高压共轨故障诊断

高压共轨故障诊断（精选十篇）

高压共轨故障诊断 篇1

1测试原理

以下以江铃汽车德尔福高压共轨系统为例, 其典型的系统油路如下:低压部分 (油路) :作用是为高压部分 (油路) 供给足够的油量, 其中重要的零部件有:油箱、低压回路的进、出油管、油水分离器 (粗滤) 、燃油滤清器 (精滤) , 高压油泵中的输油泵, 高压油泵的低压区。高压部分 (油路) :作用除了产生高压外, 还包括燃油分配和燃油计量。其中重要的零部件有:配有燃油计量阀 (IM V阀) 和溢流阀的高压油泵、共轨、安全阀、油轨压力传感器、高压油管和喷油器。回油部分 (油路) :作用是让多余燃油的回流以及燃油的冷却。其中重要的零部件有:喷油器的回油管、高压油泵上的文丘里回油三通管、燃油滤清器的回油管和油箱的回油管。由于高压共轨系统均为闭环控制系统, 我们通过对其液压系统状态分析, 在系统正常的运行中高压液压平衡可认为存在以下关系:高压油泵按需求的供油流量 (综合进油温度和油泵内部损耗的影响) 大致和燃油的消耗流量相当, 即与喷油器的喷射流量与燃油回油流量之和相当, 列式即为:供油流量≈喷射流量+回油流量 (如图一所示) 因此1) 当若高压油泵的供油能力不足时, 消耗流量也会减少, 系统压力不足。 (如图二所示) 2) 当若消耗流量过大超过高压油泵的最大供油流量时, 也会相当于系统压力不足。 (如图三所示)

因此, 通过燃油系统的回油和油轨压力来判断高压共轨柴油机故障是一个较为简便的方法。

2测试步骤

如果共轨柴油机出现故障, 要想判断燃油系统的油压是否正常, 在无燃油压力表或者表接入油路有困难或者无量杯工具等其他的情况下, 可以通过下面的方法进行简单的判断:拆下喷油器的回油管, 然后打马达, 起动柴油机, 观察柴油机运转状况和回油管的油量变化, 看回油是流出、还是喷出, 回油量多还是少, 从而可大致判断喷油器的好坏。如果有量杯及连接油管的话, 可将各喷油器的回油管分别引导到量杯中, 然后起动柴油机, 再测量各缸喷油器的回油量, 如果某缸的回油量明显偏多或偏少, 说明该喷油器失常, 如果总的回油量偏多或偏少。如果再有压力表的话, 则可进行燃油系统测试, 明确判断到底是哪一个零部件有故障, 其通常包括静态测试和动态测试以及闭轨测试系统油轨压力三种。

1) 静态测试。a.保证发动机启动时转速200R PM以上;b.IM V阀, 喷油器断开;c.连接量杯到喷油的回油管;d.启动发动机5秒;e.测量回油管的回油长度≦22cm。2) 动态测试。a.连接量杯分别到喷油器的回油管、燃油滤清器的回油管及油箱的回油管;b.启动发动机怠速运转1分钟;c.读取每缸的回油量, 应在10m l左右, 滤清器及油箱回油量为320m l和750m l左右。3) 闭轨测试油轨压力。a.保证发动机启动时转速200 R PM以上;b.断开IM V阀 (燃油计量阀) 和喷油器的连接插头;c.打马达, 起动5秒钟;检查油轨压力必须大于1050bar。

3维修案例一例

故障车型:江铃轻卡电喷共轨柴油车, 德尔福电控高压系统, 行驶里程:165300km, 生产日期:2009年10月。

故障现象:驾驶员反映, 高速时发动机故障灯亮, 亮后加不起速, 最高时速80km/h。

故障诊断:首先验证故障, 针对故障现象, 由于故障灯亮, 用博世KT670进行诊断, 故障码为P1253—IM V阀调整电流过高 (负极故障) 。P1257—IM V阀故障 (调整电流过高) 。清除后进行了试车, 原地不动可加速至3800转/分钟, 故障指示灯不亮;行车时一到三挡都正常, 四挡急加油门到65~70公里时速时故障灯亮, 慢慢加油至70~75km/h时故障灯亮, 挂五挡加油到75~80km/h时故障灯亮, 只要故障灯亮, 用博世KT670进行自诊断, 检测到的故障码都是P1257, 少量时候会检测到P1253和P1257两个故障码。又进行读取数据流测试, 在正常范围内。

因发现该车空滤, 燃油滤清器较脏且为副厂产品, 更换了空滤, 燃油滤清器、油水分离器, 做了清洗低压油路、油箱的维修处理, 故障依旧。检测IM V阀、轨压传感器及线路正常。怀疑IM V阀被卡在某一位置了, 就将IM V阀拆下检查, 接通电源与断开电源, IM V阀动作都正常, 清洗后装复, 故障依旧。然后做了轨压测试、静态回油测试、动态回油测试, 测出的结果是:静态测试的轨压可以达到1050bar以上;若不将IM V阀拔开测试, 其压力也可达到60bar以上, 正常车辆是60~70bar之间。着车后怠速状态下的轨压360bar左右, 正常车辆是360~370bar;原地不动加油至3800转/分钟时, 轨压也可达到1200bar以上;正常车辆是1200~1250bar;这几个数字都与新车非常接近;静态回油测试的回油量最多一缸不足2cm;动态回油测试1分钟的各缸回油量:回油最多的一个缸也只是把油管充满, 四只回油瓶都空, 回油最少的还不足管子的一半。

根据回油测试结果分析:动态测试和静态测试的回油量都比正常车辆的回油量小的多, 症结应该在此, 可又是哪个配件造成的呢?还要从低压油路查起, 经过一番检查后确认低压油路是畅通的, 燃油滤清器和油水分离器都是新换的, 油箱清洗过, 低压油路也没地方可查了。考虑到在做静动态回油测试的回油量特少, 将故障车与新车燃油滤清器的回油管各插进一个量杯内, 分别着车怠速1分钟, 观察瓶子内的回油量, 都在320m l左右;然后检查油箱回油管的回油情况, 用同样的方式着车1分钟的回油量都接近750m l。既然这里的回油量一样, 也就是说回油总量是够大, 那么喷油器的回油量为什么会那样小呢?只有一种可能, 就是高压油泵输送给共轨的油量不够, 才会造成喷油器回油量不够。可以确认的是输油泵工作正常, 否则总回油量就不会和正常车辆一样了。德尔福共轨系统油路简图 (如四所示) :

从图中可以看出, 能够影响进入共轨油量的原因有:

1) 压力调节器:因为输油泵将燃油从油箱吸出, 经手油泵、油水分离器、燃油滤清器、进入输油泵, 输油泵将吸入的燃油制成含有一定压力的燃油供IM V阀使用, 经过输油泵后的燃油压力由压力调节器决定。若压力调节器出现卡滞、阀门磨损, 弹簧疲劳等现象都会造成油压过低, 影响送入高压泵的油量, 从而影响高压泵的输出油量。

2) IM V阀:IM V阀是控制进入高压泵油量的执行器, 正常状态下IM V阀按照EC U发出的指令精确控制进入高压油泵的油量, 一旦IM V阀出现异常现象, 如:卡滞、磨损、密封圈损坏, 或者IM V阀接到的指令有误等, 都会造成进入高压泵的油量失去精确控制。

