第一篇：船舶柴油機監(jiān)測及故障診斷技術(shù)論文

在船舶當(dāng)中，柴油機是最為重要的部分之一，為船舶的航行提供了重要的動力。在柴油機的運行當(dāng)中，由于工作條件惡劣，機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且需要較高的強載度，因而很容易發(fā)生故障問題。如果發(fā)生故障，會對船舶的正常航行造成影響，帶來巨大的經(jīng)濟損失，嚴重時還可能威脅到整船人員的安全。基于此，在船舶柴油機的運行當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對其進行有效的監(jiān)測，通過科學(xué)的故障診斷技術(shù)的運用，保證船舶柴油機良好的工作狀態(tài)。

一、船舶柴油機的主要故障

在船舶柴油機當(dāng)中，通常具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因而可能會產(chǎn)生很多不同種類的故障，同時有很多不同的原因會造成船舶柴油機故障，各種故障所發(fā)生的頻率也不盡相同。以某型號的船舶柴油機為例，其主要的故障類型包括了噴油設(shè)備及供油系統(tǒng)、漏油及漏水、漏氣、基座、破壞及破裂、渦輪增壓系統(tǒng)、曲軸、齒輪及驅(qū)動裝置、調(diào)速器齒輪、氣閥及閥座、活塞組件、漏油及潤滑系統(tǒng)，以及一些其它的故障問題。

二、船舶柴油機監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

（一）油液分析法

在船舶柴油機狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷當(dāng)中，可以利用光譜分析法、鐵譜分析法對潤滑油進行分析[1]。在柴油機的運行中，各個運動副會發(fā)生磨損，在不同磨損情況下，會形成不同的微粒，存在于潤滑油當(dāng)中。因此，利用光譜或鐵譜對潤滑油中的金屬微粒進行檢測，就能夠判斷柴油機的故障信息。在實際應(yīng)用中，光譜和鐵譜各自具有不同的監(jiān)測功能與監(jiān)測效果。利用光譜法，能夠?qū)櫥椭心p原件的含量進行準(zhǔn)確的測定，但是對其形狀、磨損類型等，難以進行了解。而利用鐵譜法能夠?qū)饘傥⒘５某煞?、大小、形狀等進行了解，但是難以對有色金屬進行高靈敏度的判別。對此，可以綜合應(yīng)用光譜和鐵譜分析法進行應(yīng)用。不過需要注意的是，利用這種油液分析法進行監(jiān)測與診斷，在實時監(jiān)測、缸位確定等方面存在一定的不足，只能定性描述油液分析結(jié)果，具有一定的隨機性特點，因此在實際應(yīng)用中要加以注意。

（二）瞬時轉(zhuǎn)速法

在船舶柴油機的運行當(dāng)中，對于其工作質(zhì)量、工作狀態(tài)等，可以通過觀察瞬時轉(zhuǎn)速波動信號加以了解和判斷。通過分析瞬時轉(zhuǎn)速波動信號，還能夠明確柴油機的故障信息、運行狀態(tài)等[2]。不過，在瞬時轉(zhuǎn)速法的應(yīng)用當(dāng)中，也存在著一定的局限性，雖然瞬時轉(zhuǎn)速波動能夠?qū)Σ裼蜋C中不正常運行的缸位進行確定，但是對于故障原因，難以進行準(zhǔn)確的分析。在實際應(yīng)用當(dāng)中，為了對一轉(zhuǎn)內(nèi)的角速度變化進行體現(xiàn)，因而需要采用高精度、高頻率響應(yīng)的瞬時轉(zhuǎn)速測量儀器，相應(yīng)的監(jiān)測與故障診斷成本就會比較高。另外，在現(xiàn)場調(diào)試、現(xiàn)場安裝的過程中，也都會面臨著較大的難題。

（三）振動分析法

船舶柴油機在工作當(dāng)中，會有一定的振動信號產(chǎn)生，利用振動信號能夠?qū)崿F(xiàn)對柴油機的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷[3]。在實際應(yīng)用中，需要進行信息采集、信息分析處理、狀態(tài)判斷預(yù)報等操作。采用適當(dāng)?shù)膫鞲衅骱头糯笃鞯?，通過正確的測量方法、傳感器和放大器質(zhì)量與性能的匹配等，對信息進行準(zhǔn)確、全面的采集。在柴油機動力學(xué)、運動學(xué)、結(jié)構(gòu)、原理等方面知識的基礎(chǔ)上，通過利用數(shù)據(jù)處理、信號分析等技術(shù)，對采集到的雜亂原始的數(shù)據(jù)信息進行處理，從而獲取直接、敏感的特征參數(shù)。采用柴油機維修、運轉(zhuǎn)、制造等方面的經(jīng)驗，基于柴油機失效機理、零部件故障的振動情況，對特征參數(shù)進行進一步的分析，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測與診斷，并對其未來可能的發(fā)展趨勢進行預(yù)測。該技術(shù)在實際應(yīng)用中，需要識別大量范圍較廣的頻率，具有復(fù)雜、大量的運動件需要處理等，對于這些問題，在實際應(yīng)用中都應(yīng)加以重視。

（四）熱力參數(shù)分析法

在船舶柴油機的運行當(dāng)中，對于其工作狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷來說，熱力參數(shù)是一個十分重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)，具體包括了冷卻水排放、進出水口溫度、滑油溫度、排氣溫度、氣缸壓力示功圖等。在熱力參數(shù)分析法當(dāng)中，能夠判船舶柴油機的性能情況。其中，示功圖當(dāng)中包含很多信息，據(jù)此能夠?qū)嚎s壓力、壓力升高率、指示功等進行計算，從而對各缸功率平衡性、燃燒質(zhì)量等進行監(jiān)測。在描述船舶柴油機動力性能的過程中，示功圖發(fā)揮著重要的意義和作用，因此在船舶柴油機監(jiān)測當(dāng)中，可對示功圖進行良好的應(yīng)用。在示功圖的獲取當(dāng)中，可以利用直接或間接測錄法加以實現(xiàn)[4]。其中，直接測錄法主要是對缸內(nèi)壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角變化的情況進行測量，經(jīng)過整理計算對柴油機工作進程加以體現(xiàn)。間接測錄法則是基于柴油機運行中的其它物理量，對缸內(nèi)氣體壓力進行識別。這種方法應(yīng)用在船舶柴油機監(jiān)測與故障診斷當(dāng)中，能夠取得十分良好的效果。

三、結(jié)論

在當(dāng)前的交通運輸領(lǐng)域當(dāng)中，航運是一個十分重要的部分，擁有著不可比擬的巨大運輸量。作為航運當(dāng)中的重要交通工具，船舶在運行當(dāng)中，需要依靠柴油機提供動力。而柴油機在實際工作運行當(dāng)中，由于各種因素的影響，因而容易發(fā)生一些故障。對此，應(yīng)當(dāng)采取有效的監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，確保船舶柴油機良好的運行狀態(tài)。

參考文獻：

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第二篇：避雷器在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)綜述

避雷器的在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

前言：電力系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是近

10年來發(fā)展較快的新技術(shù)，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。但是，目前狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的應(yīng)用還不普遍，還存在種種問題，包括一些認識上的誤區(qū)。在實際應(yīng)用中，有故障預(yù)報、故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測等幾個在內(nèi)容上相近但存在差別的概念。一般來說，他們在內(nèi)容上沒有嚴格的界限，采用的方法很多都是一樣的，都要進行在線檢測盒數(shù)據(jù)分析，而且最終目標(biāo)也是一致的，即防范于未然。本文主要講述避雷器的在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)。根據(jù)國家電網(wǎng)公司的規(guī)劃，我國交、直流特高壓輸電工程的建設(shè)步伐將逐步加快。隨著電壓等級和桿塔高度的提高以及電網(wǎng)規(guī)模進一步擴大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，加之近年來我國氣候環(huán)境變化異常、雷電活動日益頻繁，防電問題必將更加突出。

1、避雷器在線監(jiān)測與故障診斷原理

金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測和故障診斷的方法主要有全電流法，阻性電流分量法，功率損耗和元件溫度，在參考文獻中主要用到全電流法，監(jiān)測避雷器的泄露電流，在一定程度上判斷阻性電流的變化。這種方法簡單方便，但在正常情況下，總泄露電流的阻性分量只占容性分量的10%左右，這使得監(jiān)測到的總泄露電流的有效值或平均值主要取決于容性電流分量。

泄露電流是評估10kV配電網(wǎng)MOA運行狀態(tài)的有效特征量，可通過監(jiān)測正在運行的MOA泄露電流有沒有發(fā)生畸變來評估MOA的運行狀態(tài)。當(dāng)10kV配電網(wǎng)的MOA正常運行時，其全泄露電流較小，只有微安級，且為工頻正弦波；老化后的MOA的泄露電流幅值增大，且波形發(fā)生嚴重畸變，不再是標(biāo)準(zhǔn)的工頻正弦波。10kV配電網(wǎng)中氧化鋅的泄露電流及其微弱，很容易被噪聲淹沒，單純從沒有處理過的原始波形上無法區(qū)別正常避雷器和老化避雷器。消噪后的泄露電流可以為氧化鋅避雷器運行狀態(tài)的在線評估提供幅值和波形兩個有效數(shù)據(jù)。

