3 燃料供给系统

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3.5.4 润滑系统

3.5.5 冷却系统

3.5.6 启动系统

3.6 检测方法在诊断中的应用

5 论文工作量及预期进度

20xx年12月---- 20xx年1月：收集资料，确定设计系统总体方案，翻译有关外文资料及阅读技术文献。

20xx年1月---- 20xx年2月：书写开题报告。

20xx年2月---- 20xx年3月：搜集柴油机的机构图，原理。

20xx年3月---- 20xx年4月：深入探究各类检测方法和诊断方法，做好实验图纸 20xx年4月---- 20xx年5月：整理各项资料，总结各项实验内容。

20xx年4月---- 20xx年5月：编写毕业论文。

20xx年5月---- 20xx年6月：毕业答辩准备和答辩。

6 预期成果及其可能的创新点

预期成果：柴油机的检测与诊断相辅相成，一个完整的柴油机故障诊断书。

参考文献：

参考文献 [1] 丁辉, 司念亭, 滕湃, 徐华忠, 陈金稳 柴油机、变矩器故障监控系统的研制与应用[J]. 工业技术, 2011,31.

[2] 李素文, 于秀敏 柴油机控制系统故障自诊断功能设计[J]. 汽车技术,2008,3. [1] 曹汉龙等.柴油机故障诊断技术的现状及展望.重庆大学学报，2001,24(6):134-138 [2] 曹龙汉.柴油机智能化故障诊断技术.北京：国防工业出版社,2005.1-22

[3] Lyon R H, Dejong R G.Design of High-Level Diagnostic System.Journal of Vibration,Acoustics, Stress and Reliability in Design, 1984,106(1):17-21

[4] 刘守道,等.柴油机故障诊断的现代方法及展望.石油矿场机械,2000,29(1):32-35

[5] 孙国平译，吴云兴校.采用薄形负载垫圈对气缸压力监测.Diesel&Gas Turb(英 刊),1992,10(6):28-29

[6] 李培锦.柴油发动机常见故障的分析.矿业研究与开发,1999,19(4):46-47

[7] Dejong R G, Powell R E, Manning J E. Engine Monitoring Using Vibration Signals,USA:SAE paper,1986.23-35

[8] 宋伯生.PLC编程理论·算法及技巧.北京:机械工业出版社,2005.161-184

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