车用柴油发动机常见故障及维修分析

由于现有矿用防爆胶轮车因工作条件恶劣导致其故障率远高于道路车辆,并且有近一半的维修由发动机故障引起,因此对防爆发动机进行实时监测和故障检验至关重要。基于防爆柴油发动机常见故障,分析了胶轮车发动机大修后动力不足的原因,对防爆柴油发动机存在问题的原因及采取的措施进行了描述。然后通过同型号发动机在不同工况下的试验对比,分析了工况对发动机性能的影响,为后续发动机研究和胶轮车发动机现场维修提供了参考。     

矿用防爆柴油机冷却系统常见故障及排除

根据矿用车辆防爆柴油机的使用特点,结合煤矿实际应用和现场检修情况,对防爆柴油机冷却系统常见故障原因进行分析,并提出相应地故障排除方法,为矿用防爆柴油机在实际维修与运用中快速排除类似故障提供参考。     

基于BP神经网络的减速箱故障诊断

减速箱故障极大影响煤矿机械装备的安全、效率及稳定性。以某型矿用减速箱为研究对象,对减速箱实时振动数据进行采集;基于BP神经网络建立减速箱故障诊断模型,运用数值软件MATLAB对减速箱BP神经网络模型进行仿真计算,根据BP神经网络计算结果对减速箱故障进行诊断。仿真结果表明:在不同减速箱样本数据中,减速箱振动特性不一致,但整体呈现为周期性波动的趋势;在多处超出平均位置的峰峰值波峰及波谷的减速箱存在故障,需要检查和维修处理;BP神经网络中的预测输出与期望输出基本一致,验证了其准确性及可靠性。该研究为矿用减速箱故障诊断、维修等方面提供理论依据。     

防爆柴油机车手动循环换挡机构设计与仿真

为解决现有矿用防爆柴油机车变速器操纵过程相互独立且复杂的问题,以CCG8型防爆柴油机车为例,利用软件建立手动循环换挡机构的虚拟样机模型。对手动循环换挡机构的升挡和降挡过程、不同换挡速度及变速鼓凸轮槽升角对换挡力的影响进行仿真分析,通过仿真得出的换挡力曲线分析其换挡性能。     

矿用防爆柴油机进气歧管的优化设计

针对某型矿用防爆柴油机存在动力性差、排放高等问题,用流体仿真分析软件对该防爆柴油机进气歧管的进气流道和水套结构建立了仿真模型,并按模型进行计算仿真得出其压力场和流线,对进气歧管进行了优化改进;最后对进气歧管优化前的防爆柴油机进行了台架试验,试验结果表明:优化改进后的防爆柴油机功率增加0.17%,扭矩最高增加0.23%,燃油消耗率最高减少0.58%,CO最高下降23.46%,NOx下降0.15%,烟度下降17.26%。由此,不仅防爆柴油机的性能和排放得到了显著的改善,又为解决同类问题提供了借鉴意义。     

防爆柴油机高温故障处理

针对某型防爆柴油机冷却系统的设计、试验以及高温故障的处理过程,阐述了煤矿冷却系统在设计和故障排除过程中需要注意的问题,为矿用防爆柴油机的设计和使用提供有益参考。     

矿用防爆柴油机电控技术探讨

结合矿用防爆柴油机电保护系统和道路用柴油机电控燃油喷射系统的结构和工作原理,提出了矿用防爆柴油机电控系统的组成及控制策略,为开展矿用防爆柴油机电控系统的深入研究提供了总体思路。     

矿用防爆柴油机曲轴系扭振的仿真研究

针对矿用防爆柴油机出现的曲轴断裂现象,以某型防爆柴油机曲轴系为例,使用动力学仿真软件建立了由多个自由度组成的防爆柴油机柔性体动力学系统模型,并进行了柔性体的曲轴系受力和扭振响应分析。结果表明曲轴扭振最大峰值都出现在最大扭矩转速1700r/min左右,而此点也是其主要工作点,容易发生共振现象,导致曲轴扭断。然后通过振动试验验证了曲轴扭振的最大峰值也出现在此点,和仿真分析的结果是相近的,说明了该仿真分析方法是一条行之有效的方法,并且为解决防爆柴油机曲轴断裂现象提供了理论支持。     