2、在線監(jiān)測與故障診斷基本方法

通過改進閾值的小波消噪算法對10kV配電網(wǎng)避雷器的泄露電流信號進行消噪處理，并驗證了本文所提出的算法在消噪效果上的優(yōu)勢，為配電網(wǎng)避雷器在線監(jiān)測的工程實際應(yīng)用提供了指導(dǎo)。改進閾值的平移不變量小波消噪算法原理，閾值的選取是利用小波閾值去噪的關(guān)鍵步驟，通常采用硬閾值法和軟閾值法。近年來，有人提出采用軟硬閾值法相結(jié)合的思路，本文中姑且稱為軟硬折中閾值法，其計算式見文獻。另外，在一些特殊的情況下，10kV配電網(wǎng)氧化鋅避雷器的泄露電流信號的不連續(xù)鄰域中，采用閾值方法時其信號會再某一目標(biāo)水平內(nèi)上下浮動，這種現(xiàn)象稱為偽吉布斯現(xiàn)象。此外，由于傳統(tǒng)的閾值法缺乏平移不變性，因此極易在去噪后產(chǎn)生振鈴效應(yīng)。利用平移不變量小波去噪的方法能夠很好的抑制偽吉布斯現(xiàn)象，其具體算法為：先把包含噪聲的待處理信號循環(huán)平移n次，采用閾值法進行去噪處理，再對去噪結(jié)果取平均值，即“平移-去噪-平均”。改進后的閾值函數(shù)，采用硬閾值法得到的小波系數(shù)會出現(xiàn)不連續(xù)點，產(chǎn)生偽吉布斯現(xiàn)象，重構(gòu)后的信號震蕩較大，采用軟閾值法得到的函數(shù)連續(xù)性好，但小波系數(shù)始終存在一定的偏差，導(dǎo)致重構(gòu)信號的誤差較大，軟硬折中閾值法雖然可以結(jié)合二者的優(yōu)點，但其閾值函數(shù)仍存在不連續(xù)點。閾值的選擇既不能過大，也不能過小。若閾值過大，則會過濾掉原來不該被消除的有用信號，使信號嚴重失真；若閾值過小，則不能達到消噪的根本目的。在小波變換中，原始信號與污染噪聲的傳播特性有本質(zhì)區(qū)別，每層小波系數(shù)所對應(yīng)的閾值與污染噪聲的小波系數(shù)傳播特性應(yīng)該是一致的。

由于我國6-10kV系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，地電位升無法通過變壓器中性點耦合到母線上，電網(wǎng)GPR過高可能會反擊到低壓避雷器上。而避雷器額定電壓選取的原則是參考系統(tǒng)的最大工頻過電壓，通常不會考慮到地電位升高的問題。這樣，當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)GPR過高導(dǎo)致反擊到避雷器兩端的電壓超過其工頻耐受電壓時，就可能導(dǎo)致其被擊穿而放電，發(fā)生避雷器爆炸事故。對于位于高電阻率地區(qū)的發(fā)變電站，如果放寬對接地電阻的要求時，需要按照站內(nèi)低壓避雷器所能承受的反擊過電壓來決定。但目前國內(nèi)外尚未有文獻對低壓避雷器所能承受的最大地網(wǎng)反擊過電壓做系統(tǒng)的研究工作，通常只是根據(jù)避雷器的工頻耐受特性，簡單的套用解析公式進行估算。

3、案例分析

以發(fā)、變電站10kV系統(tǒng)額定電壓為17kV的電站型避雷器為例，其1s工頻耐受電壓約為額定電壓的1.25倍，即21.25kV，由于10kV系統(tǒng)的相電壓為5.8kV，則通過公式可以計算出其最大允許的穩(wěn)態(tài)地電位升為8.58kV。然而，一般入地短路電流直流分量衰減的時間常數(shù)為0.05s左右，在4個周期即0.2s以后就基本衰減為0，如果避雷器1s的工頻耐壓仍然采用暫態(tài)的最大值來校驗顯然是不合適的。而且從繼電保護的角度來看即使考慮后備保護，故障也一般可以在0.5s以內(nèi)切除，耐受時間取為1s也稍偏嚴格。另外在避雷器被擊穿后，地網(wǎng)通過擊穿的避雷器向線路對地電容充電，導(dǎo)致母線電壓迅速上升，作用在避雷器兩端的電壓將急劇下降。

以氧化鋅避雷器為研究對象，對地網(wǎng)電位升高時吸收能量進行系統(tǒng)的研究，并通過與避雷器的允許通流容量進行對比，從而得到避雷器對地電位升的反擊耐受能力。通過建立仿真模型，對仿真結(jié)果進行分析，可以得出從短路時刻直至5s故障切除過程中通過A相避雷器的電流在初始階段由于地網(wǎng)GPR的直流分量較大，避雷器中的放電電流也相對較大，最大值為61.94A，持續(xù)時間大約為4ms。隨著直流分量的衰減，其后放電電流減小至<1A。在整個故障過程中B相和C相避雷器中的放電電流均只有mA數(shù)量級，遠小于A相避雷器的放電電流，這主要是因為短路時刻地網(wǎng)GPR與A相母線電壓相位相反，作用在A相避雷器上的電壓遠大于B相和C相避雷器上的電壓。即使在進入了穩(wěn)態(tài)階段，避雷器中的放電電流和兩端電壓的正負半周方向產(chǎn)生了一定程度的偏移。從仿真圖中可以看出，隨著地網(wǎng)GPR的升高，避雷器產(chǎn)生的吸收能量先緩慢增加。當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)GPR上升到一定的區(qū)域后，吸收能量將急劇增加，這是因為此時雖然線路電容充電減小了穩(wěn)態(tài)時避雷器兩端的電壓，但其值仍然大于避雷器的放電電壓。也就是說，此時避雷器不僅在初始階段會產(chǎn)生放電脈沖，而且在地網(wǎng)的GPR直流分量衰減后的穩(wěn)態(tài)過程中仍然有強大的放電電流，從而導(dǎo)致整個故障期間積累的吸收能量急劇增加。

總結(jié)：國內(nèi)外超特高壓輸電線路的進行統(tǒng)計表明，雷擊事故在線路故障中占有很大的比例，也是特高壓輸電線路跳閘事故的主要原因。日本50%以上的超高壓電力系統(tǒng)事故是由雷擊引起的，統(tǒng)計到的54次特高壓線路跳閘中，雷擊引起的跳閘共53次；美國、俄羅斯等12個國家的275-500kV輸電線路連續(xù)3a的運行資料表明，雷害事故占總事故的60%。國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)計表明，由于雷擊造成的線路跳閘數(shù)占總線路跳閘數(shù)的40.5%?？梢姳芾灼靼l(fā)生故障的幾率很大。金屬氧化物避雷器的電阻閥片的主要成分為氧化鋅，該物質(zhì)有著非常優(yōu)越的非線性特性，并具有響應(yīng)快、通流容量大、性能穩(wěn)定等特點，因此在發(fā)輸配電網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。10kV配電網(wǎng)中的避雷器被擊穿時會造成一點接地故障，當(dāng)出現(xiàn)2個不同相的避雷器同時發(fā)生接地故障時，會引起開關(guān)保護發(fā)生動作進而造成大面積停電。特殊情況下，受損的避雷器發(fā)生爆炸，極易導(dǎo)致周圍其他設(shè)備發(fā)生損壞。國內(nèi)對避雷器的故障檢測通常是每2a拆下避雷器進行預(yù)防性試驗。但由于配電網(wǎng)避雷器數(shù)量太多，每次檢測都要消耗大量的人力、財力并斷電，且配電網(wǎng)避雷器常常采用復(fù)合絕緣材料外套，很難從外觀上發(fā)現(xiàn)避雷器短路接地，因此傳統(tǒng)的避雷器檢測技術(shù)很難在第一時間檢測到故障點所在位置，不利于配電網(wǎng)的安全運行。隨著在線監(jiān)測技術(shù)的迅猛發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)通過監(jiān)測一些參數(shù)可以知道避雷器的運行狀況，而通過泄露電流來反應(yīng)避雷器運行情況的方法經(jīng)過無數(shù)次的實踐后被認為

是一個簡便而又可靠的方法。準(zhǔn)確獲得完整清晰的泄露電流波形對判斷避雷器運行狀態(tài)起著決定性作用。因此避雷器的在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在當(dāng)今智能變電站的重要的組成部分，同時也是智能電網(wǎng)建設(shè)的決定性因素。

參考文獻：

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High-Voltage Surge Arresters, IEEE TRANSCATIONS ON POWER DELIVERY, VOL.23, NO.1, JANUARY 2013.

