CN101318539B - 舰船空气起动系统故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于故障设备诊断技术领域，涉及一种舰船的空气起动系统故障诊断方法，该方法根包括下列步骤：首先判断故障现象是发动机不起动和发动机起动后不稳定又停转两种现象中的哪一种，若为前一种，先检查包括压缩空气系统在内的起动系统内部各器件的故障，若未发现问题，则再检查所带负载是否正常，若都没问题，则判断是柴油机机体的故障；若判断故障现象是后一种现象，首先根据空气压力检测数据判断是否正常，若空气压力满足要求，再根据燃油和冷却水检测温度判断是否正常，若为正常，则检查转速控制系统、燃油系统和负载情况，若均正常则判断为柴油机机体故障。本发明方法使对舰船空气起动系统的故障诊断摆脱主要依靠检修人员的技术经验的状况，能够加强对船舶空气起动系统的控制和管理，降低船舶检修费用。

Description

舰船空气起动系统故障诊断方法

技术领域

本发明属于故障设备诊断技术领域，涉及一种舰船的空气起动系统故障诊断方法。

背景技术

由于船舶起动系统状态评估和故障诊断涉及的指标较多，各影响因素间的关系错综复杂，目前，还主要依靠检修人员的技术经验对船舶空气起动系统实施故障诊断，具有较大的主观性，而且检修效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提出一种船舶空气起动系统故障方法，实现对舰船空气启动系统的快速有效的故障诊断，本发明方法的投入使用，能够使对舰船空气起动系统的故障诊断摆脱主要依靠检修人员的技术经验的状况，通过分析由各种传感器对各个主要设备运行状况的监测信息，加强对船舶空气起动系统的控制和管理，降低船舶检修费用。

为此，本发明采用如下的技术方案：

一种舰船空气起动系统故障诊断方法，用于发动机起动困难时的故障诊断，该方法根据在舰船空气起动系统的各测点处安装的传感器实时采集到的各个设备信息和人工排查所获取的设备运转和故障信息，通过计算机程序实施故障诊断，包括下列步骤：首先判断故障现象是发动机不起动和发动机起动后不稳定又停转两种现象中的哪一种，若为前一种，先检查包括压缩空气系统在内的起动系统内部各器件的故障，若未发现问题，则再检查所带负载是否正常，若都没问题，则判断是柴油机机体的故障；若判断故障现象是后一种现象，首先根据空气压力检测数据判断是否正常，若空气压力满足要求，再根据燃油和冷却水检测温度判断是否正常，若为正常，则检查转速控制系统、燃油系统和负载情况，若均正常则判断为柴油机机体故障。

上述故障诊断方法方法，判断故障现象为发动机不起动时，可根据下列步骤进行故障诊断：

(1)判断空气起动马达是否无输出；

(2)若空气起动马达无输出，则根据对经过减压阀减压后的空气压力检测数据判断是否正常，若正常，则从减压阀之前的器件找寻故障，并转向执行步骤(5)，若减压阀减压后的空气压力的检测数据偏高或偏低，则先判断空气压缩瓶后截止阀是否打开；

(3)若截止阀未打开，则判断为截止阀故障，若已经打开，则根据空气瓶组出口压力检测数据判断是否压力正常，若正常，则判断为减压阀或其上集污器出现故障，若空气瓶出口压力检测数据偏高或偏低，换用另一组即备用空气瓶组重新进行起动；

(4)若另一组起动正常，则根据原来使用的压缩空气瓶组空气压力的检测数据判断空气压力是否不足，并转向执行步骤(6)；若另一组依然起动困难，则需排查减压阀前的起动器件和对应管路及截止阀，并执行步骤(5)；

(5)首先检查在转动起动钥匙后，电磁阀能否顺利打开，若不能顺利打开，则为电磁阀本身故障或起动钥匙故障，即电力系统故障；若电磁阀能顺利打开，再判断起动阀能否顺利打开，若不能，则为起动阀或之间控制管路故障；若能顺利打开，则判断空气马达自身或其上的注油器故障，本次故障诊断结束；

(6)步骤(4)中若判断原来使用的压缩空气瓶组的空气压力不足，则对空气压缩系统进行故障诊断，若空气压缩系统正常，则判断柴油机本身出现故障，结束本次故障诊断，否则，执行下一步；

(7)判断空气起动马达是否工作，若空气起动马达正常工作，则转向步骤(1)继续实施故障诊断，否则，判断马达齿轮是否与飞轮啮合良好，若啮合不好，则判断啮合不良故障，若啮合良好，则进行负载检查和主机机体检查，若负载检查和主机机体检查未发现故障，则判断柴油机本身出现故障，结束本次故障诊断。

本发明的故障诊断方法，判断故障现象为发动机发动机起动后不稳定又停转时，判断空气压力是否正常的步骤可以如下：

首先判断减压阀后压力是否大于额定值，如果是，则判断为管路或阀门发生故障；否则，判断空气瓶出口压力是否大于额定值，如果不是，则判断空气瓶空气压力不足，否则，检查管路、阀门是否泄漏堵塞，如果发生堵塞，则判断出现管路、阀门故障。

