柴油机润滑系统多故障耦合关系分析及解耦技术

王金鑫， 王忠巍， 马修真， 张驰

(1.中国矿业大学 安全工程学院， 江苏 徐州 221116；2.哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150001)

柴油机是船舶动力系统的核心设备，是保障船舶安全航行的关键。润滑系统作为柴油机的关键子系统，其不良工作状态，将直接导致柴油机各运动件间无法建立起有效润滑油膜，对柴油机整机运行安全危害极大[1]。长期以来，因摩擦副润滑不良而导致的柴油机停机事故在实际中时有发生[2-3]。严重时，甚至引发柴油机拉缸[4-5]、烧瓦[6]等重大运行事故，造成巨大的经济损失。实施柴油机润滑系统故障诊断，及时发现润滑系统的异常状态，并准确定位故障源，已成为保障船舶柴油机安全运行的迫切需求。

在柴油机润滑系统故障诊断研究上，国内外研究者通过实车试验、模型试验及数值仿真的方法，开展了一些研究工作。Nahim[7]利用热力、流动方程建立了船用柴油机滑油系统的物理模型，基于该模型分析了在换热器结垢、滑油泄漏等故障下，润滑系统多种热力参数的变化特性。Rostek[8]采用实验方法研究了滑油压力对船用柴油机摩擦损失的影响，由此建立了柴油机滑油压力与曲轴输出扭矩的响应关系，据此实现对滑油进机压力异常的诊断。种道称[9]采用机器学习算法分析、提取了滑油压力、温度以及曲轴转速信号对滑油系统不同故障的反应特性，通过建立混合模型实现对滑油系统故障的诊断。王欢欢[10]提出在柴油机不同部位布置多个声发射传感器，对比分析不同部位异常声发射峰值响应，实现柴油机机油压力异常故障的早期诊断。……