第三篇：淺析船舶柴油機節(jié)能減排技術(shù)解讀

淺析船舶柴油機節(jié)能減排技術(shù)

隨著世界范圍內(nèi)的能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，人們對于發(fā)動機在節(jié)約能源和控制污染物排放方面的要求日趨嚴格。雖然船舶柴油機主要在大洋作業(yè)，對地區(qū)生態(tài)環(huán)境影響較小，但是必然促使全球有害物總量上升；且全球石油資源日趨緊張，提高資源利用率是全球各國的共同責(zé)任，因此船機節(jié)能減排技術(shù)是當(dāng)今的一個重大課題，本文主要分機內(nèi)和機外兩大類來闡述船用柴油機節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展路線。機內(nèi)節(jié)能減排措施

機內(nèi)主要是通過改善燃燒來達到節(jié)能減排的目的，本文主要從油、氣及燃燒的角度，介紹渦輪增壓、高壓共軌、先進燃燒三大技術(shù)，其他還有加水技術(shù)、充量調(diào)節(jié)、米勒循環(huán)、電控液壓氣閥傳動機構(gòu)技術(shù)等。1.1 渦輪增壓技術(shù)

1.1.1 基于余熱回收的渦輪增壓技術(shù)

眾所周知，柴油機與渦輪增壓器作為流通特性不同的兩個熱力系統(tǒng)，它們的匹配是有矛盾的，低負荷時渦輪增壓器無法提供柴油機需要的增壓壓力；高負荷時，渦輪發(fā)出的功又會過多。所以可以將渦輪增壓器的連接軸與一高速發(fā)電機相連，該發(fā)電機同時具有電動機的功能（如圖1），高負荷時，發(fā)電機將增壓器多余的軸功轉(zhuǎn)化為電能，起到排氣能量回收的作用；低負荷時，與壓氣機軸相連的發(fā)電機工作在電動機模式，補償不足的渦輪功，提高增壓壓力，改善了柴油機的低負荷性能和啟動工況性能。進而實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

渦輪連接軸圖1 渦輪增壓器與發(fā)電機的連接

發(fā)電機

圖2 工作原理示意圖

1.1.2 兩級渦輪增壓技術(shù)

兩級增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常是在柴油機的排氣管上由一個較小的高壓級增壓器和一個較大的高壓級增壓器串聯(lián)連接組成，并且通過一些輔助措施，使增壓壓力在一定范圍內(nèi)可調(diào)。如圖3所示為兩級增壓系統(tǒng)示意圖，柴油機廢氣首先經(jīng)過帶廢氣旁通閥的高壓級渦輪膨脹做功，然后經(jīng)過低壓級渦輪膨脹做功；而新鮮進氣則經(jīng)過低壓級壓氣機壓縮后進入高壓級壓氣機，由于此時壓縮空氣的溫度與壓力都較高，因此在高壓級壓氣機與柴油機進氣管之間增加中冷器來降低進氣溫度，從而增加柴油機進氣充量的密度與流量，經(jīng)過中冷器冷卻的進氣最后進入進氣管。

圖3 兩級增壓系統(tǒng)示意圖

當(dāng)柴油機在低速工況運行時，廢氣放氣閥關(guān)閉，廢氣經(jīng)由高壓級直接流向低壓級，兩個壓氣機同時做功，雖然廢氣流量較小，廢氣能量不高，然而進氣經(jīng)過高、低壓級壓氣機壓縮后，進氣壓力相比單級仍然會有大幅的上升，進氣流量也進一步增加，從而提高了柴油機的低速扭矩并改善低速排放。當(dāng)柴油機在高速工況運行時，高壓級增壓器的廢氣放氣閥開啟，一部分廢氣不經(jīng)過高壓級直接流向低壓級做功，以降低高壓級的廢氣流量與做功能力，使增壓壓力不至于超過設(shè)定的最高壓力極限。由于廢氣能量較大，低壓級增壓器也能保持較高的效率，提高高速工況的進氣量，以滿足柴油機高、低工況的運行要求。高壓級廢氣放氣閥也可根據(jù)實際需要選擇傳統(tǒng)氣動閥或者可調(diào)節(jié)電控閥進行無級調(diào)節(jié)。

柴油機采用兩級增壓后，由于進氣壓力上升，進氣流量也大幅上升，可改善缸內(nèi)混合氣的質(zhì)量，NOx并不顯著增加，而微粒的排放量卻會降低，特別是低速大負荷時的微粒排放明顯減小，改善柴油機的低速油耗。1.2 高壓共軌技術(shù)

共軌系統(tǒng)的組成原理如圖4所示。在該系統(tǒng)中，高壓油泵前端的齒輪泵將燃油從油箱里抽出，再通過燃油濾清器送入高壓油泵升壓并輸送到共軌管，最后經(jīng)高壓油管進入噴油器。共軌管上安裝的共軌壓力傳感器、壓力調(diào)節(jié)閥和電控裝置形成閉合的壓力控制回路，從而確保所需的供油壓力。電控單元ECU根據(jù)柴油機工況（轉(zhuǎn)速、負荷、空氣溫度、冷卻液溫度等）和共軌壓力計算出最佳的噴油時間和噴油量，發(fā)出驅(qū)動信號并通過驅(qū)動電路控制噴油器的電磁閥，獲得最佳的噴油效果，以達到優(yōu)化柴油機燃燒的目的。

高壓共軌柴油機燃油噴射電控系統(tǒng)實現(xiàn)了柴油機噴油過程中噴油壓力、噴油量、噴油定時和噴油規(guī)律分別單獨控制，從而大大增加了柴油機優(yōu)化的自由度，為柴油機進一步提高性能、降低排放提供了更廣闊的空間。

圖4 高壓共軌系統(tǒng)原理示意圖

1.3 先進燃燒技術(shù)

1.3.1 均質(zhì)預(yù)混合燃燒（HCCI）

HCCI它是指大量燃料和稀釋物(空氣和再循環(huán)廢氣等)在進氣過程中預(yù)先混合成均質(zhì)混合氣，當(dāng)壓縮行程活塞運動到上止點附近時，均質(zhì)混合氣自燃著火的一種燃燒過程。HCCI燃燒方式結(jié)合了柴油機壓燃和汽油機均質(zhì)混合氣點火燃燒的特點，基本特征是均質(zhì)、壓燃和低溫火焰燃燒。與傳統(tǒng)的點燃式發(fā)動機相比，它取消了節(jié)氣門，泵氣損失小，混合氣多點同時著火，燃燒持續(xù)期短，可以得到與壓燃式發(fā)動機相當(dāng)?shù)妮^高熱效率；與傳統(tǒng)柴油機相比，由于混合氣是均質(zhì)的，燃燒反應(yīng)幾乎是同步進行，沒有火焰前鋒面，燃燒火焰溫度低(低于2000K)，且HCCI燃燒方式可以同時保持較高的動力性和燃油經(jīng)濟性，不受燃油和氧化物分離面混合比的限制，也沒有點火式燃燒的局部高溫反應(yīng)區(qū)，因此可以同時降低NOX和PM；另外由于HCCI燃燒只與本身的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，它的著火和燃燒速率只受燃料氧化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)控制，受缸內(nèi)流場影響較小，同時均質(zhì)預(yù)混的混合氣組織也比較簡單，因此，在發(fā)動機上實施HCCI燃燒模式還可以簡化發(fā)動機燃燒系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)的設(shè)計。1.3.2 低溫燃燒技術(shù)

柴油機低溫燃燒是一種新型的燃燒方式，近年來在國內(nèi)外得到了廣泛研究，其降低排放的機理如圖5所示。低溫燃燒與HCCI燃燒不同，它對混合氣的均質(zhì)程度沒有特殊要求，主要通過引入超高比率的冷卻過的EGR降低燃燒溫度，使缸內(nèi)燃燒過程在Φ-T圖上的路線避開NOx和碳煙的生成區(qū)，實現(xiàn)NOx和碳煙零排放所需的GER率一般高達70%以上。

圖5 柴油機低溫燃燒原理圖 機外節(jié)能減排措施 機外措施本文主要介紹尾氣后處理，廢熱回收，采代用燃料等技術(shù)，其他還有燃油的預(yù)處理技術(shù)等。2.1 尾氣后處理技術(shù) 2.1.1 SCR 用還原劑對含NOx的氣體進行催化還原處理，使之有選擇地和氣體中的NOx進行反應(yīng)，而不和氧氣發(fā)生反應(yīng)，稱為選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction，SCR)。可以與柴油機尾氣中的NOx發(fā)生催化還原反應(yīng)的還原劑有兩類：一類是液氨、氨水和尿素等含氨基(NH3)的物質(zhì)；另一類是烷烴、烯烴、醇類和柴油等含碳氫的物質(zhì)。本文主要介紹尿素SCR技術(shù)。

圖6是尿素SCR后處理系統(tǒng)的基本組成。典型的尿素SCR系統(tǒng)包括催化劑、尿素噴射系統(tǒng)以及各種傳感器。尿素水溶液通過噴射系統(tǒng)，定量地噴入排氣管中，尿素分解生成NH3。在SCR催化劑表面，NOx被NH3還原生成N2。尿素SCR的工作過程從時空上可以分解為尿素噴霧分解過程和SCR催化反應(yīng)過程，這兩部分需要綜合考慮，才能達到良好地使用效果。

圖6 尿素SCR系統(tǒng)示意

2.1.2 低溫等離子體輔助催化還原技術(shù)

將低溫等離子體(non-thermal plasma，簡稱NTP)技術(shù)與催化技術(shù)相結(jié)合(non-thermal plasma assisted catalyst簡稱NPAC)，不僅可以提高催化劑對轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)活性，而且可以降低低溫等離子體的能耗，實現(xiàn)對柴油機污染物排放的有效控制，其機理闡述如下。

NTP在放電過程中會激發(fā)產(chǎn)生大量的高能電子，這些高能電子可以打斷多種氣體的化學(xué)鍵,從而在等離子體氣相反應(yīng)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量的不飽和鍵,這些不飽和鍵在空氣中被氧化形成活性基體,其代表性的反應(yīng)如下：

e+O2—O*+O* O*+O2—O3 e+H2O—OH*+H* H2O+OH*—2OH 當(dāng)柴油機廢氣進入NTP氣相反應(yīng)區(qū)時，PM中主要成分C在氧化性活性基體作用下生成CO和CO2，NO轉(zhuǎn)化為NO2，HC氧化生成為HC*，隨后在催化劑的作用下，NO2被還原為N2，HC被轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，主要反應(yīng)如下：