本发明为舰船空气起动系统故障诊断方法，利用计算机程序，在发生故障时，按照既定程序，以人机交互的方式，将人工排查结果输入计算机中，然后利用程序，将排查结果和检测系统的实时监测结果相结合，进行故障诊断。程序中所需数据来自两部分，一部分是实际监测数据，一部分是经过人工排查后取得的有关设备运行状态和故障现象的数据。

本发明应用于我国目前正在使用的舰船的空气起动系统故障诊断，将对系统的各个设备，包括减压阀、电磁阀、空气起动马达、起动阀、压缩空气瓶、输气管路、截止阀以及空气压缩机等的实际运行状况进行实时监测所获取设备运转信息与人工故障排查所得到的信息相结合，通过程序软件的运行进行故障诊断。此种故障诊断方法，既克服了完全依赖主观故障排查的缺陷，又能利用无法利用检测设备获取而可以通过人机排查取得的信息。使故障诊断更为快捷、准确和有效，同时为舰船的日常维修、保养提供合理依据，并减少了舰船因空气起动系统故障造成在港口国检查中发生滞留的等待时间。

附图说明

图1起动系统工作原理图；

图2起动系统故障诊断总流程图；

图3发动机不起动故障诊断流程图；

图4发动机起动后不能稳定而停转故障诊断流程图。

具体实施方式

本发明为舰船空气起动系统故障诊断方法，编制了程序软件，在发生故障时，按照既定程序，以人机交互的方式，将人工排查结果输入计算机中，然后利用程序，将排查结果和检测系统的实时监测结果相结合，进行故障诊断。程序中所需数据来自两部分，一部分是来自空气压力传感器、温度传感器等传感器的实际监测数据，一部分是经过人工排查后取得的有关设备运行状态和故障现象的数据。

下面根据实施例对本发明做进一步详述

图1为本发明实施例所针对的空气起动系统的工作原理图。

发动机起动困难，与起动系统、滑油系统、冷却水系统、转速控制系统及负载都密切相关。为了简化排查故障的程序，需对其分别对待。初步把发动机起动困难分为两种基本情况，即故障现象分别为发动机不起动和发动机起动后不稳定又停转，两种情况进行故障诊断的程序流程有所不同，参见图2。

第一种情况，故障现象是发动机起动过程根本没有起动动作，即根本不转，这时候最可能出现故障的就是起动系统故障。故障诊断步骤为先检查起动系统内部各器件的故障，其中也会涉及到起动空气供给的问题，因此也要检查提供压缩空气的压缩空气系统。若检查后证明没有问题，那么就应该检查所带负载是否正常。负载没问题，基本就可以推断是柴油机本身的故障了。

第二种情况，故障现象是柴油机在起动过程中，开始有起动动作，已经运转，但无法维持起动转速，而又停下来。这时与第一种情况不同，开始有起动动作，说明起动系统可以顺利完成任务，即起动系统的故障可以排除。因此，排查步骤为首先想到的是起动空气压力不足，不足以带动发动机顺利完成起动的整个过程。若检查后起动空气压力满足要求，需要检查燃油和冷却水温度是否不够，若显示为正常，则依次类推，接下来再检查转速控制系统、燃油系统和负载情况，均正常，判断为柴油机机体故障。

下面以第一种情况为例说明故障诊断过程，遇此情况，首先从起动系统入手，诊断起动系统的基本故障。第一种情况下，故障诊断起动系统的基本顺序是，首先判断空气起动马达是否运转良好，若良好，判断空气马达的小齿轮与飞轮的啮合情况，若啮合不良，进行调整；若啮合良好，则起动系统的故障可以排除，继续检查其他系统；若运转不良，则要逐个排查起动系统中的控件。

一、若空气起动马达无输出，则此时应首先根据从减压阀后压力传感器输入的自动检测数据进行判断，若判断为压力正常，则从减压阀之前的器件找寻故障；若经过减压阀减压后的空气压力偏高或偏低，则先判断空气压缩瓶后截止阀是否打开。在截止阀打开的前提下，根据空气瓶后压力传感器输入的检测数据判断，若空气瓶空气压力正常，则可以确定减压阀(或其上集污器)出现故障；若空气瓶压力传感器指示所提供的空气高于或低于规定的空气压力，通常建议换用另一组即备用空气瓶组重新进行起动，若起动正常，则判断原来使用的压缩空气瓶组空气压力不足；若依然起动困难，则需要对排查减压阀前的一系列起动器件和对应管路及截止阀进行重新进行故障诊断，向程序输入的新的数据，寻找故障位置。

二、根据前面所述，若减压阀之前的压力传感器指示正常，则要排查减压阀前的器件故障，或是在检查过减压阀后部器件无发现问题时，那么也需要回到起动系统减压阀前器件寻找故障。首先检查在转动起动钥匙后，电磁阀能否顺利打开，若能不能顺利打开，则为电磁阀本身故障或起动钥匙故障(即电力系统故障)；若能顺利打开，再检查其他控件。电磁阀常出现故障的原因可能是控制电压有问题，这时控制线中的电磁阀可以用手动操纵，这样就能启动发电机。