3) 高压泵:如果柱塞、磙轮、进油阀、出油阀等部件出现磨损、损坏等异常现象, 都会造成高压泵泵油量不足或完全失效。影响进入油轨的油量。

4) 限压阀:如出现磨损、卡滞、弹簧疲劳、限压压力过低等异常现象, 将会使本应该进入高压共轨的燃油直接经文丘里流入回油管回掉, 从而使喷油器回油量减小或不回油。依据以上检查与分析, 本车最有可能造成P1253、P1257故障码出现的原因、应是压力调节器失效。因为, 高压泵与限压阀出现故障, 与压力调节器出现故障的故障特征是有差异的:高压泵出现故障, 则会造成各种工况下的油轨压力都偏低, 可导致起动困难, 甚至无法起动;要是限压阀出现泄漏故障的话, 油轨压力也是建立不起来或是偏低。而压力调节器出现故障就不同了, 因为压力调节器失效, 会造成输油泵泵进的燃油大部分被压力调节器泄掉, 经回油管流回燃油滤清器或油箱。这样当原地不动加速时, IM V阀的调节量可以满足各种转速下的油量需求, 因为, 空挡加速时, 即使是最高转速的喷油量, 也要比四、五挡70km~80km/h时的喷油量小的多;所以, 在空挡加油或车辆空载行驶在一、二、三挡时, 油轨压力是可以接近需求值的。只有在四挡70km/h以上, 五挡接近80km/h以上时, EC U给IM V阀下达的调节指令已达到极限值, IM V阀的开度也已达到极限, 但由于低压油腔压力过低, 造成通过IM V阀的燃油量, 仍无法满足共轨压力需求时, EC U就报出了P1257故障码, 有时连P1253一同报出。因压力调节器厂家不单独提供, 与高压油泵一体式的, 只有更换高压油泵。装好高压油泵试车, 时速越过了110km/h, 一切正常。后多次回访用户再也没有出现过此类故障。

摘要：目前, 电控高压共轨燃油系统作为一种新型柴油机电控喷油技术在国内国三国四的柴油车辆中得到大量的应用。但是由于该系统存在系统高压压力高, 造成检测不方便, 出现故障后排除困难, 通过对电控高压共轨燃油系统的分析, 发现运用液压平衡诊断法解决高压共轨发动机故障比较方便, 本文对液压平衡诊断法的测试原理、测试方法和步骤进行了分析, 并通过实际案例进行了验证。

关键词：共轨发动机,液压平衡,故障,诊断

参考文献

[1]徐家龙.柴油机电控喷油技术.北京:人民交通出版社, 2004.

高压共轨故障诊断 篇2

With the energy and environmental issues become increasingly prominent, to

achieve energy saving has important practical significance. The high pressure common rail injection system have made a great contribution to the fuel economy, power and noise reduction of diesel engines.And so it was widely applied. The Common Rail injection technology is the inevitable trend of the future of modern car diesel engine development. After years of research and application of new technologies, the status of the diesel engine can not be mentioned in the same breath. These technologies will further the diesel to the mainstream of the vehicle power. This paper describes the course of development of high-pressure diesel common rail technology, the composition of the high-pressure common-rail diesel engine and its application in modern vehicles, and also analyzed the development trend of electronic control fuel injection system,especially on the operrational principle. The paper aimed at a deeper understanding of the diesel engine to people and make a forecast of the development trend of diesel engines.

Keywords: Diesel Engines，High Pressure Common Rail， Development Trends

山东交通学院毕业论文

目 录

前 言..........................................................................................................................................1

1高压共轨发动机的发展.........................................................................................................2

2高压共轨柴油机组成及工作原理.........................................................................................5

2.1高压共轨柴油机的组成..............................................................................................5

2.1.1喷油量控制系统 EDC.....................................................................................5

2.1.2喷油定时控制系统...........................................................................................5

2.1.3增压压力控制系统...........................................................................................5

2.1.4废气再循环控制系统.......................................................................................5

2.1.5 电热塞控制系统..............................................................................................6

2.2柴油机电控高压共轨系统原理..................................................................................6

2.2.1输油泵工作原理理及特点...............................................................................6

2.2.2喷油器工作原理...............................................................................................6

2.2.3高压共轨柴油机工作原理...............................................................................7

2.2.4高压共轨系统的特点.......................................................................................8

3高压共轨柴油机的常见故障与维修方法（以康明斯柴油机为例）.................................9

3.1发动机在冬季起动更困难..........................................................................................9

3.2发动机起动时，曲轴不能转动..................................................................................9

3.3发动机起动时可以转动，但不能起动，排气管中无烟........................................10

3.4发动机起动困难或不能起动，排气管大量排白烟................................................10

3.5发动机动力不足，排浓黑烟....................................................................................11

3.6发动机运转中突然熄火............................................................................................12

3.7发动机“飞车”........................................................................................................13

3.8发动机“开锅”，逐渐过热......................................................................................14

3.9机油消耗量过大........................................................................................................15

3.10拉缸响......................................................................................................................16

4高压共轨柴油机的检测与调整方法...................................................................................18

4.1参数调整....................................................................................................................18

4.1.1怠速的调整.....................................................................................................18

4.1.2尾气排放的调整.............................................................................................18

4.2主要部件的检测........................................................................................................18

4.2.1空气流量计.....................................................................................................18

4.2.2进气温度传感器.............................................................................................19

一种高压电气设备故障诊断的方法 篇3

关键词:高压电气设备;故障诊断;粗神经网络

中图分类号:TM07 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)10-0111-02

随着社会经济的快速发展,对电力的需求量越来越大,电网规模日益庞大,结构日趋复杂,对高压电气设备运行的稳定性、可靠性要求也越来越高。为了保证设备安全运行,就要对设备定期地进行预防性试验,掌握设备的运行情况,防患于未然。由于高压电气设备的温变故障监测环境恶劣,所以用常规方法进行检测很难达到理想效果。人工神经网络具有人脑的信息综合、学习记忆和归纳功能,在故障诊断应用中较好地克服了基于规则推理的单一专家系统知识获取困难这一缺陷,展现了很好的应用前景。但是,常规BP算法存在收敛速度慢以及容易陷入局部最小点等缺陷,对实际的故障诊断效果有很大的影响。文章提出一种改进的粗神经网络方法用于高压电气设备故障的诊断。

1模糊神经网络的构成

神经网络预测技术的原理在于通过对样本的学习,将专家知识以权值和阈值的形式保存在网络中,利用网络的信息进行预测推理。学习的样本越多,神经网络的预测能力越强。但是,使用大量的样本训练将导致产生过于复杂的网络结构,极大地降低了网络的运算速度。此外,传统神经网络的输入仅限于单值输入的情况,应用范围受到了限制。基于以上分析,有必要对样本进行优化,去除冗余属性的干扰,减少神经网络需要处理的数据量,需要构建新的神经元以兼容非单值输入信息,扩展网络的使用领域,提高预测的准确性。

粗糙集理论是由波兰数学家Zdzislaw Pawlak提出的一种处理不完整性和不确定性的数学工具,其主要思想就是根据目前已有的对给定问题的知识,将问题的论域进行划分,在保持分类能力不变的前提下,通过知识约简,导出概念的分类规则。利用粗糙集理论对传统的BP神经网络进行改进,得到的模糊神经网络可以用图1所示。

在图1的模糊神经网络中,第一层是输入层,代表输入语言;第二层是隶属函数生成层,产生每个输入变量对所属模糊子集的隶属度,隶属度生成层中的隶属函数使用高斯型函数:

第三层为推理层,其作用是用来匹配模糊控制规则的前件,计算出每条规则的适用度;第四层的结点数与第三层相同,它的作用是实现归一化计算;第五层是输出层,所实现的是清晰化计算。连线的箭头表示流程方向,此方向将作为信号传播方向。FNN的输入输出关系为:

根据高压电气设备的特点,故障往往能由温变反映出来。但同时,一些其他的因素也会对高压电气设备温变故障的诊断造成影响,比如环境温度的变化、电压变化、负载变化等。采用数据驱动的前向推理策略、3层模糊神经网络进行故障诊断,从初始状态出发,向前推理,到达目标状态为止。

2高压电气设备故障诊断专家系统

专家系统是基于符号的推理系统,模拟的是人脑的逻辑思维,偏重于基于符号的启发式,擅长解决难以建立数学模型又依赖专家经验知识的非结构化问题,并且在信息不完整或含有轻度噪声的情况下仍能给出合理结论。专家系统是把专家诊断经验用规则表示出来,形成故障诊断专家知识库,进而根据对故障信息的逻辑推理,获得诊断结果,它适应性强、稳定持久、不会疲劳也不会遗忘。通过前面神经网络对故障信息进行特征提取和分类之后,再对神经网络在内的不同源、不同层次的故障信息进行综合处理。调用知识库中的专家经验对神经网络的故障分类进行比较,同时利用数据库中存有的历史信息和故障模型对故障现象进行判断,通过推理机驱动专家系统进行多源信息融合,高压电气设备故障诊断结构见图2。

其中知识库包括两部分:一部分是高压电气设备(高压变压器、高压电流电压互感器、断路器、高压电缆、高压开关柜等)的热体模型,这一部分由设备的规格标准组成;另一部分是针对特定高压电气设备的综合分析与故障诊断模型,这一部分由专家给出的经验组成。

电力系统高压设备故障诊断专家系统,实现了电力系统中试验数据的处理向计算机人工智能化管理的过渡,它可协助评估电力系统高压设备故障,并有助于对设备的集中统一管理,这对提高各类设备的故障检测水平,保证设备的安全运行具有较大的社会和经济效益。

参考文献:

[1] Pawlak Z.Rough Sets[J].International Journal of Informationand Computer Sciences,1992,(11):341-356.

高压共轨故障诊断 篇4

随着汽车的发展, 汽车上应用最多的传统能源是汽油和柴油, 柴油机与汽油机相比的一个显著优点是柴油机的油耗比汽油机低20%~40%。今后汽车发展的方向是电控柴油机, 而现代先进的电控柴油机一般采用共轨式柴油机, 在共轨式电控柴油机中, 以BOSCH为代表电控高压共轨式柴油机系统应用最广泛。

由于高压共轨式燃油喷射系统具有可以对喷油定时、喷油持续期、喷油压力、喷油规律进行柔性调节, 该系统使柴油机经济性、动力性和排放性都会有进一步提高。因此, 掌握BOSCH电控高压共轨式柴油机的故障诊断与维修就显得尤为重要。

1 故障现象

教学用电控共轨式柴油机, 由电控柴油机与示教板组成。在教学过程中, 打开点火开关, 发动机有启动征兆, 但不能启动, 示教板上显示加速踏板传感器的电压值为0.15 V和0.11 V, OBD故障指示灯一直闪亮。

2 BOSCH电控高压共轨式柴油机组成及工作原理

BOSCH电控高压共轨式柴油喷射系统, 是喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。油压的产生与发动机的转速及柴油喷射量无关。高压柴油是储存在共轨中准备喷射, 各缸喷油器是否喷油, 是ECU控制喷油器电磁阀的作用而决定的。

BOSCH电控高压共轨式柴油机主要由两大部分组成, 第一部分是燃油系统, 燃油系主要由低压回路和高压回路组成, 其中低压回路由燃油泵、柴油滤清器、齿轮泵组成, 高压回路由高压油泵、共轨、压力限制阀、流量限制阀及喷油器组成。发动机工作时, 高压油泵自带的齿轮泵通过负压从油箱中吸油, 并以一定的压力通过过滤器送入高压油泵, 燃油进入高压柱塞腔后被压缩, 通过高压油管进入共轨形成高压, 每缸喷油器通过高压油管与共轨相连, 以实现高压喷射。

第二部分由传感器、ECU、执行器三部分组成, 其中传感器由凸轮轴位置传感器、转速传感器、冷却水温传感器、机油压力传感器、热膜式空气流量计、加速踏板传感器组成, 其中执行器由喷油器、喷油器电磁阀、计量电磁阀、高压泵组成。

基本工作原理是计算机根据转速传感器和空气流量计及加速踏板传感器的输入信号, 计算出基本喷油量, 然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正, 确定最佳喷油量。

3 故障原因分析

在教学过程中, 我们根据故障现象进行分析。造成BOSCH电控高压共轨式柴油机不能启动的原因有很多种, 主要有以下几个方面的原因:

(1) 燃油系统故障, 燃油泵或高压泵不能工作, 燃油泵线路短路或断路, 燃油泵继电器有故障, 燃油泵保险丝熔断, 喷油器不工作等;

(2) 电控方面传感器的故障;

(3) ECU的故障;

(4) 进气系统漏气、堵塞, 气缸压力过低;

(5) 机械方面有压缩力不足等;

(6) 各连接部件插头松动故障。

4 故障诊断与排除

在故障诊断过程中, 我们主要进行了以下检查。

4.1 检查蓄电池电压

用万用表测量蓄电池两端电压, 显示电压值为11 V, 表明蓄电池的电量不够, 连接充电机, BOSCH电控高压共轨式柴油机仍不能启动, 说明不是蓄电池电量不够的原因而导致柴油机不能启动故障, 进行下步检查。

4.2 检查燃油系

打开点火开关, 启动发动机, 并用手按动低压管路中的手动泵, 排除低压管路中的空气, 因为, 低压管路中的空气不排除, 空气有阻力, 会阻止燃油流动, 也会使电控柴油机不能启动。排除空气后, 电控柴油机仍不能启动。观察发现低压燃油压力表显示的读数为2 kg/cm2, 高压燃油压力表没有压力变化, 说明燃油系的低压油路有油, 低压回路的部件都没有故障, 高压燃油压力表没有压力变化, 说明高压回路可能有故障。

对喷油器采用侧听法进行检查:打开点火开关, 将大拇指放在十字螺丝刀上 (大拇指与十字螺丝刀成90°, 以便保护耳朵不受伤害) , 十字螺丝刀放在喷油器上, 然后侧下身, 把大拇指塞进耳朵, 听喷油器工作的声音, 这时没有感觉到“哒哒”声, 这种现象说明喷油器没有喷油。

喷油器不能喷油的原因有几种可能:一是喷油器电阻不符合要求;二是喷油器里面的电磁阀损坏;三是没有电到喷油器。为了分析上述问题, 进行了以下检查。

用万用表测量其喷油器电阻, 电阻值为0.19Ω, 阻值正常;检查喷油器电磁阀, 在检查喷油器电磁阀之前, 用手触摸高压泵上计量电磁阀, 发现没有电磁阀开闭的跳动声, 联想到这台BOSCH电控高压共轨式柴油机是2009年7月新进设备, 使用时间四年左右, 算比较新, 不可能两个电磁阀同时损坏;那么就是第三种情况, 没有电到喷油器, 喷油器无法喷油, 于是用万用表电压档来检查喷油器是否有电压, 发现电压数值显示为0.25 V, 数值很低, 正常情况下电压值应为12 V, 说明没有电到喷油器。接着进行计量电磁阀电压的检查。