C+O*—CO C+O3—CO2+O* NO+O—NO2 NO+OH—NO2+H2O e+NO+O2+HC—NO2+HC* NO2+HC—N2+CO2 +H2O 式中e為高能電子；O*為O基；OH*為OH基；HC*為HC的中間產(chǎn)物。2.2 廢熱回收技術(shù)

對于船用大功率柴油機，有一種特殊的機外凈化有害排放的技術(shù)：廢熱回收(Waste Heat Recovery，WHR)技術(shù)。WHR技術(shù)將尾氣中的廢熱引入鍋爐或蒸汽渦輪，與柴油機組成聯(lián)合循環(huán)，可以改善整個系統(tǒng)的熱效率，降低油耗。WHR技術(shù)基本上不改變柴油機的工作過程，但是由于提高了船舶動力系統(tǒng)的整體熱效率，會使單位功率的NOx排放降低。

WHR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖7所示。為使采用WHR技術(shù)的柴油機產(chǎn)生更多的廢氣能量，可以重新匹配渦輪增壓器，并采用進氣管直接從環(huán)境大氣中供給發(fā)動機進氣的方式，而非從機艙進氣。一般船用柴油機設(shè)計上可接受的最高進氣溫度為45℃，相應(yīng)于熱帶氣候下船舶輪機艙的溫度，如果直接從大氣中供給進則進氣溫度將不會不超過35℃。較低的進氣溫度使得渦輪增壓器可以重新匹配以獲得更高的廢氣能量，而柴油機的熱負荷卻保持在較低的水平，即原來設(shè)計的進氣溫度為45℃時的水平，這樣就可以避免因提高廢氣能量而危及柴油機的可靠性。

圖7 WHR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

把廢氣的能量引入鍋爐或蒸汽渦輪，產(chǎn)生電能，可回收約相當(dāng)于柴油機功率11%的電能，用于助力推進或供應(yīng)船舶服務(wù)。廢氣能量的回收使整個系統(tǒng)的能源利用率顯著提高，各種有害氣體(CO2、NO、SO等)的比排放相應(yīng)地同比例降低。2.3 代用燃料

為了解決能源危機和環(huán)境污染這兩個主要問題，在全世界范圍內(nèi)掀起了尋找內(nèi)燃機清潔燃料的熱潮，世界各國都投入了大量的資金和人力，開展了廣泛的研究和開發(fā)工作，積極開發(fā)新能源，尋找可替代石油產(chǎn)品的代用燃料。到目前主要的研究方向有天然氣、醇類燃料、氫燃料等，其中天然氣以其資源豐富、價格便宜、燃燒排放污染少等突出優(yōu)點，倍受人們青睞，被認為是21世紀最有發(fā)展前途的清潔代用燃料之一。下面按供氣方式的不同介紹一下天然氣發(fā)動機的幾種技術(shù)：

⑴進氣道混合器預(yù)混合供氣方式：發(fā)動機供氣系統(tǒng)包含一個與化油器類似的部件混合器，燃氣與空氣靠缸內(nèi)負壓被吸入混合器混合后進入汽缸燃燒。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格較低。但是由于不能精確的控制燃料供給，而且無法進行閉環(huán)控制，難于精確地控制空燃比，因而難于達到較高的排放水平，不能充分發(fā)揮天然氣改善排放性能的潛力。

⑵電控單點噴射系統(tǒng)(SPI)：是在進氣總管上裝一個中央噴射裝置，用一到兩只噴嘴集中噴射，氣體噴入進氣管與空氣混合后由進氣歧管分配到各個氣缸中進行燃燒作功。系統(tǒng)可以由電腦控制進行燃料噴射，燃料供應(yīng)準(zhǔn)確、均衡、穩(wěn)定性好。但是燃料在吸入各個汽缸前要經(jīng)過各個進氣歧管，造成燃料濃度的不均衡，影響發(fā)動機的穩(wěn)定性能。該種噴氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低廉、維修調(diào)整方便，而且對原車的改裝較小，改裝成本較低，特別適合于小排量的發(fā)動機。

⑶電控多點噴射系統(tǒng)(MPI)：是在每個氣缸進氣口處裝一只噴嘴，由ECU控制按照一定的模式分別對各個汽缸進行專門噴射。該種噴射方式由于燃料在進入汽缸前行程最短，可以實現(xiàn)對空燃比按周期和按缸進行控制，具有良好的響應(yīng)性，所以燃料供應(yīng)準(zhǔn)確度、均衡性、穩(wěn)定性、排放性都優(yōu)于單點電噴，但比單點電噴結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。多點噴射系統(tǒng)的噴射模式有以下三種：

同時噴射：由ECU控制所有氣缸噴嘴同時噴射，噴射的頻率根據(jù)發(fā)動機運行工況的不同，可以是一個工作循環(huán)噴一次，也可以是噴兩次或四次；

分組同時噴射：將所有氣缸分成幾組，發(fā)動機每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)只有一組噴射，各組輪流進行噴射；

順序噴射（SFI）：各缸分別按照各自的噴氣正時，發(fā)動機每循環(huán)噴一次?？梢员ＷC按照發(fā)動機各缸的進氣行程同步地進行噴氣，有利于燃氣與空氣的混合；同時，由于其控制的實時性強，使得空燃比的控制更為精確，有利于提高發(fā)動機的動力性并改善了排放性能。但是，順序噴射會導(dǎo)致噴氣閥驅(qū)動電路的增加及ECU軟、硬件設(shè)計的復(fù)雜化，對微處理器的性能要求更高，使電子控制系統(tǒng)的成本增加，所以一般只在排量較大的高檔車上使用，以較高的價格換取較好的動力性。

⑷缸內(nèi)直接噴射：MPI及SPI兩種噴射方式均屬于進氣道噴射，屬于缸外噴射。氣缸內(nèi)直接噴射則是將氣體直接噴入氣缸內(nèi)。缸內(nèi)氣體噴射完全實現(xiàn)了燃料供給的質(zhì)調(diào)節(jié)，對空氣沖量幾乎沒有影響，為進一步完善發(fā)動機各項性能提供有利條件。缸內(nèi)氣體噴射具有缸外進氣閥處噴射的所有優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對技術(shù)要求高?，F(xiàn)在只有美國、日本、德國等少數(shù)國家在開發(fā)及應(yīng)用該項技術(shù)，還沒能廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機上。小結(jié)

要達到良好的節(jié)能減排效果，靠單一的技術(shù)一般很難實現(xiàn)，常常是多個技術(shù)的并用，如渦輪增壓+高壓共軌+后處理。下面是擬的船舶柴油機總的發(fā)展途徑：

船用低速柴油機方面攻克關(guān)鍵零部件制造技術(shù)和工藝進一步提高國產(chǎn)化率降低制造成本，提高國產(chǎn)化部件質(zhì)量，提升產(chǎn)品競爭力。加強對低速柴油機專有技術(shù)，如經(jīng)濟性、排放、故障診斷、電液控制系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)等先進技術(shù)進行消化吸收和研究，形成自主研制的能力。通過消化和分析已引進的國外最新一代許可證產(chǎn)品，梳理其設(shè)計思想、設(shè)計方法和實現(xiàn)途徑以及需要突破的關(guān)鍵技術(shù)，開展小缸徑船用低速柴油機關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)論證和設(shè)計開發(fā)研究。

船用中速柴油機方面，擬在現(xiàn)有自主品牌中速柴油機開發(fā)研制的基礎(chǔ)上，深入開展自主知識產(chǎn)權(quán)船用中速柴油機系列化產(chǎn)品的開發(fā)研制，全面掌握中速柴油機系列的設(shè)計方法，同時加強部分核心部件(高壓共軌、增壓器、電控單元、軸瓦等)的自主研制，提高關(guān)鍵配套件的國產(chǎn)化率。

船用高速柴油機方面，借鑒和應(yīng)用自主品牌中速柴油機開發(fā)研制的思路、方法和手段，開展自主知識產(chǎn)權(quán)船用高速柴油機開發(fā)研制，掌握船用高速柴油機總體設(shè)計和關(guān)鍵零部件設(shè)計技術(shù)。

重點開展船用發(fā)動機高壓共軌技術(shù)、高增壓技術(shù)、智能控制技術(shù)、高效燃燒技術(shù)、排放控制技術(shù)、氣體發(fā)動機技術(shù)、能量綜合利用技術(shù)等研究及開發(fā)應(yīng)用，研究并掌握柴油機智能化控制單元的技術(shù)性能和關(guān)鍵技術(shù)，具備開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的大功率船用發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的能力；開展氣體發(fā)動機、雙燃料發(fā)動機及替代清潔燃料發(fā)動機設(shè)計開發(fā)；研究船用發(fā)動機排放控制關(guān)鍵技術(shù)，掌握船舶排放控制機內(nèi)技術(shù)和前后處理技術(shù)(EG R、SCR、噴水等)，以適應(yīng)越來越嚴格的船舶排放法規(guī)要求，開展船用發(fā)動機能量綜合利用系統(tǒng)開發(fā)，掌握其關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)，進一步提高船舶動力系統(tǒng)的綜合效率和減少有害排放物的總排放量，達到節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的目的。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價值的知識都是由自學(xué)中得來的?！_爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲?！佌媲?/p>