三、检查在转动起动钥匙后，电磁阀顺利打开，起动阀能否顺利打开，若不能，则为起动阀或之间控制管路故障；若能顺利打开，基本就是空气马达自身或其上的注油器故障(滑油系统故障)。起动阀常出现的故障是起动阀烧坏。起动阀烧坏时的特征是可以看到空气管路上的油漆烧焦冒烟，同时嗅到焦味。产生该故障的主要原因是：

①柴油机工作时，因起动系统管路中有高压空气，起动阀未完全关闭。这时应采取的措施：空气瓶、输气开关和快速开关应保持严密，并在柴油机起动后及时关闭。

②起动阀盘与阀座面有脏物。采取措施：更换烧坏的起动阀，定期清洗清洁高压空气瓶内部。

③起动阀弹簧断掉，使起动阀关闭不严密。采取措施：更换。

四、空气起动马达出了故障，故障原因多为润滑不良或零件磨损，建议由制造厂进行维修。

五、还有可能出现故障的是截止阀或输气管路故障，不过这两种故障都不常见。起动空气管管内如有油垢沉积，起动阀万一卡住，燃烧气体倒流至起动空气管内，与油相接触便有燃烧或爆炸的可能。应检查管内的腐蚀情况，尤其是管子弯曲的地方。因为管子在弯曲处更易于腐蚀。管壁的厚度，很难用测厚工具测量，因此，必须要按照验船规范所规定的期限在修船时进行水压拭验，平时只能用小锤敲击的方法进行检查，太强的管子应当换新。

截止阀一般都是用不锈材料制成的，而又工作的时间不多，所以既不易腐蚀又很少磨损，唯一的维修工作就是定期研磨和清洁，保证其绝对气密。每六个月左右必须解体研磨、清洁一次。

对于第二种情况的故障诊断，参见图4。其中的某些具体步骤的执行可以参阅上述说明，这里不再赘述。

Claims (2)

1.一种舰船空气起动系统故障诊断方法，用于发动机起动困难时的故障诊断，该方法根据在舰船空气起动系统的各测点处安装的传感器实时采集到的各个设备信息和人工排查所获取的设备运转和故障信息，通过计算机程序实施故障诊断，包括下列步骤：首先判断故障现象是发动机不起动和发动机起动后不稳定又停转两种现象中的哪一种，若为前一种，按照下列步骤进行故障诊断：

(1)判断空气起动马达是否无输出；

(2)若空气起动马达无输出，则根据对经过减压阀减压后的空气压力检测数据判断是否正常，若正常，则从减压阀之前的器件找寻故障，并转向执行步骤(5)，若减压阀减压后的空气压力的检测数据偏高或偏低，则先判断空气压缩瓶后截止阀是否打开；

(3)若截止阀未打开，则判断为截止阀故障，若已经打开，则根据空气瓶组出口压力检测数据判断是否压力正常，若正常，则判断为减压阀或其上集污器出现故障，若空气瓶出口压力检测数据偏高或偏低，换用另一组即备用空气瓶组重新进行起动；

(4)若另一组起动正常，则根据原来使用的压缩空气瓶组空气压力的检测数据判断空气压力是否不足，并转向执行步骤(6)；若另一组依然起动困难，则需排查减压阀前的起动器件和对应管路及截止阀，并执行步骤(5)；

(5)首先检查在转动起动钥匙后，电磁阀能否顺利打开，若不能顺利打开，则为电磁阀本身故障或起动钥匙故障，即电力系统故障；若电磁阀能顺利打开，再判断起动阀能否顺利打开，若不能，则为起动阀或之间控制管路故障；若能顺利打开，则判断空气马达自身或其上的注油器故障，本次故障诊断结束；

(6)步骤(4)中若判断原来使用的压缩空气瓶组的空气压力不足，则对空气压缩系统进行故障诊断，若空气压缩系统正常，则判断柴油机本身出现故障，结束本次故障诊断，否则，执行下一步；

(7)判断空气起动马达是否工作，若空气起动马达正常工作，则转向步骤(1)继续实施故障诊断，否则，判断马达齿轮是否与飞轮啮合良好，若啮合不好，则判断啮合不良故障，若啮合良好，则进行负载检查和主机机体检查，若负载检查和主机机体检查未发现故障，则判断柴油机本身出现故障，结束本次故障诊断；

若为后一种，按照下列步骤进行故障诊断：首先根据空气压力检测数据判断是否正常，若空气压力满足要求，再根据燃油和冷却水检测温度判断是否正常，若为正常，则检查转速控制系统、燃油系统和负载情况，若均正常则判断为柴油机机体故障。

2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，在判断为第二种情况下，按照下列步骤判断空气压力是否正常：首先判断减压阀后压力是否大于额定值，如果是，则判断为管路或阀门发生故障；否则，判断空气瓶出口压力是否大于额定值，如果不是，则判断空气瓶空气压力不足，否则，检查管路、阀门是否泄漏堵塞，如果发生堵塞，则判断出现管路、阀门故障。

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