4.3 检查高压泵上计量电磁阀电压

检查电磁阀是否有电, 用万用表电压档检查, 发现电压数值显示为0.33 V, 数值很低, 正常情况下电压值应为12 V。计量电磁阀上没有电压, 所以, 高压油泵不工作。

两个电磁阀同时没有电。这说明有可能是计算机不能接收电压信号的原因, 也不能提供电压信号, 为了验证一下这种想法是否正确, 进行了加速踏板传感器的检测。

4.4 加速踏板传感器的检测

踩下加速踏板, 示教板上电压信号值仍为0.15 V和0.11 V, 信号电压值没有变化。正常情况下, 踩下加速踏板, 电压信号值应上升。根据原理, 此柴油机喷油的主控信号是加速踏板传感器和转速传感器, 为了进一步查清故障原因, 进行转速传感器的检测。

4.5 转速传感器的检测

用万用表电压档测量转速传感器, 没有电压信号。拔掉插头, 用万用表的欧姆档测量转速传感器两个端子, 电阻值为0.93 kΩ, 阻值正常, 说明转速传感器本身没有故障。

结合以上分析, 可能是加速踏板传感器和转速传感器没有信号传给计算机, 计算机没有电压信号传给电磁阀执行器, 所以才不能喷油。那么, 有可能是计算机与传感器、执行器之间的连接有问题。想到这一点, 马上寻找计算机与传感器、执行器之间的连接插头, 果然发现插头有松动, 将插头插紧, 然后再启动发动机, 发动机正常启动, 故障排除。

5 故障诊断反思

该教学用BOSCH电控高压共轨式柴油机故障情况是由于计算机与传感器、执行器之间的连接插头松动导致, 各传感器没有信号传给ECU, ECU接收不到信号, ECU没有信号传给执行器, 所以, 高压泵不工作, 从而高压燃油压力表没有油压。同时, ECU没有电压信号提供给喷油器, 导致了喷油器不能喷油, 从而导致发动机不能正常启动。

那么, 发动机没有启动, 示教板上为什么会有加速踏板电压信号值, 这是由于计算机会自带一个电压值。这台教学用BOSCH电控高压共轨式柴油机只花了两个小时的时间进行维修, 就使发动机正常启动, 能迅速找到故障并排除故障, 这与对BOSCH电控高压共轨式柴油机结构与原理的认识有很大关系, 只有了解并掌握BOSCH电控高压共轨式柴油机的结构与原理, 在维修过程中不断思考, 才能更快地找到故障所在。因此, 要适应汽车行业的快速发展, 必须在学习过程中不断锻炼自己的思维方法, 在维修过程中不断总结、思考, 理论与实践相结合。

摘要：本文主要介绍教学用BOSCH电控高压共轨式柴油机, 该发动机有启动征兆, 但不能启动。通过对故障现象的综合分析和检查, 最后确定由于计算机与传感器、执行器之间的连接插头松动导致BOSCH电控高压共轨式柴油机不能启动。

关键词：电控高压共轨式柴油机,ECU,不能启动

参考文献

[1]唐永华, 张恬.BOSCH电控高压共轨式柴油系统工作原理及特点[J].汽车科技, 2009 (5) :9-13.

高压共轨故障诊断 篇5

专 业

班 级

学 号

姓 名

指导教师

二○一三年 六 月

山东交通学院毕业论文

摘 要

随着能源和环境问题的日益突出,实现节能减排具有重要的现实意义。高压共轨喷射系统对柴油机的经济性、动力性及减噪方面具有突出贡献,应用得越来越广泛。共轨式电控喷射技术是今后现代车用柴油机发展的必然趋势。经过多年的研究和新技术的应用，柴油机的现状已与往日不可同喻，这些技术将进一步把柴油机推向车用动力的主流。文章阐述了柴油机高压共轨技术的发展历程，高压共轨柴油发动机的组成及其在现代车辆上的应用，同时分析了柴油机电控燃油喷射系统的发展趋势，重点分析了柴油机电控高压共轨系统的工作原理。旨在让人们对柴油机有更深的了解，同时对柴油机的发展趋势作出预测。

高压共轨故障诊断 篇6

关键词：高压共轨；柴油机；车载诊断；标定流程

中图分类号：U464.172 文献标志码:A 文章编号：1005-2550（2012）01-0031-04

Study on Calibration of Middle Duty Diesel Engine

with High Pressure Common Rail and EGR

REN Shang-feng，ZHAO Wen-fu，QIN Ke-yin，HOU Fu-jian

(China First Auto Grope Corporation R&D Center，Changchun 130011,China)

Abstract: OBD system is equipped when emission standard has met with EuroIV emission standard .Middle and light duty diesel engine with electrical controlled high pressure common rail system and EGR +DOC+POC are introduced in this paper.Basic principle，test method and calibration procedure of OBD are introduced particularly.

Key words:high pressure common rail；diesel；OBD；calibration procedure

随着国Ⅳ法规于2010年7月1日在我国部分地区实施，排放法规要求更加严格，同时要求装用压燃式发动机汽车及其压燃式发动机、装用以天然气（NG）或液化石油气（LPG）作为燃料的点燃式发动机的所有车辆必须加装OBD（On-Board Diagnostics）系统。OBD为车载自动诊断系统，是一种用于控制车辆排放的在线监测诊断系统，通过监测排放相关部件和系统，在发动机的运行中随时监控汽车尾气排放是否超标，必要时会发出警示和启动扭矩限制，并通过存储相关的故障代码，指示故障可能发生的区域及原因，帮助维修人员迅速地确定故障的性质和部位。本文根据BOSCH电控系统本身的基本原理，介绍加装OBD系统的目的和所起作用，阐述了它的监控原理的同时结合标定经验总结了EGR系统标定流程。

1 OBD系统的基本知识

1.1 OBD故障指示器（MI）

故障指示器是连接于车载诊断（OBD）系统的与排放相关的任何零部件或车载诊断（OBD）系统本身发生故障时，提示汽车驾驶人员的指示器。依据HJ437-2008 中C.1.1要求，结合GB 4094，按ISO 2575符号F.02 定制，见图1。

1.2 故障指示器MI激活准则(BOSCH)

MI激活：按照故障分类等级原则，级别略低时，第4个操作循环MI激活；当级别很高时，发生故障后MI立即激活。

MI解活：在3个连续的操作循环后或发动机运转24小时内没有再监测到已造成MI激活的故障，且没有监测出其他会单独激活的MI的故障之后，MI解活。

1.3 故障码的清除：

非不可删除代码：连续40个暖机循环或100个发动机运行小时（以先到为准）后清除。

不可删除代码：发动机运行400天或者9 600个小时后清除。

2 OBD法规限值

根据HJ437-2008国家标准提出的要求，所有满足国Ⅳ法规的车辆都应该加装OBD系统。当排放超过限值时，OBD相关监控指示器都应该开始动作，OBD限值见表1。

3 OBD系统的基本原理

OBD在匹配EGR的柴油机系统中主要检测对象大致可以分为3类：传感器故障、EGR进气系统偏差和后处理器失效的模拟。

3.1 传感器故障的检测

在目前电控发动机管理系统中，所有相关信号都是通过传感器监测并与ECU通信，从而判断发动机工作状态，同时还可以从直观上来提示驾驶员发动机的工作状态。因此在发动机管理系统中对传感器的信号质量监测尤为重要，也就是信号的可信性：即预先标定的信号电压范围与测量值是否真实对应，以及当发动机异常时传感器能够报出异常信号，从而通过OBD过程能够将错误信号及其相关的故障代码储存，以方便维修部门快速查找问题所在。