基于CSSA-F-SVM模型的矿用卡车发动机智能故障诊断

针对矿用卡车发动机小样本故障数据导致诊断精度不足的问题,提出了一种基于改进的麻雀搜索算法优化基于凸半径边缘的SVM模型(F-SVM)的矿用卡车发动机智能故障诊断方法。首先,针对麻雀搜索算法中全局搜索能力不足的问题引入链式搜索策略。其次,遵循位置最优原则,对加入者位置更新进行改进,以提高其收敛性能。最后,使用改进后的麻雀算法对F-SVM的核参数g和惩罚因子C进行寻优,进而构建矿用卡车发动机故障诊断模型。实验结果表明,本文CSSA-F-SVM模型方法的预测准确度更高,分别较传统SVM和F-SVM模型提高了21.5%和4.1%。该模型能够较好地实现矿用卡车发动机常见故障的诊断,适用于小样本数据的故障预测,可为矿山机械设备的智能故障诊断提供参考。     

矿用胶轮车传动能效特性分析

针对现有矿用防爆胶轮车在巷道内长期运行、传动元部件老化易变形导致传动失效问题,提出利用车辆动力学理论模型进行仿真和对比试验的方法,研究其传动能效。首先根据矿用胶轮车在实际工况下防爆和传动两部分能耗组成结构进行分析研究并得出能耗组成的参数,在此基础上利用CRUISE软件建立WqC2J(A)车型的传动系统模型,进行了传动能效特性试验,将试验结果与仿真结果进行对比研究。结果表明:WqC2J(A)型胶轮车试验防爆功损为9.1 kW、传动功损为3.8 k W、试验能效为71.3%,仿真能效为74.7%,仿真与试验结果基本吻合。由此建立的胶轮车传动系统模型是可行的,为后续的防爆发动机研究和整车动力匹配奠定了基础。     

矿用防爆柴油机尾气净化技术的研究

为解决矿用防爆柴油机废气排放差的问题,通过防爆柴油机台架试验,分析了矿用防爆柴油机尾气净化技术的应用效果及存在问题,并对试验结果进行了对比。结果表明:CO的净化率达到90%以上,NO_x的净化率最高达39.9%。试验结果为矿用防爆柴油机尾气净化系统设计提供了参考。     

防爆柴油机曲轴主轴承动力润滑与系统动力学耦合的仿真分析

在使用过程中,针对矿用防爆柴油机曲轴主轴承出现的烧瓦、表面疲劳剥落和裂纹等现象,使用动力学仿真软件ADAMS的Engine模块,建立了曲轴主轴承的系统耦合模型。通过仿真分析得出曲轴主轴承轴心轨迹、油膜对主轴承反作用力和最小油膜厚度,并且进一步分析了防爆柴油机的转速、油温和主轴承间隙对最小油膜厚度的影响,为解决曲轴主轴承失效现象提供了理论依据。     

矿用柴油机异常变化与“传统法”诊断技术的应用

<正>矿用柴油机自身诊断系统(OBD)主要局限于有传感器的部件和系统中,多数故障无法用OBD判断,且许多故障属于"软故障"和非典型故障。矿用设备外形高大,柴油机高强化、负荷重,运转时噪声大,超期服役导致一些部件和系统内污垢沉积严重,为故障诊断增添诸多困难。因此,笔者就"传统法"对柴油机进行故障诊断谈几点看法。1掌握柴油机基本知识和典型故障的特点矿用柴油机结构复杂,新机型不断涌现,必须不断更新知识,钻研相关柴油机构造、使用维修手册     

排气阻火器对矿用防爆柴油机性能影响的研究

为了研究排气阻火器对矿用防爆柴油机性能的影响,以某矿用柴油机为试验对象,对该机在增加排气阻火器前后两种状态下进行了外特性试验和排放特性试验。试验结果表明,增加排气阻火器后,虽然满足了矿用柴油机的防爆性能,但是矿用柴油机的排气阻力增大,空气消耗量减小,缸内燃烧恶化,功率和转矩减小,动力性能下降;燃油消耗率增加,经济性能变差;CO体积分数和烟度值升高,大部分工况点的NO_x体积分数升高,排气温度升高,排放性能变差。研究结果可为今后矿用防爆柴油机排气阻火器的设计提供参考。     