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上?！郀柣?/p>

14、書到用時方恨少、事非經(jīng)過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學(xué)習(xí)永遠不晚。——高爾基

18、少而好學(xué)，如日出之陽；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光。——劉向

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆?！鬃?/p>

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干?！喔?/p>

第四篇：船舶防污染技術(shù)論文

船舶防污染技術(shù)論文

防止船舶污染技術(shù)及發(fā)展趨勢

船舶與海洋工程學(xué)院

輪機

海洋是生命的搖籃，海洋為人類提供了各種各樣的生活必需品。但人類在向海洋索取各種資源和便利的同時，也對海洋環(huán)境造成了污染。

浩瀚的海洋為運輸提供了廣闊、便捷的載體。航運業(yè)承擔(dān)了90%世界貿(mào)易的運輸量，為人類生活品質(zhì)的提高和世界經(jīng)濟的發(fā)展提供了保障。如果沒有航運業(yè)，不能實現(xiàn)如此大規(guī)模國際貿(mào)易和大量的原材料、產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)的運輸。在各種運輸方式中，相比較空運和公路運輸，以能源消耗指標(biāo)的千克/千噸公里的CO2排放量計算，航運是公路運輸?shù)?/3-1/4、是空運的1/20-1/30。航運業(yè)以其運量大、低耗高效、安全和環(huán)保的表現(xiàn)，使其成為最具可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ倪\輸方式。即使從污染威脅最大的油類物質(zhì)運輸來看，根據(jù)權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，世界上所有海上的油類運輸量99.9996%是以安全和對環(huán)境不產(chǎn)生任何影響的方式運輸

[1]。

國際海事組織（IMO）最初關(guān)注的主要問題是船舶安全。從1959年IMO剛開始行使職能，作為1954年油污公約的管理人開始關(guān)注污染問題，到目前為止，IMO一共通過了51個公約和議定書，其中直接與環(huán)境保護相關(guān)的是23個（包括海上救助和殘骸清除公約）。

和船舶污染有關(guān)的公約和議定書可分為3類：防止污染；污染干預(yù)和響應(yīng)；污染的責(zé)任和賠償。本文僅限于探討和防止船舶污染有關(guān)的國際海事公約及相關(guān)的技術(shù)。

防止船舶污染公約的制定和實施對技術(shù)的需求

防止船舶造成海洋污染的公約主要有：MARPOL

73/78針對來自船舶油類物質(zhì)、有毒液體物質(zhì)、包裝有害物質(zhì)、生活污水、船舶垃圾和船舶排放的大氣污染物。該公約已經(jīng)應(yīng)用于占世界99%商船總噸位的船舶。除MARPOL

73/78以外，還有《2001年國際控制船舶有害的防污底系統(tǒng)公約》（以下簡稱防污底公約）針對有害的船舶防污漆、《2004年國際船舶壓載水及其沉積物控制和管理公約》（以下簡稱壓載水公約）針對攜帶外來生物和病原體的船舶壓載水，以及《2009年香港國際安全與無害環(huán)境拆船公約》（以下簡稱拆船公約）涉及船舶退役后拆解中的安全、環(huán)保和健康問題。

在防止船舶污染海洋的相關(guān)公約中，科學(xué)技術(shù)作為制定公約和履行公約的技術(shù)支撐，使公約中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)明確、可行；公約的制定和修改又為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供契機和推動力。

首先科學(xué)技術(shù)的成果被航運業(yè)采用、推動航運業(yè)的技術(shù)進步，成為制定和修改公約的強有力技術(shù)基礎(chǔ)，沒有科學(xué)技術(shù)很難對船舶污染進行控制，比如：防污底公約的制定是為了限制對環(huán)境危害大的防污漆的使用，但要禁止含TBT防污漆的使用是要有替代措施作為先行；2007年生效的MARPOL

73/78附則II修正案中關(guān)于貨艙殘余物的要求比原來的規(guī)定低許多，這是在泵吸設(shè)備和管系布置技術(shù)性能提高的基礎(chǔ)上才能實現(xiàn)的；MARPOL

73/78附則VI對于燃油含硫量逐步減少的要求是根據(jù)船用燃油的技術(shù)發(fā)展。

有時國際海事公約的制定超前于技術(shù)發(fā)展，例如：2004年在制定壓載水公約、要求船舶安裝壓載水管理系統(tǒng)時，國際上并沒有成熟的壓載水處理技術(shù)和商用設(shè)備提供給船舶。壓載水公約出臺后，國際社會很快投入人力物力開展研發(fā)，致力于解決外來生物和病原體入侵的威脅。到目前為止已有多個廠商推出了經(jīng)過型式認可的壓載水管理系統(tǒng)，IMO認為基本上可以滿足2010年適用船舶的需要。

在防污染公約制定和提出相關(guān)的技術(shù)要求時，IMO除了依靠本身的技術(shù)力量、還借助于聯(lián)合國的海洋污染科學(xué)專家組（GESAMP）解決制定和審議公約、履約中的技術(shù)問題。如：GESAMP-BWWG聯(lián)合技術(shù)組負責(zé)審議使用活性物質(zhì)壓載水管理系統(tǒng)的技術(shù)問題并向委員會提出批準(zhǔn)/或不批準(zhǔn)的建議；

GESAMP-

EHS聯(lián)合技術(shù)組負責(zé)船運有害物質(zhì)危害性的評定。

防止船舶污染公約及技術(shù)的基本原則

船舶產(chǎn)生污染物有兩種途徑：船舶正常營運產(chǎn)生的操作性污染；船舶各種事故造成的事故性污染。還有當(dāng)船舶退役后的拆解造成的污染。

船舶操作性污染是指船舶在正常營運自身會產(chǎn)生一些污染物，其中一部分是由貨物殘余物導(dǎo)致的，如：油船和化學(xué)品船貨艙的洗艙水、壓載水；一部分是由船舶自身產(chǎn)生的，如：機艙含油污水、燃油的油渣、生活污水、船舶垃圾、船舶產(chǎn)生的大氣污染物；由于在不同水域營運、以壓載水作為媒介造成外來水生生物和病原體的轉(zhuǎn)移；含有機錫防污漆的使用等造成海洋環(huán)境的破壞等。

船舶事故性污染是指船舶發(fā)生碰撞、擱淺、觸礁、火災(zāi)、爆炸等事故，以及裝卸作業(yè)設(shè)備損害、人為因素等事故會造成污染物在短時間大量排放，從而對于局部海域造成重大甚至災(zāi)難性污染損害。

防止船舶污染公約的基本原則為：減少船上污染物的產(chǎn)生；控制船舶污染物的排放；污染物排放后盡量減少對海洋環(huán)境的影響以及最大限度地限制船舶污染物的事故性排放。

2.1

減少船上污染物的產(chǎn)生

很顯然污染物不上船或減少船上產(chǎn)生的污染物量是有效地減少船舶污染的途徑，防止船舶污染公約中的一些規(guī)定就是為了減少污染物的產(chǎn)生而提出的。例如：MARPOL73/78附則I防止油污規(guī)則為了減少船舶含油污水的產(chǎn)生，規(guī)定了載重量超過2萬噸的原油油輪應(yīng)配備專用壓載艙；MARPOL73/78附則II控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則為了減少貨艙殘余物，提出了強制預(yù)洗、有效掃艙和通風(fēng)程序等技術(shù)措施；MARPOL73/78附則VI規(guī)定船上不允許使用受控的臭氧層消耗物質(zhì)、對2000年以后船上安裝的柴油機NOx的排放限值；防污底公約規(guī)定船舶不能施涂含TBT的防污漆；拆船公約附件1列出了被禁止或限制使用的有害材料清單并規(guī)定船舶應(yīng)在拆解前盡量減少貨物殘留、殘油等污染物。

2.2

控制船舶污染物的排放

在不可避免會產(chǎn)生污染物的情況下，為了減少船舶造成污染的技術(shù)措施包括：在船上對產(chǎn)生的污染物進行處理或?qū)⑽廴疚锱诺桨渡辖邮赵O(shè)施中。

在船上對產(chǎn)生的污染物進行處理使其減少數(shù)量或降低濃度，例如：MARPOL

73/78附則I規(guī)定機艙污水必須通過15ppm油水分離設(shè)備處理后才能排放、來自貨艙的含油污水必須通過排油監(jiān)控系統(tǒng)才能排放；MARPOL

73/78附則IV要求船舶配備生活污水處理裝置、生活污水粉碎和消毒系統(tǒng)；MARPOL

73/78附則VI規(guī)定在SOx控制區(qū)內(nèi)，替代1.5%

m/m燃油的要求是安裝廢氣濾清系統(tǒng)以使SOx排放量降低到允許值以下；壓載水公約要求船上安裝壓載水處理系統(tǒng)以去除壓載水中攜帶的外來生物和病原體。

減少污染物的排放還有一種有效的技術(shù)措施就是將船上產(chǎn)生的污染物排放到岸上接收設(shè)施中去。這種情況下有的是因為公約對于劇毒或環(huán)境無法降解的物質(zhì)完全禁止排放而導(dǎo)致的對于接收設(shè)施的需要，例如：任何塑料制品禁止入海；禁止使用含TBT的防污漆；X類有毒液體物質(zhì)禁止排放。

