一种机车发动机故障诊断方法、系统及实现装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机车发动机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：采集发动机状态参数信息；对发动机状态参数进行状态分级；根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源。本发明专利技术还提供一种发动机故障诊断系统以及一种实现机车发动机故障诊断的装置。本发明专利技术提供的方法和系统能够实现智能化机车发动机的故障诊断，降低机车发动机故障率，提高运维时效，降低运维成本。

【技术实现步骤摘要】
一种机车发动机故障诊断方法、系统及实现装置
本专利技术总体上涉及故障诊断领域，并且更具体地，涉及一种机车发动机故障诊断方法、系统及实现装置。
技术介绍
随着现代工业技术尤其是传感技术、嵌入式系统、网络通信技术、基于大数据的信息技术的迅速发展，发动机故障诊断技术在国内外各领域开始研究和应用，涉及航空、航天、船舶、机车等行业。。目前机车发动机的发动机故障诊断技术以监控、报警和安保系统为主，还未出现成熟的故障诊断系统和产品，其运维方式依然采用故障后维修和按机车运行时间或里程进行计划性维修的策略。也就是说，现有的机车发动机的监控、报警和安保系统仍不具备发动机故障的智能诊断和提前预测能力，无法改变机车发动机故障修、定时定里程修的维修策略，而目前的维修策略无论从降低机车发动机故障率，还是运维时效、管理、成本上都不理想。。基于此，现有技术仍然有待改进。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种机车发动机故障诊断方法、系统及实现装置，实现智能化机车发动机的故障诊断，降低机车发动机故障率，提高运维时效，降低运维成本。根据本专利技术的一方面，提供一种机车发动机故障诊断方法，该方法包括以下步骤：采集发动机状态参数信息；对发动机状态参数进行状态分级；根据预先制定的融合诊断模型，给出引起状态分级发生的故障根源。进一步地，对所述发动机状态参数进行状态分级包括：为每个所述发动机状态参数设定多个健康状态等级并且为每个所述健康状态等级设定相应的阈值范围，根据采集到的发动机状态参数值所属的阈值范围而将所述发动机状态参数分级到对应的健康状态等级。进一步地，每个所述发动机状态参数设定有正常、弱化、异常、故障四个健康状态等级，并且其中，所述发动机状态参数包括机油压力、冷却水温度、涡轮排气温度、增压器转速、机油油位、汽缸排气温度中的至少一种。进一步地，所述发动机状态参数的每个健康状态等级具有固定不变的阈值范围或者具有随发动机运行状态变化的曲线阈值范围。进一步地，所述融合诊断模型根据发动机故障逻辑机理制定，包括：发动机状态参数分级的矩阵U、发动机故障根源的矩阵V以及所述矩阵U中每个所述发动机状态参数分级与所述矩阵V之间对应的权重系数函数T。进一步地，根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源包括：当多个发动机状态参数分级同时发生时，所述融合诊断模型根据相应发动机状态参数分级所对应的权重系数函数通过故障根源权重系数综合评判算法计算融合权重系数函数，并且根据计算结果，将融合权重系数函数中的权重系数按照从大到小顺序列出引起状态分级发生的故障根源。进一步地，所述权重系数函数T中的权重系数根据发动机故障逻辑机理赋予基础的函数值，并通过数据驱动法进行优化。进一步地，所述数据驱动法进行优化包括：根据以下公式对权重系数进行优化：其中，TnXm′为优化后的状态参数分级UnX对应故障根源Vm的权重系数；TnXm为优化前的状态参数分级UnX对应故障根源Vm的基础权重系数；nX为一段时间内状态参数分级UnX发生的总次数；nXm为一段时间内由故障根源Vm引起UnX发生的次数，UnX表示状态参数n处于X级健康状态。根据本专利技术的另一方面，提供一种机车发动机故障诊断系统，该系统包括：发动机状态参数采集装置，其用于采集发动机状态参数信息；发动机车载主控单元，其配置为从所述发动机状态参数采集装置接收所述发动机状态参数信息并进行参数超限报警和安全保护；以及发动机地面故障诊断平台，其与所述发动机车载主控单元通信并且配置为对发动机状态参数进行状态分级，根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源。根据本专利技术的另一方面，提供一种实现机车发动机故障诊断的装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；和存储器，所述存储器存储有所述处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被所述处理器运行时实施如权利要求1-8中任一项所述的方法。