摘要
冷却系统是柴油机最重要的辅助系统之一，向主机提供适当压力、温度和充足流量的冷却水，维持柴油机工作在最佳温度环境，以确保其具有最佳的工作效率及长期的使用寿命。冷却系统的可靠性将对主机的运行产生很大影响。实际中，因冷却系统故障引发柴油机故障的实例屡见不鲜。建立冷却系统故障诊断系统对及时发现并排除故障，保证柴油机正常运行尤为重要。故障诊断系统需要故障数据提供支持，通过实验获得故障数据不仅需要较大的成本，且部分故障会对设备造成不可逆的损伤。基于仿真软件对故障进行模拟获取故障数据，不仅节省成本，也避免了设备的损坏，是目前故障诊断系统开发的重要环节。 本文以7G80ME-C柴油机冷却系统为研究对象，根据其工作原理，在仿真平台中建立了柴油机冷却系统模型;并从试验设备选取、温度传感器布置、实验电路设计以及信号采集系统设计等方面入手，设计了柴油机冷却系统台架实验方案;记录了实验数据，对仿真模型的准确性进行了验证。根据多年跟船的工作经验，对柴油机冷却系统的故障进行了较为全面的总结，并根据故障发生的频率，选取了4种典型故障;并通过故障树分析法，选取了5种冷却系统性能参数;随后对4种典型故障进行模拟，分析了5种性能参数在不同故障下的变化规律，获取故障数据;使用故障数据作为样本集，基于BP神经网络(BPNN)建立故障诊断模型。根据7G80ME-C柴油机工作原理建立了仿真模型，并基于试车数据对模型的准确性进行了验证;用集总参数法，建立柴油机工作过程-冷却系统-燃烧室耦合仿真模型。并针对高温淡水泵机械故障与中央冷却器脏堵2种典型故障，对柴油机的稳态性能以及动态性能的影响进行了研究。 本文研究结果表明:故障诊断模型可以通过5种性能参数的变化对4种故障进行准确的诊断，证明了本文故障模拟提供的故障样本集是完整的，可以为柴油机冷却系统故障诊断提供支持与帮助。柴油机冷却系统故障会通过影响柴油机进气温度以及柴油机壁温等方式，影响柴油机以及涡轮增压器等设备的工作性能;同时，中央冷却器热阻以及高温淡水流量等参数在一定程度上发生变化时，会提高柴油机的经济性，但也增加了柴油机的机械负荷以及热负荷。本文的研究结果可以为柴油机安全与高效运行提供一定的理论支持。
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