另外的情況主要是受處理技術(shù)的限制，有些處理技術(shù)在岸上容易實現(xiàn)、但在船上有一定困難。例如：MARPOL73/78附則I規(guī)定船舶艙底和油泥艙的殘余物可以通過標(biāo)準(zhǔn)排放接頭排到岸上接收設(shè)施處理；MARPOL

73/78附則II規(guī)定強制預(yù)洗產(chǎn)生的含化學(xué)品的污水應(yīng)排至岸上接收設(shè)施；此外MARPOL

73/78附則IV、V和VI都有岸上接收設(shè)施的要求；壓載水公約要求修船和清洗港應(yīng)配備壓載艙沉積物接收設(shè)施。

2.3

污染物排放后盡量減少對海洋環(huán)境的影響

就目前的科學(xué)技術(shù)水平，船舶在營運過程中不可避免地要產(chǎn)生并排放一些污染物，這也是為什么防污染公約并不是要求所有的污染物“零排放”，當(dāng)然這樣的排放是在“環(huán)境容量”范圍內(nèi)。例如：含油量在15ppm以內(nèi)的含油污水；含有一定濃度的有毒液體物質(zhì)的污水；一些種類的船舶垃圾；低于一定限值的NOx和SOx氣體。為了確保允許排放的污染物能夠盡快與海水混合、不對環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響，公約還規(guī)定了相應(yīng)的排放條件，例如：15ppm及以下含油污水水線上排放；允許排放的含有毒液體物質(zhì)的污水必須滿足水線下排放、自航船航速7節(jié)、非自航船航速4節(jié)、距最近陸地12海里、水深25米等條件；生活污水允許排放的條件是，距最近陸地3海里外，排放經(jīng)粉碎和消毒、船舶航速4節(jié)以上、以中等速率排放等。

為了保護更敏感的海域，公約對于“特殊區(qū)域”、“特別敏感海域”和“SOx排放控制區(qū)”規(guī)定了更加苛刻的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。例如：當(dāng)油船在特殊區(qū)域內(nèi)時,禁止將船上貨油區(qū)域的油類或油性混合物排放入海；南極區(qū)域是MARPOL

73/78附則II的特殊區(qū)域，禁止任何有毒液體物質(zhì)或含有此類物質(zhì)的混合物排放入南極海域；波羅的海和北海作為SO

排放控制區(qū)，燃油含硫量限制在1.5%

m/m以內(nèi)或安裝廢氣濾清系統(tǒng)將船舶包括主副推進器的SOx排放總量減少至6.0g

/kW·h或更少。

2.4

最大限度地控制船舶污染物的事故性排放

船舶污染物的事故性排放是造成局部重大污染損害的主要風(fēng)險所在，歷次重大的油船溢油事故已經(jīng)造成了一些海域長時間的生態(tài)損害或災(zāi)難。

為了預(yù)防此類事故發(fā)生，MARPOL

73/78附則I提出了有針對性的技術(shù)措施。例如：為了限制單個油艙破損后的溢油量，對油艙單個油艙的艙容限制：任何油船每個油艙最大艙容不得超過40000m3；對于油船專用壓載艙除了容量要求外，還要求布置在船舶最易損部位以提供一種在發(fā)生擱淺或碰撞時防止油類外流的保護措施；針對多起單殼油船重大的溢油事故，MARPOL

73/78附則I增加了對于1996年以后交船的油船、1996年以前交船的油船逐步適用的雙層殼要求；為了提供適當(dāng)?shù)脑谂鲎不驍R淺事故中防止油污染的保護，MARPOL

73/78附則I規(guī)定2010年1月1日或以后交付的油船應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上確保在事故中的溢油量在一定的限度內(nèi)；還有對每艘150總噸及以上的油船和每艘400總噸及以上的非油船，要求應(yīng)備有主管機關(guān)認可的《船上油污應(yīng)急計劃》，以確保在污染事故應(yīng)急中采取正確和有效的方法。

防止船舶污染新技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著人們環(huán)境意識的提高，無論從立法、技術(shù)以及管理上都需要更多的進一步發(fā)展。航運業(yè)也在IMO公約的促進下更多地采用了防止船舶污染的新技術(shù)，這些新技術(shù)為更好地保護海洋環(huán)境發(fā)揮著巨大的作用

第五篇：飛機故障診斷技術(shù)

1．故障是指產(chǎn)品喪失了規(guī)定的功能，或產(chǎn)品的一個或幾個性能指標(biāo)超過了規(guī)定的范圍。它是產(chǎn)品的一種不合格狀態(tài)。

2．故障按其對功能的影響分為兩類：功能故障和潛在故障。

功能故障是指被考察的對象不能到達規(guī)定的性能指標(biāo)；潛在故障又稱作故障先兆，它是一種預(yù)示功能故障即將發(fā)生的可以鑒別的實際狀態(tài)或事件。

3．故障按其后果分四類：

平安性后果故障：采取預(yù)防維修的方式；使用性后果故障：對使用能力有直接的不利影響，通常是在預(yù)防維修的費用低于故障的間接經(jīng)濟損失和直接修理費用之和時，才采用預(yù)防維修方式；非使用性后果故障：對平安性及使用性均沒有直接的不利影響，只是使系統(tǒng)處于能工作但并非良好的狀態(tài)，只有當(dāng)預(yù)防維修費用低于故障后的直接維修費用時才進行預(yù)防維修，否那么一般采用事后維修方式；隱患性后果故障：通常須做預(yù)定維修工作。

4．故障按其產(chǎn)生原因及故障特征分類可分為早期故障、偶然故障和損耗故障。偶然故障也稱隨機故障，它是產(chǎn)品由于偶然因素引起的故障。對于偶然故障，通常預(yù)定維修是無效的。耗損故障是由于產(chǎn)品的老化、磨損、腐蝕、疲勞等原因引起的故障。這種故障出現(xiàn)在產(chǎn)品可用壽命期的后期，故障率隨時間增長，采用定期檢查和預(yù)先更換的方式是有效的。

5．故障模式或故障類型是故障發(fā)生時的具體表現(xiàn)形式。故障模式是由測試來判斷的，測試結(jié)果顯示的是故障特性。

6．故障機理是故障的內(nèi)因，故障特征是故障的現(xiàn)象，而環(huán)境應(yīng)力條件是故障的外因。

7．應(yīng)力-強度模型：當(dāng)施加在元件、材料上的應(yīng)力超過其耐受能力時，故障便發(fā)生。這是一種材料力學(xué)模型。

8．高可靠度狀態(tài)〔圖1.2-2〔a〕〕：應(yīng)力和強度分布的標(biāo)準(zhǔn)差很小，且強度均值比應(yīng)力均值高得多，平安余量Sm很大，所以可靠度很高。

圖1.2-2〔b〕所示為強度分布的標(biāo)準(zhǔn)差較大，應(yīng)力分布標(biāo)準(zhǔn)差較小的情況，采用高應(yīng)力篩選法，讓質(zhì)量差的產(chǎn)品出現(xiàn)故障，以使母體強度分布截去低強度范圍的一段，使強度與應(yīng)力密度曲線下重疊區(qū)域大大減小，余下的裝機件可靠度提高。

圖1.2-2〔c〕所示為強度分布標(biāo)準(zhǔn)差較小，但應(yīng)力分布標(biāo)準(zhǔn)差較大的情況，解決的方法最好是減小應(yīng)力分布的標(biāo)準(zhǔn)差，限制使用條件和環(huán)境影響或修改設(shè)計。

圖1.2-2

應(yīng)力、強度分布對可靠性的影響

9．反響論模型：

如果產(chǎn)品的故障是由于產(chǎn)品內(nèi)部某種物理、化學(xué)反響的持續(xù)進行，直到它的某些參數(shù)變化超過了一定的臨界值，產(chǎn)品喪失規(guī)定功能或性能，這種故障就可以用反響論模型來描述。

串連式反響過程：總反響速度主要取決于反響最慢的那個過程的速度。

并聯(lián)式反響過程：總反響速度主要取決于反響最快的過程的速度。

10．最弱環(huán)模型〔串連模型〕：認為產(chǎn)品或機件的故障〔或破壞〕是從缺陷最大因而也是最薄弱的部位產(chǎn)生

11．故障樹分析法簡稱FTA法〔Fault

Tree

Analysis〕

故障樹分析法是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至局部按樹狀逐級細化的分析方法。

故障樹分析法將最不希望發(fā)生的故障事件作為頂事件，利用事件和邏輯門符號逐級分析故障形成原因。優(yōu)點：直觀、形象，靈活性強，通用性好；缺點：理論性強，邏輯嚴謹，建樹要求有經(jīng)驗，建樹工作量大，易錯漏。

12．頂事件和中間事件〔矩形〕

底事件〔圓形〕

開關(guān)事件〔房形〕

省略事件〔菱形〕

13．邏輯與門

邏輯或門

邏輯非門

異或門

表決門K/N門

表決門：僅當(dāng)n個輸入事件中有k個或k個以上發(fā)生時，輸出事件才發(fā)生。

14．建樹步驟

§頂事件選取原那么：

1)必須有確切的定義，不能含混不清、模棱兩可。

2)必須是能分解的，以便分析頂事件和底事件之間的關(guān)系。

3〕能被監(jiān)測或控制，以便對其進行測量、定量分析，并采取措施防止其發(fā)生。

4〕最好有代表性。

15．〔1〕系統(tǒng)級邊界條件

頂事件及附加條件（系統(tǒng)初始狀態(tài)，不允許出現(xiàn)事件，不加考慮事件)

