16V240ZJD型柴油机故障分析关键技术研究

摘要

柴油机作为其他机械设备的动力来源，在国民经济中占有重要地位。保证柴油机正常运行的连续性和使得柴油机故障发生具有可控性不仅是柴油机的生产厂家关注的重点，也是其他以柴油机为动力源的相关行业的关注焦点所在。本文借助故障分析的相关技术手段，对柴油机的全寿命周期内的故障进行分析，旨在减少柴油机运行过程中故障，提高其运行的可靠性。
　　针对现阶段16V240ZJD型机车用柴油机故障分析和处置不足之处，构建柴油机故障分析整体的框架，全面分析柴油机的故障。该框架结合了故障预测、故障模式及影响性分析(FMEA)和故障树分析(FTA)三种对故障分析和处置的技术手段。其中FMEA因其对故障分析数据处理的优势，作为整体框架的基础;FTA主要用于对特定的故障模式的追源溯因;故障的预测技术作为故障分析整体框架中的故障模式预警机制。
　　文章以凸轮轴为例进行FMEA分析，归纳总结出五种典型的故障模式:凸轮型面啃切、剥离、磨损、裂纹以及轴颈的烧伤，并形成了FMEA分析表格。在FMEA分析表格列出了凸轮轴五种故障模式的故障原因、故障的影响以及风险优先数的描述。同时针在对柴油机故障模式评价过程中出现的不足引入三角模糊数对故障模式描述，能有效的解决工程技术人员对故障只能模糊的定性描述和实际故障评价过程中需要定量计算的矛盾。同时，针对传统故障评价过程中利用风险优先数的不足，引入TOPSIS法对量化后的故障进行评价和排序。
　　文章的最后，结合三角模糊数和TOSIS决策法改进柴油机故障分析和评价的实施过程，并以柴油机凸轮轴五种故障模式为实例验证了基于模糊故障多属性决策的评价的改进。通过采用三角模糊数层次划分的方法与传统故障层次划分风险优先数三参数排序方法对比，采用三角模糊数层次划分的方法可准确直观的反映工程实际对凸轮轴故障描述。该方法可减少由于模糊语言描述对分析结果带来的不确定性干扰。通过TOPSIS决策法对凸轮轴故障排序和传统FMEA对故障评价的对比，说明基于模糊TOPSIS决策法可以有效的避免传统故障模式及影响分析基于三者乘积的风险优先数排序的不足，提高了对凸轮轴故障排序的可靠性，为制定改善措施提供了可靠的依据。