柴油发电机远程诊断技术和故障讲述

发电机组运行中柴油发电机作为其动力源，持久使用后不可避免的会有一定机械损坏出现。柴油发电机零件数量多，构成较为复杂，若是操作传统人工测定方法或通常装置诊断，则不能确保全面精准的检测机械故障。在此背景下，应当采取远程诊断技术，利用电信号中声场信号特征测定机械故障，以提升柴油发电机机械故障检测效率。本文主要关于传统检测技术的误差率高、主观性强、效率低问题，提出非接触检测技术。讨论程序中，以远程诊断技术为切入点，陈说柴油发电机机械损坏，并以四冲程柴油发电机为例，讨论柴油发电机机械损坏测定中非接触式技术操作步骤及结果解惑。

柴油发电机是柴油发电机的重要组成部件，其测量诊断技术的有效性和适合性是保证柴油发电机安全运行的重要因素，并且对于提高柴油发电机的性能指标也具有重要的帮助。检修人员应当意识到柴油发电机测定技术对于柴油发电机运行的必要性，提升自身的技术水平与使用能力，全面提升测量的准确性，促进柴油发电机行业的发展。当前，柴油发电机行业的飞速发展，加载了柴油发电机操作量的快速延迟，而柴油发电机组作为柴油发电机的“心脏”，是柴油发电机安全运行的动力源，其品质控制至关重要，但因为柴油发电机组结构组成复杂，涉及成千上万个零部件，且其是往复运动与旋转运动相结合的机械类型柴油发电机故障图标大全，加之运转环境的差异，其损坏发生不可预防，而传统的以人工经验庭阵法及仪器装置辅助诊断法为主的损坏测定程序柴油发电机维修安装，受人主观影响较大，误差率偏高，基于此，本文引入了一种远程诊断技术，通过对异常信号优势的提取来诊断柴油发电机的损坏，以此为柴油发电机组诊断创新提供一定的理论参考。

柴油发电机故障测量中，远程诊断技术属于拥有过高自动化与自动化水平的技术，与传统测量方式相比更加精准便捷。远程诊断技术是基于人工测量技术进行量化改善，利用设备捕捉柴油发电机所发出的声信号，以判断柴油发电机故障的技术形式。目前，随着信息技术与电子技术发展，智能化与智能化技术融入到多个领域之中，发电机组行业同样如此，人工测定技术无法满足现有产业发展要求，发电机组生产检修与自动技术相结合已经成为未来发展详细趋势。故而，提出非接触测定技术，此技术利用声学与光学机理，可在不与柴油发电机接触前提下对其进行动静态测量。

远程诊断技术是一种智能化程度高、易使用、检测精度高的现代处理方法，其克服了传统检测方式操作教程复杂，耗时长、对技术人员依赖性高的弊端，其利用人耳对于响动、声调、音色及音频等特有的与听觉性，来构造故障判断算法中的优化准则和评判标准，进而通过声信号传感器捕捉的异响来判断康明斯发电机组故障类型及内容。使用远程诊断技术的远程诊断叙谈仪外形如图1所示，测定原理如图2所示。

随着科学技术和工业的发展，测定技术在智能化生产、质量控制、反求工程及生物医学工程等方面的应用日益重要。传统的接触式测量技术存在测量时间长、需进行补偿、无法检测弹性或脆性材料等局限性，因而不能满足现代工业发展的需要。非接触式测定技术是近年来发展起来的，其测定基于光学机理，具有有效率、无破坏性、工作距离大等特点，可以对物体进行静态或动态的测定。此类技术应用在产品质量检测和工艺控制中，可大大节约生产成本，缩短产品的研制周期，大大提高产品的品质，因而倍受人们的青睐。随着各种高性能元器件如CCD、CMOS等的产生，非接触测量技术得到迅猛的发展。非接触式测量不需要与待测物体接触，可以远距离非破坏性地对待测物体进行测量。