〔2〕部件級邊界條件

元部件狀態(tài)及概率，底事件是重要部件級邊界

利用邊界條件簡化：

與門下有必不發(fā)生事件，其上至或門,那么或門下該分支可刪除；

與門下有必然發(fā)生事件,那么該事件可刪除;

或門下有必然發(fā)生事件，其上至與門,那么與門下該分支可刪除

或門下有必不發(fā)生事件，那么該事件可刪除

16．n個不同的獨立底事件組成的故障樹，有個可能狀態(tài)，故可有個狀態(tài)向量。

17．與門結(jié)構(gòu)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)

18．或門結(jié)構(gòu)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)

19．k/n門結(jié)構(gòu)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)

20．底事件的相干性

假設(shè)對第i個底事件而言，至少存在一對狀態(tài)向量Y1i=(y1,y2,…yi-1,1,yi+1,…,yn)記作(1i,Y)和Y0i=(y1,y2,…yi-1,0,yi+1,…,yn)記作(0i,Y)，滿足Φ

(1i,Y)>

Φ

(0i,Y)，而對其它一切狀態(tài)向量而言，恒有Φ

(1i,X)

≥

Φ

(0i,X)成立，那么稱第i個底事件與頂事件相干。

如果找不到狀態(tài)向量滿足Φ

(1i,X)

Φ

(0i,X)，那么稱第i個底事件與頂事件不相干。

相干結(jié)構(gòu)函數(shù)：Φ(X)滿足：

故障樹中底事件與頂事件均相干；

Φ(X)對各底事件的狀態(tài)變量xi(i=1,2,…n)均為非減函數(shù)

21．相干結(jié)構(gòu)函數(shù)的性質(zhì)

〔1〕假設(shè)狀態(tài)向量X=(0,0,…0)，那么Φ(X)=0；

〔2〕假設(shè)狀態(tài)向量X=(1,1,…1)，那么Φ(X)=1；

〔3〕假設(shè)狀態(tài)向量X≥Y(即xi

≥yi,i=1,2,…n)，那么結(jié)構(gòu)函數(shù)Φ(X)

≥

Φ(Y)；

〔4〕假設(shè)Φ(X)

是由n個獨立底事件組成的任意結(jié)構(gòu)故障的相干結(jié)構(gòu)函數(shù)，那么有

即任意結(jié)構(gòu)故障樹，其結(jié)構(gòu)函數(shù)的上限為或門結(jié)構(gòu)故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)，而下限是與門結(jié)構(gòu)故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)。

22．假設(shè)狀態(tài)向量X能使結(jié)構(gòu)函數(shù)=1，那么稱此狀態(tài)向量為割向量。在割向量X中，取值為1的各分量對應(yīng)的狀態(tài)變量〔或底事件〕的集合，稱作割集。割集是導(dǎo)致頂事件發(fā)生的假設(shè)干底事件的集合。假設(shè)狀態(tài)向量X是割向量〔即=1〕，并對任意狀態(tài)向量Z而言，只要Z

23．假設(shè)狀態(tài)向量X能使結(jié)構(gòu)函數(shù)=0，那么稱此狀態(tài)向量X為路向量。在路向量X中，取值為0的各分量對應(yīng)的狀態(tài)變量〔或底事件〕的集合，稱作路集。路集是使系統(tǒng)不發(fā)生故障的正常元件的集合。假設(shè)狀態(tài)向量X是路向量〔即=0〕，并對任意狀態(tài)向量Z而言，只要Z>X，恒有=1成立，那么稱X為最小路向量，最小路向量X中取值為0的各分量對應(yīng)的底事件的集合，稱為最小路集。最小路集是使系統(tǒng)不發(fā)生故障的必要正常元件的集合。

24．用最小割集表示結(jié)構(gòu)函數(shù)：

25．用最小路集表示結(jié)構(gòu)函數(shù)：

26．掌握化相交和為不交和，求頂事件概率〔此法最簡單易于理解，故采用之〕：

式中為故障樹的最小割集，將上式化成單獨項〔形如這種形式〕的邏輯和，將式中的用代替，用代替。這樣便可得到頂事件發(fā)生的概率為：

27．底事件的發(fā)生對頂事件發(fā)生的影響，稱作底事件的重要度。

l

概率結(jié)構(gòu)重要度：僅由單個底事件概率的變化而引起頂事件概率發(fā)生變化，那么頂事件概率對底事件概率的變化率稱作該底事件的概率結(jié)構(gòu)重要度，簡稱概率重要度，記作。數(shù)學(xué)表達式為：

。上式可以看出概率重要度較大的底事件，其概率發(fā)生變化，那么對頂事件概率變化的影響是比擬大的。

l

結(jié)構(gòu)重要度：第i個底事件的結(jié)構(gòu)重要度定義為該底事件處于關(guān)鍵狀態(tài)的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)與其處于正常狀態(tài)的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)之比。當(dāng)系統(tǒng)由n個獨立元件組成時，那么可表示為：，為該底事件處于關(guān)鍵狀態(tài)的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)，可由下式表示：

所謂底事件的關(guān)鍵狀態(tài)是指該底事件狀態(tài)變量由0變?yōu)?時〔該元件由正常變故障〕，故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)也由0變?yōu)?〔系統(tǒng)由正常變故障〕的狀態(tài)。

用以下原那么求結(jié)構(gòu)重要度，在概率重要度的根底上，令各底事件的概率均為1/2，那么所求結(jié)構(gòu)重要度與其底事件的概率重要度相同。

l

關(guān)鍵重要度：，由此可見，底事件的關(guān)鍵重要度是指頂事件概率相對變化量與引起此變化的底事件概率相對變化量之比的極限。

28．故障隔離手冊〔FIM〕和故障報告手冊使用同一的故障碼，該故障碼為8位數(shù)：左起前兩位為故障所在章號〔系統(tǒng)〕，3、4位為節(jié)號〔子系統(tǒng)〕，5、6位為工程號，7、8位表示故障件位置。

29．無空勤人員提供故障碼時的故障隔離程序

–

故障必然歸入下面四種情況之一：

有相應(yīng)的EICAS信息的故障；

有機內(nèi)自檢程序〔BITE〕的故障；

有適用的維修控制顯示板〔MCDP〕信息的故障；

以上信息全沒有的故障。

假設(shè)報告的問題上述三種信息均有，那么故障分析順序為優(yōu)先考慮執(zhí)行有EICAS信息的排故程序，其次是機內(nèi)自檢程序，最后是考慮執(zhí)行有MCDP信息的排故程序。

30．查找故障的典型概率法〔P75〕重點看，有計算。

概率法應(yīng)用的條件：故障是由某一元件故障引起；查找故障不會引入新故障。

概率法應(yīng)用的參數(shù)：

檢查次數(shù)〔一次檢查、平均檢查次數(shù)

檢查時間〔一次檢查時間ti、平均總檢查時間

檢查工作量(一次檢查工作量ti、平均總檢查工作量

檢查費用〔一次檢查費用Ci、平均總檢查費用

適用范圍

–

逐件檢查系統(tǒng)

–

分組檢查系統(tǒng)

31．32．

分組檢查的方法：兩分法、等概率法、最小時間法。

u

兩分法：要點--符合機件數(shù)大致相等的要求；

最少檢查次數(shù)與最大檢查次數(shù)：

1)

假設(shè)系統(tǒng)由n個機件組成，滿足2m

n

2m+1〔m為正整數(shù)〕，那么系統(tǒng)最少檢查次數(shù)為m次，最大檢查次數(shù)為〔m+1〕次，平均檢查次數(shù)

Sm--第m次可查出故障的機件零件號組成的集合，同理。-零件號為j的機件故障的條件概率。

2〕

假設(shè)系統(tǒng)機件數(shù)恰好滿足n

=

2m，那么只需且必須經(jīng)過m次檢查，才能查出故障原因，平均檢查次數(shù)Nm

=

m

u

等概率法：要點--先把系統(tǒng)按每組各機件故障條件概率之和大致相等分成兩組，檢查故障條件概率之和較大的那組，確定故障件所在局部。再將存在故障件的那一組按每組各機件故障條件概率之和大致相等分成兩個分組，檢查故障條件概率之和較大的一組，確定故障原因所在。如此繼續(xù)下去，直至查出故障原因為止。

u

最小時間法：要點--每組各機件故障條件概率之和大致相等。

對各組計算檢查時間消耗率h，h

=

?