电器信号主要故障可以分为对电源短路、对地短路、开路以及CAN总线故障等。

3.2 废气再循环系统（EGR）的监测原理

OBD系统对EGR阀驱动电路的电气连接故障进行持续循环地检测，主要包括以下几个方面：对电源短路、对地短路、开路以及过热。

错误检测是在驱动电路模块内部进行的，诊断函数对错误检测结果进行评估并进行错误处理。

驱动电路上电情况下进行对电源短路故障的检测：监测驱动电路的实际输出电流，如果超过最大限值，则检测到对电源短路故障；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

驱动电路不上电的情况下进行对地短路故障的检测：监测驱动电路实际输出电流，如果低于最低限值，则检测到对地短路故障；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

驱动电路不上电的情况下，还对开路故障进行检测：监测实际输出电流，如果结果在预定的范围内，则检测出开路故障；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

在驱动电路上电情况下，系统进行过热检测：监测驱动电路部件温度，若超出温度限值，驱动电路的内部检测模块报错；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

OBD系统通过监测废气再循环控制器的控制偏差来检测废气再循环系统。前提是此监测仅在废气再循环系统处于闭环控制（必须安装进气空气质量流量传感器）时进行。

基于发动机转速和实际喷油量，OBD系统计算出控制偏差的允许范围。如果控制偏差的实际值超出允许范围的上限值，则检测到正向偏差故障；如果实际值低于下限值，则检测到负向偏差故障。

正向偏差故障可能由于EGR阀卡死于常开位置或者EGR管路存在漏气等现象造成，负向偏差故障可能由于EGR阀卡死于常闭位置或者卡死在很小的开度造成，基本监测原理见图2。

3.3 后处理器（POC）压差传感器的监测原理

压差传感器本身共有2个故障，分别是传感器采集电压过高、过低。诊断功能对压差传感器的采集电压循环进行信号范围检测。

传感器采集电压过高：传感器采集电压超出标定上限，则检测到传感器采集电压过高故障。传感器采集电压过低：传感器采集电压超出标定下限，则检测到传感器采集电压过低故障。

后处理器主要是通过压差传感器来监测排气系统总压力，在电控元件中按照不同转速和负荷下所需求的不同进气流量，此时对应着不同的排气系统压力，标定好理想状态下的压力范围，当后处理系统压力异常时（压力偏高、偏低），系统本身就会监测到错误信号。当错误程度满足条件就会做出相应的报警，同时将错误代码记录到内存中。

4 OBD 标定流程

4.1 标定流程

匹配BOSCH电控系统发动机的OBD系统的标定过程中主要遵循着下面的流程来进行标定，流程图见图3。另外当在发动机台架标定完成后，还需要在整车上进行验证，并进行“三高”试验以保证准确性和可靠性。

4.2 OBD1+NOx控制验证过程

主要以进气闭环控制EGR系统为例来介绍进气偏差故障的标定方法以及向检测部门演示故障发生和消除过程，具体流程见图4。

按照法规要求，发动机OBD排放限值都是通过ETC循环来相测量，因此在对EGR系统的进气偏差模拟标定主要是寻找两个排放值：5 g/kWh和7 g/kWh，通过寻找不同孔径的垫片安装在EGR管路中来模拟EGR阀卡死或者流量低等故障找到上述的两个排放限值，同时标定出当出现上述排放结果是相关系统所对应的动作。如果当发动机EGR卡死到关闭的位置时，ETC排放结果超过7 g/kWh，经过预处理时间后，车速降为0（或者发动机回到怠速）扭矩限制器开启起作用，故障灯马上点亮，扭矩限制器作出相应的扭矩下降，同时故障码将记录到内存，将保持400天（或者9 600小时）无法擦除。因此在EGR系统的发动机中建议原机（EGR不安装时）排放值标定在7 g/kWh以下，发动机就没有降扭矩功能故障。

5 结论

本文主要针对电控高压共轨EGR中型柴油机在国Ⅳ阶段开始执行OBD法规，所涉及的基本知识，OBD监控原理，同时着重的以EGR进气闭环系统为例介绍了OBD标定流程，故障模拟、消除演示过程。

参考文献：

［1］ HJ437-2008，车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断（OBD）系统技术要求［S］.

［2］ 王秀雷，张朝阳. 重型柴油机OBD的监测原理及标定流程 ［C］.中国内燃机学会燃烧节能净化分会2009 年学术年会.

［3］ BOSCH 标定手册［S］.

［4］ 方茂东.我国实施国III／Ⅳ排放标准挑战与建议［C］. 中国汽车工程学会汽车环保学术分会.

［5］ ISO 2015031-6-2005 OBD code［S］.

高压共轨故障诊断 篇7

(1) 采用先进的电子控制装置, 使得喷油过程的控制十分方便, 并且可控参数多, 有利于柴油机燃烧过程的全程优化;电子控制的压电式执行器开关阀频率高, 实现了快速断油能力, 其控制精度非常高;高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象, 因此在柴油机运转范围内, 每循环喷油量变动小, 各缸供油不均匀得到改善。

(2) 采用高压共轨方式供油, 喷油系统压力波动小, 各喷油器之间的相互影响小;压力大小与发动机转速无关, 喷射压力控制精度较高, 喷油量控制较准确;高压共轨系统中的喷油压力柔性可调, 对不同工况可确定所需的最佳喷射压力, 从而优化柴油机的综合性能。

(3) 采用电控高压共轨技术综合优化了柴油机的喷油规律 (接近于理想喷油规律) , 可柔性控制喷油速率变化, 容易实现预喷射和多次喷射;可独立地柔性控制喷油正时, 配合高的喷射压力;可控制氮氧化物和微粒在较小的数值内, 以满足排放要求, 同时又能保证优良的动力性和经济性。

(4) 电控高压共轨燃油喷射技术的应用有利于保护地球环境, 它与目前使用的小型、中型及重型柴油机均能很好地匹配, 提高了与柴油机相关的所有工业的发展速度。

一、电控高压共轨燃油喷射系统的组成与工作原理

康明斯电控高压共轨燃油喷射系统由高压油泵、共轨管及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器等几部分组成, 如图1所示。

电动燃油泵将燃油从油箱泵入高压油泵的进油口, 由曲轴驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨管, 电控单元根据发动机的运行工况, 对收集到的轨道压力传感器信息进行分析运算, 及时、精确地控制高压油泵工作, 通过调节流量计量阀使共轨管中的高压燃油达到需要的压力, 并保持程序设定的对应工况需要的压力, 实现喷射压力可调的控制。同时, 电控单元给电液控制的电子喷油器发出脉冲指令, 通过脉冲宽度精确地控制喷油器, 将共轨管内的高压燃油以最佳的喷油时刻、最适当的喷油量、最合适的喷油速率和良好的喷雾状态喷入燃烧室中, 保证柴油机在任何工况下均在最佳性能状态工作。

二、电控高压共轨燃油喷射系统主要部件故障诊断与分析

1. 高压油泵故障

一辆装备康明斯电控高压共轨式柴油机的汽车, 行驶里程8400km。据车主反映, 在去外地的途中在路边小加油站加了油, 继续行驶一段时间后, 发动机熄火后无法重新起动。

用故障诊断仪测得油轨压力为2.0～3.0MPa (油轨内有燃油进入, 但压力不足) 。检查油箱中的燃油, 发现油液混浊、有水分。将油箱中剩余的柴油放干净, 重新加入标准的欧Ⅲ0号柴油。用电动燃油泵泵油, 排尽空气, 使油路通畅, 继续泵油, 直到燃油充满整个油路。