为了提高康明斯发电机组损坏检测的效率、简化教程、提高准确率，本文以模块柴油发电机四冲程柴油发电机的异响声信号的采集、诠释和排除为例，结合测试环境要求解读声信号采集探头的规划方法，实现了测试装置布置，具体情形如下介绍：

本文选用的是四冲程柴油发电机组，从当前实践修理检测数据叙说来看，柴油发电机异响问题是柴油发电机故障中的较常见问题，为此，人为设置了柴油发电机三类机械异响类别及无损坏声信号，结合实践对柴油发电机异响进行类型。该种类型柴油发电机组异响具体分布在前部、机曲轴箱部位、气门挺柱，所占比例高达79%，因各分类故障噪音不同，其能够反映出康明斯发电机组对应部件的故障，利用噪音信号的声高柴油发电机工作原理、强度及频率等即可获取各故障类别的声信号特征及规律，进而完成康明斯发电机组损坏类别的准确判别。

为从源头控制柴油发电机组质量，本文检测环境为生产线，为此声信号采集中受气阀动作声、电流干扰声及其他设备运转声干扰，若传声器采集距离较远则获取的为混响声，增加了后续解析作业量，而规划较近则采集的为直达声，测定精准度偏高，为此，测定中采用“近场测量法”，传声器与柴油发电机表面距离较近，为20mm，由此便可提取柴油发电机的直达噪声信号，并削减柴油发电机反射声信号的干扰。

检测采用的是加载度传感器，以柴油发电机声信号来采集故障异响参数，为确保所采集声信号的高信噪比、稳定性及清晰度，要尽可能与柴油发电机保持近距离，以反映其作业状态，但又无法危害其正常作业性。

为了验证远程诊断技术在柴油发电机组故障排除中的高效性，本文以环境适合性及抗干扰性强的LMS声信号数据采集装置，以及GRAS声信号传感器、dell笔记本电脑及Matlab数值解读软件为硬件支撑，构建声信号试验装置。

为确保声信号参数的可用性及精准性，其采集应该遵循以下教程：

① 试验系统硬件布置，该当严格上述试验机构选购的硬件类别进行安装、参数线及连线的布置，以确保硬件安全、有效运行。

② LMS声信号数据采集机构试验参数设定，在采集柴油发电机故障的声信号之前，需要对相关技术规格进行预先设置，如传感器类型确定、灵敏度调试、采样频率设置、采样间隔时间设定等，结合故障排除工程师的实践经验，此次测量试验中将采样频率设置为20480Hz、采样间隔时间为2s。

③柴油发电机故障声信号采集程序，将冷启动待测定的柴油发电机组安装在柴油发电机测量平台架上，而后，由损坏检测经验丰富的修理工程师，从上述详细故障分类中随机进行柴油发电机损坏的设置，并在上述检测环境下，利用声信号采集传感器进行故障信号的采集，详细的采集步骤为，首先将柴油发电机输出端设置为空负荷，将柴油发电机启动并将其转速调节至1500转速相对稳定的区间范围内，固定间隔采集损坏声信号参数，完成测量方法后将柴油发电机组关闭。

柴油发电机结构包含5个系统与2个大结构。柴油发电机损坏分类也较多，如柴油发电机异响，供油装置、冷却系统、充电机构、润滑机构故障等。随着现代发电机组制造水准逐渐提升，部分机构可在线监测其工作状态，但对柴油发电机机械故障诊断时，仍有一定问题需要处理。柴油发电机机械损坏一般为异常响动，具体有以下几方面：

（1）连杆轴承，由于连杆轴径与连杆轴承之间产生较大配合间隙，或螺栓松动致使轴径与轴承碰撞，以至于产生异样响动，汽缸体有显着震动；

（3）因为曲径与主轴轴承之间有较大配合间隙，或螺栓松动引起轴径与轴承碰撞，以至于产生异样响动，汽缸轴承座部位有显着振动；

（4）气缸漏气，柴油发电机做功中，将会有高压气体途经汽缸壁与活塞环一同进入到机油盘中，进而冲击机油盘，发出声响。柴油发电机机械故障一般是由于损伤造成的，部分故障不能有效分辨，如气门、附件不正常等。