(bi/

ti)，選擇h較大的一組進行檢查

33．信息量應(yīng)該是該信息出現(xiàn)概率的單調(diào)減函數(shù)

信息量＝，P——信息量出現(xiàn)的概率，信息量的單位是“比特(bit)〞

–

假設(shè)有n個信息同時出現(xiàn)，它們對故障診斷提供的信息量要比單一信息提供的信息量大

–

當(dāng)n個信息相應(yīng)的事件互相獨立時，n個信息共同出現(xiàn)時的信息量等于各個信息的信息量之和，即信息量具有可加性

34．現(xiàn)代信息論中，“熵〞是系統(tǒng)不確定程度的度量

假設(shè)系統(tǒng)A有n個狀態(tài)A1,A2,…,An，系統(tǒng)隨機處于相應(yīng)狀態(tài)的概率分別為P(A1),P(A2),…,P(An)，那么系統(tǒng)的熵定義為

35．復(fù)合系統(tǒng)的熵：設(shè)系統(tǒng)A有n個可能狀態(tài)，系統(tǒng)B有m個可能狀態(tài)

從而復(fù)合系統(tǒng)的熵為

A、B互相獨立：H(A+B)=H(A)+H(B)

A、B統(tǒng)計相關(guān)：

H(AB)=H(A)+H(B/A)=H(B)+H(A/B)

A條件下B的熵值：

36．定義系統(tǒng)B為判斷A所處的狀態(tài)提供的平均信息量為

也被稱為系統(tǒng)B包含有關(guān)系統(tǒng)A的平均信息量。

37．目視檢查是飛機結(jié)構(gòu)完整性檢查的最根本、最常用的檢查方法，也是保證飛行平安的重要手段之一。

當(dāng)蒙皮離開鉚釘頭并形成目視可見的明顯間隙，鉚釘周圍有黑圈，均說明鉚釘已松動。

鋁合金和鎂合金腐蝕初期成呈白色斑點，開展后出現(xiàn)灰白色腐蝕產(chǎn)物粉末。

不銹鋼的腐蝕往往是出現(xiàn)黑色的坑點。

38．氣密艙的密封檢查：流量法和壓力降法。流量法更適用于泄漏量較大而容積小的氣密艙。壓力降法設(shè)備簡單，測法簡單可靠。氣密艙和結(jié)構(gòu)油箱泄露包括可控制泄露和不可控制泄露。

影響密封艙結(jié)構(gòu)密封性的因素：

環(huán)狀縫隙影響因素；平面縫隙影響因素；加工與裝配質(zhì)量的影響。

39．渦流檢測的根本原理

檢測線圈通交流電，在線圈周圍產(chǎn)生交變的初級磁場，當(dāng)檢測線圈靠近被檢測的導(dǎo)電構(gòu)件時，在交變的初級磁場作用下，構(gòu)件中感生交變的電流——渦流。渦流在構(gòu)件中及其周圍產(chǎn)生一個附加的交變次級磁場，次級磁場又在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的方向與原電流方向相同。當(dāng)構(gòu)件中產(chǎn)生裂紋或有其它缺陷，檢測線圈與其接近時，渦流發(fā)生畸變，影響次級磁場，進而影響檢測線圈中的感應(yīng)電流，檢測線圈中的電流的變化，說明構(gòu)件發(fā)生損傷。

40．渦流檢測分為高頻渦流檢測〔>50kHz〕和低頻渦流檢測。

趨膚效應(yīng)：渦流的磁場會引起交變電流趨向構(gòu)件外表，外表電流密度最大，隨著深度增加，電流密度減弱

41．渦流檢測法的適用范圍

Q

檢查導(dǎo)電構(gòu)件的疲勞損傷和腐蝕損傷。對鋁合金是首選的無損檢測方法

u

不適用非金屬構(gòu)件，如塑料、玻璃纖維復(fù)合材料等的損傷

Q

高頻渦流可檢測試件外表或近外表的損傷，而低頻渦流可檢測構(gòu)件隱蔽面或緊固件孔壁上的損傷

Q

對于鋼構(gòu)件一般不采用渦流檢測法探傷。

Q

不能檢測出平行于探測面的層狀裂紋。

Q

厚度小于1.5

mm的薄板材，板邊緣或緊固件孔邊的邊界效應(yīng)較大，給檢測帶來一定的困難

42．超聲波檢測法：高頻聲束〔頻率在20kHz以上〕射入被檢材料，經(jīng)過不同介質(zhì)分界面會發(fā)生反射，檢測者分析反射聲束信號，便可確定缺陷或損傷的存在及其位置。

超聲波的發(fā)射與接收是利用壓電材料的壓電效應(yīng)來實現(xiàn)的超聲波是一種波長比光波長，比普通電波短，頻率高于20kHz的機械波

43．縱波檢測法的適用范圍：

?

易檢測出與工件探測面走向平行的缺陷

?

受儀器盲區(qū)和分辨力的限制，外表和近外表檢測能力低

?

適用于檢測大面積的厚工件，定位簡單

橫波檢測法的適用范圍：

?

可發(fā)現(xiàn)與工件外表成一定角度的缺陷或損傷

?

輔助縱波檢測，檢測垂直于探測面的缺陷或損傷。

應(yīng)用：可檢測金屬、非金屬、復(fù)合材料的內(nèi)部及外表缺陷〔裂紋損傷和腐蝕損傷〕，對平面缺陷十分敏感，只要聲束方向與裂紋面夾角到達一定要求，就可清晰地顯示出裂紋損傷

44．磁粉檢測的原理：〔通過檢測漏磁來發(fā)現(xiàn)缺陷〕

鐵磁試件被磁化后，假設(shè)試件存在外表或近外表缺陷，會使試件外表產(chǎn)生漏磁。鐵磁性工件中存在著許多小磁疇，磁化前，磁疇隨機取向，磁性抵消；被磁化時，磁疇規(guī)那么排列，呈現(xiàn)磁極。當(dāng)工件外表或近外表存在與磁化方向近于垂直的裂紋缺陷時，磁力線會彎曲，呈繞行趨勢，溢出外表的磁力線叫做缺陷漏磁。漏磁場強度取決于缺陷尺寸、方向和位置以及試件的磁化強度。漏磁場強度越大，缺陷部位越容易吸附磁粉，越能顯示出磁粉跡痕，觀察磁粉跡痕判斷缺陷所在。

l

周向磁化法：直接通電法、電極法、芯棒法

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縱向磁化法：線圈法、電磁鐵法、感應(yīng)電流法

l

復(fù)合磁化法

適用于鐵磁性構(gòu)件外表或近外表缺陷〔或裂紋〕。主要檢測鍛鋼件及焊件，不適用于奧氏體不銹鋼〔非磁性材料〕。

注意：磁粉檢測后要對零件進行退磁。

45．傳統(tǒng)的故障診斷方法包括邏輯診斷方法、統(tǒng)計診斷方法和模糊診斷方法。

46．邏輯診斷法師根據(jù)故障特性〔故障信息或征兆〕與故障狀態(tài)的邏輯關(guān)系，運用推理的方式進行故障診斷的方法。

有效決策規(guī)那么：將有效邏輯基中全部變元〔取值為１〕或逆變元〔取值為０〕邏輯乘，再求邏輯和．

有效決策主范式：從決策規(guī)那么出發(fā)，通過邏輯運算，得到全部變元或逆變元邏輯乘的邏輯和．

概括邏輯診斷步驟:

1.確定考慮的因素,建立決策規(guī)那么;

2.建立有效決策規(guī)那么或有效決策主范式;

3.將給定元件狀態(tài)的元件變元或逆變元組成征兆函數(shù),待定元件變元或逆變元組成成因函數(shù),進行狀態(tài)識別或故障診斷.注：此節(jié)求有效邏輯基，通過分析故障成因函數(shù)查找故障原因是重點。

47．統(tǒng)計診斷方法：

確定臨界值是重點。

根據(jù)對平均冒險率的分析，提出以下四種確定臨界值的方法：

最小冒險法、最小錯誤診斷概率方法、極小極大法和紐曼-皮爾遜方法。

n

在滿足平均冒險率最小的條件下，即使=時，確定臨界值的方法稱為最小冒險方法。

n

當(dāng)==，==時，最小錯誤診斷概率方法確定臨界值得條件和最小冒險法完全相同。

n

在使平均冒險率取極大的同時，使平均冒險率取極小，這樣確定臨界值的方法稱為極小極大法。

n

紐曼-皮爾遜方法：要正確地估計錯誤診斷的代價往往是十分困難的，為此往往采用使某種診斷錯誤概率降低到最小的原那么。

例題：根據(jù)滑油中含鐵量監(jiān)測發(fā)動機機匣的工作狀態(tài)。設(shè)由統(tǒng)計資料得到：在正常狀態(tài)下含鐵量的均值〔1p.p.m=1毫克/升〕，在異常狀態(tài)下含鐵量的均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差為；含鐵量為正態(tài)分布，并發(fā)動機處于正常狀態(tài)的概率為=0.8。試用最小錯誤診斷概率法：

〔1〕詳細推導(dǎo)確定臨界值的公式

〔2〕計算臨界值x0

48．模糊診斷方法〔重點看該書最后兩頁〕：

設(shè)分別表示m種故障成因，它們是征兆群空間X〔論域U〕上的m個模糊子集，為相應(yīng)的m個模糊子集的隸屬函數(shù)。對U中的任一元素，如果，那么判斷隸屬于模糊子集，這就是最大隸屬原那么。

隸屬函數(shù)計算式：其中〔i=1，……，n〕表示第i個征兆出現(xiàn)的狀態(tài)，征兆出現(xiàn)取1，不出現(xiàn)取0，是權(quán)系數(shù)，即診斷矩陣中第i行，第j列的元素。根據(jù)最大隸屬度原那么判斷故障成因，從而判斷故障成因。

編者注：考試題型：選擇〔10〕、填空〔10〕、簡答〔20〕、計算〔60〕.本材料僅供參考。預(yù)祝大家考個好成績，謝謝！