再次检测油轨压力, 还未达到标准值。拧松高压油泵的2个出油阀接头 (要注意安全, 不能完全拆下接头) , 出油阀有燃油溢出, 但油轨压力无法持续上升。

分析故障原因可能是由于燃油过脏, 导致高压油泵的精密柱塞偶件磨损。更换高压油泵总成后, 发动机顺利起动。

康明斯柴油机的高压油泵与喷油器均属于精密配合偶件, 不能使用劣质柴油, 否则将导致精密偶件过度磨损和油路阻塞, 导致供油不畅或无法供油。该车故障就是由于在路边小加油站添加了劣质柴油造成的。

2. 高压油轨故障

一辆装有康明斯电控高压共轨式柴油机的汽车, 行驶中怠速正常, 但加速时无力, 上坡时特别明显。

检查空气滤清器, 没有发现堵塞现象;检查油水分离器, 正常;检测油压符合正常值, 油泵工作压力也正常;检查线路, 油泵的工作电压、电流均符合正常值;用故障诊断仪对电控系统进行诊断, 无故障码显示。

拆下高压共轨管检查, 发现共轨流量限制阀弹簧断裂, 碎屑堵塞了喷油器进油管, 导致一个气缸因燃油供应不足而工作不正常。在怠速状况下, 发动机感觉比较正常, 由于“缺缸”的影响, 在加速时表现出加速无力。更换高压共轨管和喷油器进油管, 经路试, 汽车的爬坡能力明显增强。

3. 各种传感器故障

1) 水温传感器损坏2) 转速传感器损坏

水温传感器损坏后, 其故障现象为发动机冷起动困难。发动机冷起动的空燃比一般是由水温传感器决定的, 温度越高, 空燃比越大 (混合气稀) , 温度越低, 空燃比越小 (混合气浓) 。当水温传感器损坏后, ECU将会给发动机一个固定的水温值, 如果此时的环境温度较低, ECU给出的偏大的空燃比无法满足发动机冷起动的需要, 于是出现起动困难的现象。

检查水温传感器:拆下水温传感器, 将水温传感器置于热水中, 用万用表测量不同温度下传感器两端子之间的电阻值是否满足要求, 若不符合要求, 应更换损坏的水温传感器。

ECU控制发动机冷起动时的参数如表1所示。

有时在起动发动机时, 会感觉发动机转速突然升高, 部分驾驶员和维修人员可能会认为是发动机存在故障, 其实是怠速偏高, 主要是发动机在进行预热, 以便迅速进入工作状态。

转速传感器损坏后, 其故障现象为发动机起动困难, 需要6～8s的时间来起动。康明斯柴油机上有2个转速传感器, 1个在飞轮壳上, 主要用于测量发动机转速与上止点;1个在高压油泵上, 主要用于测量发动机的相位, 布置在高压油泵上的转速传感器起动发动机的时间要长一些。

在电控汽油喷射发动机上, 如果转速传感器损坏, 发动机将无法起动。但对于康明斯柴油机而言, 任何一个转速传感器损坏, 发动机都能正常工作, 只有2个转速传感器同时损坏, 发动机才无法起动。另外, 康明斯柴油机的这2个转速传感器是可以互换的。

有时, 布置在飞轮壳上的转速传感器损坏时, 发动机起动非常困难。为了解决这个问题, 可以将该传感器的插接件拔下, 利用高压油泵上的转速传感器来判断正时, 这样比较容易起动发动机。

检测转速传感器:首先利用数字式万用表测量转速传感器是否发出信号, 然后测量其电压值, 若电压为4～5V, 表明传感器正常, 如果电压低于4V, 说明转速传感器损坏, 或者是转速传感器与飞轮信号盘间隙不当。

4. 线路和电器故障

汽车控制线路大多采用单线控制回路, 在车辆行驶过程中, 有时会出现线路牵拉的情况, 在进行维修时, 有时也要对线路进行捆扎等处理, 这些都可能导致线路断路或短路。线路短路, 将会烧坏控制电路的保险丝和控制继电器, 造成电源部分断路, 导致车辆行驶时出现自行熄火现象。

一辆装有康明斯柴油机的车辆, 冷车状态下行驶正常, 但行驶一段时间热车后出现发动机自行熄火现象。首先检查油路, 正常。在检查电路时, 触摸起动继电器感觉烫手。更换起动继电器后, 车辆起动行驶正常。

高压氢气管道振动故障诊断与控制 篇8

某大型化工企业用于输送高压热氢气的管道自投产以来出现剧烈的振动,严重影响管道的安全,由于输送介质的易燃性,对整个化工厂的安全也构成一定的威胁,故须对管道振动进行故障诊断与分析,最终对振动实现控制。

2 管道振动故障诊断

2.1 结构概述

该管道输送的氢气由双作用往复式活塞压缩机提供动力,压缩机转速380r/min,用于将氢气输送至反应釜中与苯进行化学反应,管道直径H180mm,壁厚10mm。发生剧烈振动的管道为其中某一段,振动幅度高达5mm,距离压缩机管道约40m。

2.2 管道振动测试

为充分掌握振动特性并分析管道振动机理,进行了不停机振动测试,采用加速度测试,测点布置见图1。测点分为两个区域:一个区域为剧烈振动管段,其典型时域信号见图2;另一个为压缩机出口管段,其典型时域信号见图3。

2.3 管道振动诊断分析及结论

由图2可以看出,管道振动为单频振动,频率为12.7Hz,振动频率同压缩机出口管道振动频率相同。

由图3可以看出,压缩机出口振动信号为冲击型振动,振动频率为12.7Hz,为压缩机转动频率的2倍频,主要是由于压缩机为双向压缩,根据压缩机原理可知,此频率为出口压力与流量波动频率。

结合其它案例[1,2],由上初步判定,管道振动是由于压缩机出口气体压力波动或流量脉动引起。管道振动为受迫振动。

3 管道振动控制

自发生管道振动以来,厂方采用了增加支承的方法尝试对振动进行控制,但由于振动能量巨大将支承部分破坏,同时支承部分将振动能量传递到钢结构平台,造成平台的剧烈振动,因此,采用“硬约束”的措施不够合理。由于振动为单频振动,因此,振动控制可采用动力吸振的方法。

3.1 动力吸振原理[3]

动力吸振原理见图4,m1为被控制结构的等效质量,k1为被控制结构的等效刚度,m2为动力吸振器质量,k2为动力吸振器刚度。

各质量块的振动规律符合下式:

整理为:

当参数设计合理时,x1=0,即被控结构不振动,事实上由于计算及制造误差的存在,振动不可能也没必要完全为零,只需满足工程要求即可。

3.2 动力吸振仿真分析

仿真分析采用MATLAB的Simulink进行,动力吸振仿真模型见图5。

仿真结果见图6,可以看出,采用动力吸振后振幅为0.000 001mm,几乎为零。

3.3 动力吸振器的实现

利用上述仿真结果,设计和制造了相应的动力吸振器,实施后的振动见图7,振幅仅为原振动的6%,减振效果显著。

4 结论

通过动力吸振器的实施,加氢管道的振动被彻底控制,消除了生产的重大安全隐患。事实证明动力吸振器是一种便于施工、结构简单的振动控制措施。

参考文献

[1]樊长博,张来斌,王朝晖,等.往复式压缩机气体管道振动分析及消振方法[J].科学技术与工程,2007,7(7):1309-1312.

[2]丘亮新.大型压缩机管道振动分析及减振技术对策[J].福建工程学院学报,2005,3(4):367-369.