本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术提供的机车发动机故障诊断方法及系统能够实现智能化机车发动机的故障诊断，保证发动机维修的实时性，及时地发现故障、隐患，实现科学和有针对性的维护和修理，降低机车发动机故障率，提高运维时效，降低运维成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的机车发动机故障诊断方法的示意性流程图；图2为本专利技术提供的机车发动机故障诊断系统的示意性框架图。具体实施方式以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。基于上述目的，本专利技术的实施例一方面提出了一种机车发动机故障诊断方法100，如图1所示，该方法100包括以下步骤：在步骤102中，通过设置在机车发动机各个位置处的发动机状态参数采集传感器实时或者以一定间隔采集发动机状态参数信息。发动机状态参数包括机油压力、冷却水温度、涡轮排气温度、增压器转速、机油油位、汽缸排气温度中的至少一种。在步骤104中，对发动机状态参数进行状态分级。具体包括：为每个发动机状态参数设定多个健康状态等级并且为每个健康状态等级设定相应的阈值范围，当状态参数值处于某健康状态等级的阈值范围时，则判定状态参数处于该健康状态等级。在一个具体实施例中，将发动机各部件和系统的状态参数分为A级、B级、C级、D级四个健康状态等级，具体如下：A级(正常)：发动机某状态参数良好，工作正常，状态参数处于良好范围内；B级(弱化)：柴发动机某状态参数不良，状态参数开始出现偏离良好范围的趋势；C级(异常)：发动机某状态参数异常，状态参数处于安全范围边缘，存在安全隐患；D级(故障)：发动机某状态参数恶化，状态参数超出安全范围，影响发动机运用。对于一些不受发动机运行状态(例如，转速或负荷)影响的状态参数(例如，冷却水温度、机油油位、涡轮排气温度和汽缸排气温度)，为其设定固定不变的阈值范围。表1为这种情况下状态分级的示例。表1对于一些随发动机运行状态(例如，转速或负荷)变化的状态参数(例如，机油压力和增压器转速)，为其设定正常、弱化、异常、故障四个等级的随转速或负荷变化的曲线阈值范围，图2为这种情况下状态分级的示例。表2发动机各部件和系统的状态参数分为A级、B级、C级、D级四个健康状态等级仅仅作为示例，在其他实施例中，可以根据需要为发动机各部件和系统的状态参数设定更多或更少数量的健康状态等级。在步骤106中，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车发动机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：采集发动机状态参数信息；对发动机状态参数进行状态分级；根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源。

【技术特征摘要】
1.一种机车发动机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：采集发动机状态参数信息；对发动机状态参数进行状态分级；根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述发动机状态参数进行状态分级包括：为每个所述发动机状态参数设定多个健康状态等级并且为每个所述健康状态等级设定相应的阈值范围，根据采集到的发动机状态参数值所属的阈值范围而将所述发动机状态参数分级到对应的健康状态等级。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述发动机状态参数设定有正常、弱化、异常、故障四个健康状态等级，其中，所述发动机状态参数包括机油压力、冷却水温度、涡轮排气温度、增压器转速、机油油位、汽缸排气温度中的至少一种。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发动机状态参数的每个健康状态等级具有固定不变的阈值范围或者具有随发动机运行状态变化的曲线阈值范围。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融合诊断模型根据发动机故障逻辑机理制定，包括：发动机状态参数分级的矩阵U、发动机故障根源的矩阵V以及所述矩阵U中每个所述发动机状态参数分级与所述矩阵V之间对应的权重系数函数T。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源包括：当多个发动机状态参数分级同时发生时，所述融合诊断模型根据相应发动机状态参数分级所对应的权重系数函数通过故障根...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢瑜，段訾义，姜世峰，张丹，王洪峰，孙健，张健桀，
申请(专利权)人：中国中车股份有限公司，中车大连机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11