防爆柴油机废气再循环冷却系统研究

针对煤矿井下矿用防爆柴油机的排放污染问题,根据MT 990—2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》对防爆柴油机表面温度不超过150℃的要求,对防爆废气再循环(EGR)冷却系统进行设计,通过对防爆文丘里管原理的分析、防爆电动水泵的选型及冷却系统散热量的计算,设计了符合要求的EGR冷却系统。并按照标准对防爆柴油机及EGR冷却系统进行台架试验,研究了防爆柴油机EGR温度对尾气排放中NO_x、HC、CO和烟度等成分的影响,试验结果表明:在额定转速下随着EGR冷却系统温度的降低,NO_x排放降低,CO排放增加,HC排放增加,烟度降低;在同一EGR温度下负荷降低,NO_x、CO、HC、烟度排放均降低;随着EGR温度的降低,NO_x排放降幅最大为7.4%,降幅最小为3.3%,CO增幅最大为100%,增幅最小为0,HC排放增幅最大为20%,增幅最小为2.7%,烟度排放降幅最大为20%,降幅最小为0;确定了防爆柴油机工作时取得尾气排放综合性能最好状态下防爆EGR最佳冷却温度范围为70～100℃。     

进排气防爆系统对矿用柴油机性能影响的研究

为了研究进排气防爆系统对矿用柴油机的性能影响,文章以某型号矿用柴油机为试验样机,对该机在增加进排气防爆系统前后两种状态下进行了外特性试验,试验结果显示,在增加进排气防爆系统后,柴油机标定功率下降了8.6%、最大扭矩下降了8.1%、最小油耗率增加了14%,最高排气温度升高12%。研究结果表明,增加进排气防爆系统后,矿用柴油机的进排气阻力增大,进气压力减小,排气背压增加,空气消耗量减小,功率和扭矩减小,动力性能下降,燃油消耗率增加,经济性能变差,排气温度升高。     

矿用隔爆型干式变压器故障预警系统设计

为保证矿用隔爆型干式变压器安全连续地运行,以矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警系统硬件装置为基础,在LabVIEW平台下开发基于多源信息融合的矿用隔爆型干式变压器故障预警系统软件。实时采集电流、电压、温度及局部放电等矿用隔爆型干式变压器参量作为故障征兆信息,并提取各监测参量的特征量作为故障诊断系统的输入信息;设计基于RBF神经网络的故障诊断模块,综合诊断确定变压器的故障情况;设计故障预警界面,实时显示变压器的故障情况,并对潜在故障进行预警。矿用隔爆型干式变压器故障预警系统在山西晋城无烟煤矿业集团寺河二号井井下安装试运行结果表明,该系统可以实现对矿用隔爆型干式变压器多种潜在故障的在线预警。     

基于CFD的矿用通风机叶片的气动性能及故障诊断研究

为了研究矿用通风机的故障机理,提出了基于CFD的矿用通风机气动性能分析和故障诊断方法。该方法采用RANS方程结合Realizableκ-ε湍流模型,对矿用通风机叶片气动性能进行了分析。通过建立叶片断裂、松动和正常3种状况下的模型,对比分析这3种状况下通风机内部流场的κ-ε湍流特性的差异,并以此差异实现对风机不同故障的识别和诊断。     

防爆胶轮车发动机动力性研究及试验

针对现有矿用防爆胶轮车在巷道内运行过程中存在动力不足和燃油不充分问题，提出利用动力学理论模型和试验相结合的方法，分析最佳动力性、油耗及其能效。首先根据实际工况进行了发动机的选型，再利用MATLAB软件中的线性回归法得出最理想的四阶拟合曲线方程，建立了发动机的数学模型。基于该模型搭建了防爆胶轮车动力系统模型并对爬坡度、加速度和经济性进行了分析。最后进行了动力性试验，将试验得出的万有特性曲线与仿真对比研究。试验结果表明：该型号发动机转速1800r/min时为最佳经济性及动力性区域，最低油耗为222g/kW·h，由此建立的发动机数学模型及胶轮车动力系统模型是准确的，为后续的发动机研究和整车动力匹配奠定了基础。     

基于小波包和神经网络的矿用通风机故障预警研究

矿用通风机在长时间的运行过程中,可能存在着多种故障隐患,及时准确地发现其隐患,对于煤矿的安全生产具有极其重要意义。本文提出了基于小波包分解技术和BP神经网络的＂能量-故障＂方法。用小波包分解技术将含有通风机不同故障状态信息的特征向量,从不同的频带提取出来,并作为故障样本输入神经网络,建立BP神经网络模型。利用该模型可对矿用通风机的不同故障状态进行识别。研究结果表明,基于小波包和BP神经网络的故障诊断技术有效地利用了两者的优点,是提取设备故障状态特征,进行故障诊断的有效方法,并利用该方法实现矿用通风机的故障预警。