高压柱塞泵振动故障诊断处理 篇9

新疆油田公司采油二厂103注水泵站的4#高压柱塞泵, 2015年7月24日进行安装后第一次监测。监测数据显示电机振动值超过新设备振动验收标准, 电机联轴器端垂直、水平、轴向振动值超过一级报警值;电机基础4个地脚螺栓处测点有3个振动值超过基础标准值;与排水缸相连的排水管线振动峰-峰值超过安全运行范围。使用振动监测技术对电机、基础及管道振动原因进行分析诊断, 查找振动原因, 制定相应的整改措施。

1 监测标准与监测仪器

1.1 电机参照标准

电机的振动监测过程及评价参照旋转设备评价标准GB/T6075.3-2011机械振动在非旋转部件上测量和评价机器振动第3部分:额定功率大于15 k W, 额定转速在120 r/min至15000 r/min之间的在现场测量的工业机器;GB 10068-2000轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值;GB 50040-1996动力机器基础设计规范。

1.2 柱塞泵参照标准

注塞泵振动参照标准JB/T8541-2013容积式压缩机机械振动分级;GB/T 7777-2003容积式压缩机机械振动测量与评价。

1.3 管线振动判断依据

《压力管道安全技术》第三章“压力管道振动分析”中相关内容, 管线振动峰-峰值单位μm, 参照图1所示曲线, 曲线1, 平均感觉界限;曲线2, 设计;曲线3, 介于二者之间;曲线4, 要修改;曲线5, 危险。根据管线振动频率计算出振动双峰值的安全运行范围 (图1中曲线3以下为安全运行范围) 。

1.4 设备监测系统配置

Enpac2500数据采集器;E322A01加速度传感器;Emonitor V3.7专用分析软件。

2 高压柱塞泵振动监测

2.1 设备结构

注水泵结构示意和测点布置如图2所示。

2.2 振动监测分析与改进

参照GB/T 6075.3-2011, 新电机在负载工频工况下振动验收标准应小于2.8 mm/s, 4#柱塞泵2015年7月24日第一次监测显示电机振动值不但超过新设备振动验收标准, 而且联轴器端垂直、水平、轴向振动值超过一级报警值 (表1 2015.7.24监测值) , 电机各测点频谱如图3所示, 主要频率成分为转速频频率, 电机主要表现为不平衡故障。曲轴箱和进、排水缸振动值均在标准和良好范围内。

表1中:M-OB-V (H) ———电机自由端轴承座垂直 (水平) 测点, M-IB-V (H、A) ———电机联轴节端轴承座垂直 (水平、轴向) 测点, C-V (H、A) ———曲轴箱垂直 (水平、轴向) 测点, YJ-V (H、A) ———进水缸垂直 (水平、轴向) 测点, YP-V (H、A) ——排水缸垂直 (水平、轴向) 测点。

对电机基础进行找平, 重新调整皮带轮对中后, 2015年9月7日进行第二次振动监测, 电机各测点振动值与第一次相比有较大幅度下降, 各测点振动值符合电机振动验收标准 (表12015.9.7监测值) 。

3 4#柱塞泵电机基础振动监测

3.1 基础结构及测点位置

4#柱塞泵电机基础测点位置如图4所示。地脚螺栓编号为1, 按顺时针排列依次为地脚螺栓2、3、4。测点1所在基础共分三层, 如图示圆点所示, 第一层是电机本体基础, 第二层是电机基础槽钢, 第三层是基础框架槽钢;

3.2 振动数据

整改前后两次电机基础测点振动数据见表2。

表2中:11V、11H———电机地脚螺栓1第一层垂直、水平方向测点, 12V、12H———电机地脚螺栓1第二层垂直、水平方向测点, 13V、13H———电机地脚螺栓1第三层垂直、水平方向测点, 21V、21H———电机地脚螺栓2第一层垂直、水平方向测点, 22V、22H、23V、23H、31V、31H、32V、32H、33V、33H、41V、41H、、42V、42H、43V、43H, 测点编号依此类推。

3.3 振动分析与故障查找

由表2可知, 7月24日第一次监测注水泵4#电机基础, 4个地脚螺栓处的测点有3个测点振动值超过基础标准值, 其中地脚螺栓4振动值远远大于基础标准值。

注水泵4#电机基础振动值超标, 一是由于电机本体振动值超过报警值所致, 二是电机基础没有进行二次灌浆。电机基础刚度较弱, 当电机振动大时会引起基础振动大, 电机所在的基础下共有4个灌浆口, 均没进行灌浆填实, 见图5。

9月7日对4#柱塞泵进行第二次监测, 监测前对柱塞泵4#电机基础重新找水平, 监测电机第一次监测超标的测点, 监测振动值比上次有较大幅度下降, 但仍略超过基础标准值, 见表2。

柱塞泵4#电机基础有个别测点振动值超过基础标准值, 原因可能是电机基础没有进行二次灌浆, 如图5所示, 电机所在的基础槽钢下面是悬空的, 电机基础刚度较弱, 建议进行完善。

4 柱塞泵排水管线振动监测

4.1 测点分布及振动情况

4#柱塞泵排水管线测点布置如图6所示, 一端与排水缸相连, 另两端回流与出口管线接地。4#柱塞泵排水管线各测点的主要振动频率为21 Hz, 参照压力管道安全性能判断表, 当振动频率为21 Hz时, 管线振动峰-峰值<406μm为安全运行范围, 峰-峰值406~838μm需要进行整改, 峰-峰值>838μm为危险范围。

7月24日第一次监测数据显示4#柱塞泵排水管线部分测点振动峰-峰值较大, 超过安全运行范围, 表3中1、3、14测点振动峰-峰值达到需整改的范围, 7、11、12、13测点振动峰-峰值达到危险范围。

4.2振动分析与改进效果

4#柱塞泵排水管线振动较大的原因是管线支撑不合理。由图7、图8可知柱塞泵回流管线弯头较多, 注塞泵属于间隙排液, 管线内压力波动较大, 应在弯头处和载荷集中的部位增加支撑, 而且支撑的刚度应大、达到减振的作用。图8所示的回流管线上阀门前后和弯头均无支撑, 两支撑处支撑刚度较弱, 对管线的减振吸振效果较差。

9月7日进行第二次监测, 监测前管线支撑进行了整改加固, 整改前、后的对比照片见图7、图8。监测数据 (表3) 显示, 4#柱塞泵排水管线第一次监测超过安全运行范围的测点, 此次监测振动值均降至安全运行范围。

摘要：应用设备振动监测技术对注水站新安装高压柱塞泵进行振动验收, 发现4#柱塞泵振动值超过新设备振动验收标准, 通过监测分析, 准确诊断柱塞泵振动超标原因, 对相关位置加固改进, 使新安装设备达到验收标准。

关键词：柱塞泵,振动,监测,整改

参考文献

[1]沈庆根.化工机器故障诊断技术[M].杭州:浙江大学出版社, 1994.

[2]沈庆根, 郑水英.设备故障诊断[M].北京:化学工业出版社, 2006.