在测量过程中，环境方面选购总装车间生产线，此环境十分嘈杂，存在各种噪声干扰与混响声，对于诊断结果可能存在一定影响。所以，可采取进厂检测法避免杂音与混响声对检测结果的干扰。此非接触测量技术探头是加转速探头，传感器布置流程中应控制与其他柴油发电机之间的距离，不仅要保证高信噪比精确度，还要防止对柴油发电机作业造成干扰，以实现动态检测机械损坏的功用。

为提升远程故障解除技术准确性，声信号传感装置选取具有良好抗干扰能力与适应性的LMS装置，建立声信号陈说平台。实际操作中，柴油发电机异响收集如下：

① 车间中排除非相关装置，尽量减小混响声与噪音对此测定结果的危害，但无法危害总装车间的工作。规划安装实验装置装置，连接传感器与配套浅述机构，验证硬件数据可靠性，以保证其能够在检测中发挥用途；

② 设置柴油发电机异响声信号参数，在软件中设置技术数据，校对传感器信号，调试装备灵敏度，设置声信号采样时间及采样频率间隔，依据维修经验，声信号频率为20250 Hz，时间间隔设置为1.5s；

③ 需要测定的柴油发电机，将其放在装备测量平台中，此流程尽量保持冷启动，之后专业机修室设置柴油发电机可能发生的损坏问题，模拟人工测量教程，并在总装车间中收集声信号，定期做好声信号参数反馈，依据参数整合解读柴油发电机损坏情形。

正常柴油发电机测试结果，所收集的声信号利用小波进行过滤，滤波后声信号细节系数中一三四尺度均为0，而二和五尺度则有保留数据。表明柴油发电机信号收集中存在杂音，第一三四持续中十分显着。声信号向极坐标转换后，信号均有雪花状，且经过滤波前后对比，区分显着，证明镜像图中能够有效分离有用信号。

气门异样柴油发电机通常发出哒哒的清脆声响，由凸轮轴一侧产生，尤其是柴油发电机怠速运转时声音更加显着，中速以上则明显减弱。主要是因为导孔与挺杆存在较大圆度偏差，且挺柱球发生变形，进而造成挺柱运行不灵活。经过远程诊断后，在小波滤波前后其气门挺柱不正常状况相较于正常柴油发电机存在明显区别，通过收集声信号，时域图中可通过视觉掌握周期特点，小波后并未影响信号周期性，前三个尺度存在显着声信号周期性。

柴油发电机在产生机油盘不正常响动后，其并无显着优势，因此在与正常柴油发电机相比较中无法及时获得测定结果。但是，利用远程诊断技术，在细节系数图中，能够明显观察到三四五尺度信号发生显着变化，此处声信号存在显着周期性优点。由此可知，检测柴油发电机油底壳声信号不正常的滤波后，能够明显将自身周期性特点提升。因此，小波滤波可提升油底壳声信号，每个尺度中均有相应数据，表明相较于正常柴油发电机，机油盘异常杂声较多。

柴油发电机前部不正常中时域信号稳定，无显着特点，在小波变换中，信号存在明显波动，但并不属于完全定值。而在细节系数三尺度内，声信号存在周期性脉冲的优势。

综上所述，在柴油发电机故障检测中，采取远程诊断技术，通过智能化与自动化方式，在不接触物体的同时测量其中是否存在损坏，不仅能够有效提升诊断全面性与精确性，还不会对物体造成较大影响，具有适应性强的特点，因而可在柴油发电机机械损坏测量中推广此技术，以推动发电机组行业实现进一步发展。