高压电力电缆故障分析及诊断处理 篇10

在城市中心地带、居民密集区、工厂厂区内部等地方, 考虑到安全、美观和利于厂房布局等因素, 高压电力电缆线路在电力系统中的应用比例越来越高, 其具有占地面积小、送电可靠性高、维护工作量少等优点。但是, 在长时间的运行过程中, 高压电力电缆受到多种因素的影响, 容易出现各种各样的故障。 正确分析高压电力电缆的故障原因, 快速找出故障点, 确定故障位置, 尽量缩短停电时间, 对于企业正常生产和人们正常生活尤为重要。

1高压电力电缆故障原因

1.1自身质量问题

自身质量问题是高压电力电缆出现故障的主要原因, 在潮湿的环境中, 高压电力电缆很容易进水受潮, 影响其绝缘性能, 发生击穿事故, 严重威胁着人们的生命和电气设备安全。

1.2过负荷运行

随着产量的提升, 供电负荷的增加, 高压电力电缆长期处于过负荷运行状态。在日常运行过程中电缆电压选择不当或突然有高压窜入, 运行环境恶劣, 腐蚀性气体对电缆保护层的损害, 电缆附近存在温度高的热源, 尤其在高温天气过负荷时造成高压电力电缆产生大量的热量, 会加快电力电缆的老化速度, 都可能使电缆绝缘强度遭到破坏, 存在很多的安全隐患。

1.3施工故障

安装和施工不合理是造成高压电力电缆故障最常见的一个原因。在电缆敷设过程中, 施工人员没有严格规范地进行施工, 会影响高压电力电缆的使用寿命。 施工故障具体表现如下:

(1) 电力电缆表面破损。由于施工过程中的错误操作导致高压电力电缆的表面破损, 容易使高压电力电缆内部进水, 造成安全事故。

(2) 中间接头密封不好。在敷设电缆的过程中, 施工人员没有将电力电缆中间接头密封好, 在潮湿的环境中, 水分很容易进入电力电缆的接头位置, 影响高压电力电缆的绝缘性能。

(3) 导体连接管接触不良。在长距离的电缆施工过程中, 施工人员没有将两个高压电力电缆之间的导体连接管处理好, 导致高压电力电缆的导体连接管接触不良, 出现一些毛刺和尖角。

(4) 电力电缆接头设置不合理。施工人员在敷设电缆过程中存在较大的随意性, 高压电力电缆中的接头设置不合理, 一些施工人员在高压电力电缆相距很近的位置设置多个接头, 严重影响了高压电力电缆的安全稳定运行。

1.4机械损伤

机械损伤引起的电缆事故占电缆总事故的50%[1]。造成机械损伤的主要原因有安装时损伤、直接受到外力损伤、施工车辆长时间的碾压导致的变形损伤等, 这些都会使电缆接头和导体绝缘受损。

2高压电力电缆故障类型

常见的高压电力电缆故障类型有闪络故障、断线故障、接地故障、复合型故障等。具体如下:

(1) 闪络故障。高压电力电缆长时间处于过负荷运行状态, 很容易在高电压下被瞬间击穿, 但是高压电力电缆又可以迅速封闭击穿通道, 逐渐恢复绝缘性能。

(2) 断线故障。断线故障是指高压电力电缆的一相或者多相导体全断或不完全断线。

(3) 接地故障。接地故障是高压电力电缆最常见的一种故障类型, 电力电缆的一相或者数相导体对地击穿, 发生贯穿性绝缘故障。电力电缆按接地电阻的大小可以分为金属性接地、 低阻/高阻接地故障, 绝缘电阻低于10kΩ 称为低阻接地, 高于10kΩ 称为高阻接地。

(4) 复合型故障。复合型故障是指高压电力电缆发生上述2种或者2种以上的故障。

3高压电力电缆故障的诊断处理方法

3.1测声法

测声法是指根据高压电力电缆发生故障时发出的放电声音来寻找故障源的方法, 测声法适用于电缆的芯线发生闪络放电故障的查找。测声法要使用直流耐压试验机设备。直流耐压试验机设备首先对电缆中的电容器进行充电, 当电容器到达一定电压值时, 试验机的放电间隙对电缆故障位置的芯线进行放电, 这时故障位置的芯线又会对电力电缆的绝缘层放电, 并且发出“滋滋”的放电声, 对于在地面上的电力电缆, 维修人员可以直接凭借听觉查找故障位置;如果电力电缆被埋在地下, 维修人员需要确定电力电缆的方向, 然后在相对安静的环境中, 使用医用听诊器或者耳聋助听器等音频设备, 将听诊器或者助听器放在贴近地面的位置, 沿着电力电缆的敷设方向慢慢查找, 如果听到有“滋滋”的声音, 这个位置就是电缆的故障位置。使用测声法查找高压电力电缆故障源, 维修人员必修要注意人身安全, 安排专门的人在电缆末端和设备末端进行监视。

3.2电容电流测定法

高压电力电缆在运行过程中, 电缆的芯线对地和相邻芯线之间都存在着很大的电容, 这些电容在电力电缆中均匀分布, 并且电缆越长, 电容量越大, 电容电流测定法可以准确得测定出电力电缆芯线断线的故障位置。电容电流测定法要使用1只0.5级、量程为0~100mA的交流毫安表, 1只0.5级、量程为0~30V的交流电压表, 1台量程为1~2kVA的单相调压器。首先, 使用交流毫安表测量出高压电力电缆首端每一相芯线的电容电流值Ia、Ib、Ic, 然后再测量出电力电缆末端每一相芯线的电容电流值Ia′、Ib′、Ic′, 计算出断线芯线与完好芯线之间的电容比, 根据计算结果初步判断出高压电力电缆芯线的大约断线位置。从电容量计算公式C=I/ (2πfU) [2]可以得出, 在频率f和电压U不变的情况下, 电容量C和电流I成正比, 由于高压电力电缆的工频f是不变的, 使用电容电流测定法测量时, 只要保持电压不变, 电容电流之比就是电力电缆芯线断线电容量和完整芯线电容量之比。设电缆全长为L, 电缆芯线断点距离为X, 则Ia/Ic=L/X, X= (Ic/Ia) L, 在测量过程中, 测量电缆的总长度要精确, 并且电流表读数要准确, 这样最终测量误差会比较小。

4高压电力电缆故障的防范措施

结合高压电力电缆故障原因分析, 为了确保高压电力电缆的安全稳定运行, 最大程度地降低故障几率, 我们要积极采取防范措施, 不断改善高压电力电缆的使用寿命和运行状态。

(1) 要高度重视高压电力电缆故障问题, 安排专门的维护人员加强对电力电缆日常运行的维护检修, 对电缆的运行参数制定详细的档案, 定期进行安全检查, 加强高压电力电缆施工管理, 对于电缆的故障频发地点, 增加维护人员的日常巡检, 严格落实责任制度。

(2) 加强公司各个部门之间的沟通联系, 积极通过协调会议, 明确高压电力电缆的施工位置和注意事项, 全面协调所有的施工部门, 在施工过程中注意保护电力电缆设备。制定完善的危险点控制和辨别方案, 在一些危险位置安排专门的技术人们进行监护, 定点、定时进行巡查[3]。

(3) 高压电力电缆施工单位要做好技术交底工作, 每天施工之前都要明确作业内容和作业任务, 加强电力电缆的安全管理, 确保施工质量。

(4) 在公司进行安全宣传, 提高大家的安全意识, 使大家明确知道破坏高压电力电缆的危害性。

5结语

高压电力电缆作为电力系统的重要组成部分, 在长时间的运行过程中, 故障率会很高, 并且故障查找比较复杂。通过分析和研究高压电力电缆的故障原因和故障类型, 选择合理的诊断方法, 积极采取有效措施, 快速找出故障位置, 对不断提高高压电力电缆的运行可靠性有重要的意义。

参考文献

[1]王爱华.高压电力电缆故障检测技术的研究[D].大连理工大学, 2009

[2]吴宜文.高压电力电缆故障的起因诊断和处理[J].自动化与仪器仪表, 2012 (3)