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空氣壓縮機(jī)運(yùn)行故障原因分析

2024-04-15

文章詳情

空氣壓縮機(jī)輸送的主要介質(zhì)是空氣，它給呼吸機(jī)提供壓縮的空氣，這是保持呼吸機(jī)正常工作的基本條件。空氣壓縮機(jī)的主機(jī)部分一般是由驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、低壓缸、增速箱、壓縮機(jī)高壓缸等組成，這個(gè)主機(jī)被安裝在汽車(chē)底座上，在行車(chē)過(guò)程中為呼吸機(jī)提供壓縮空氣。

雖然目前市面上的空氣壓縮機(jī)質(zhì)量一般都比較良好，但是由于它的機(jī)械損耗率比較高，因此容易造成油耗過(guò)大、壓力釋放閥漏氣、溫度過(guò)熱導(dǎo)致壓縮機(jī)停機(jī)等不可避免的故障。

1 空氣壓縮機(jī)目前常見(jiàn)的運(yùn)行問(wèn)題

1.1 油耗過(guò)大

油耗過(guò)大是目前市面上所出售的空氣壓縮機(jī)的通病。就我們?cè)鲞^(guò)的實(shí)驗(yàn)與測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)200h之后就會(huì)出現(xiàn)明顯耗油量增加的現(xiàn)象，而且當(dāng)空氣溫度較低時(shí)空氣壓縮機(jī)由于蒸發(fā)壓力的降低就會(huì)導(dǎo)致耗油量急劇上升，這對(duì)汽車(chē)擁有者來(lái)說(shuō)出行成本就會(huì)大大增加。

雖然耗油量增加，但是汽車(chē)運(yùn)行的公里數(shù)與汽車(chē)空氣壓縮機(jī)工作強(qiáng)度并沒(méi)有明顯改善，那么說(shuō)浪費(fèi)掉的油氣一定還存在整個(gè)系統(tǒng)之中，于是，通過(guò)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)證明了大量被浪費(fèi)掉的油氣仍存在于中間冷卻器中。

為了了解為什么大量油漆存在于中間冷卻器中，之后又進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這是由于空氣壓縮機(jī)的功率較大，導(dǎo)致軸承溫度較高造成的。當(dāng)軸承溫度較高時(shí)油氣在軸承部分由于溫度較高而蒸發(fā)成氣體，等接下來(lái)到達(dá)中間冷卻器時(shí)又會(huì)液化成液體油從而存儲(chǔ)在中間冷卻器中。

安全閥頻繁起跳也是空氣壓縮機(jī)容易出現(xiàn)的故障，但是在壓縮機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中安全閥頻繁起跳不太容易被觀察到，只能通過(guò)空氣壓縮機(jī)里面的油耗量來(lái)反映。安全閥頻繁起跳的原因一般是有兩點(diǎn)，包括安全閥失效和出口堵塞導(dǎo)致壓力過(guò)高。如果是由于安全閥失效造成的安全閥頻繁起跳，那么這個(gè)問(wèn)題很好解決只要適時(shí)更換安全閥就可以了。

但是如果再更換了安全閥之后這個(gè)故障仍舊存在，那么就是由于出口堵塞導(dǎo)致壓力過(guò)高造成的現(xiàn)象了。出口堵塞會(huì)使得出口管道處的壓力過(guò)高，過(guò)高的壓力會(huì)將安全閥頂起，釋放一定的壓力后安全閥會(huì)再次落下，這就形成一種死循環(huán)表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象也就是安全閥的頻繁起跳。

為了明確出口堵塞現(xiàn)象形成的原因，我們進(jìn)行空氣壓縮機(jī)的拆卸，最后確定是由于油氣桶的出口最小壓力閥故障造成的，這是因?yàn)樽钚毫﹂y的閥芯經(jīng)常接觸外界空氣，而空氣中一般都含有水蒸氣，這就會(huì)使得最小壓力閥的閥芯經(jīng)常接觸空氣導(dǎo)致閥芯受潮，受潮后的閥芯會(huì)表現(xiàn)出動(dòng)作遲緩的不靈敏現(xiàn)狀，于是也就形成了出口堵塞造成空氣壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮的空氣由于排除不順暢，使得壓縮機(jī)內(nèi)氣壓瞬間達(dá)到很大壓強(qiáng)。這個(gè)問(wèn)題的解決方式可以通過(guò)清洗最小壓力閥實(shí)現(xiàn)，將最小壓力閥與空氣接觸造成的受潮的壓力閥閥芯上的銹跡用特殊的工具洗掉并在上面涂抹一層防銹液體，這樣就能解決掉最小壓力閥故障導(dǎo)致的出口堵塞問(wèn)題。

1.3 進(jìn)氣閥步進(jìn)電機(jī)故障

進(jìn)氣閥步進(jìn)電機(jī)故障是又一空氣壓縮機(jī)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。這里需要插入一點(diǎn)，空氣壓縮機(jī)的工作原理是空氣在經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾之后到達(dá)壓縮機(jī)中的螺旋轉(zhuǎn)子之中，在電機(jī)的帶動(dòng)下使空氣被壓縮。這時(shí)候從主壓縮器中將油氣混合物排出，進(jìn)入分離系統(tǒng)之中。而從分離器出來(lái)之后油氣一般不再以液態(tài)的形式存在，因此，就需要有冷卻器對(duì)之進(jìn)行冷卻。但是進(jìn)氣閥步進(jìn)電機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致冷卻器穿漏，這也會(huì)造成冷卻器中的冷卻水溢出，溢出的水進(jìn)入進(jìn)氣閥中。

如果冷卻器出現(xiàn)故障，維修完后進(jìn)氣閥的氣壓仍然升不上來(lái)，那么這就是進(jìn)氣閥故障造成的，與冷卻器就不再有關(guān)聯(lián)。這時(shí)候應(yīng)該首先檢測(cè)進(jìn)氣閥的電線線圈是否由于內(nèi)部溫度較高而被燒壞，可以將原有的電線線圈拆下重新繞制出一個(gè)新線圈將之放入進(jìn)氣閥內(nèi)，這樣就能夠檢測(cè)出究竟是進(jìn)氣閥還是冷卻器造成的故障。

2 故障診斷的方法探討

2.1 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣壓縮機(jī)故障診斷方法

自從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)體系存在以來(lái)，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就被經(jīng)常地運(yùn)用在檢測(cè)壓縮機(jī)故障之中。RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種比較新型的前項(xiàng)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它一般由：輸入層、隱含層與輸出層3個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次構(gòu)成。因?yàn)樵诳諝鈮嚎s機(jī)的氣閥工作過(guò)程之中，進(jìn)氣閥與排氣閥的閥片經(jīng)常被氣體頂出這就造成閥片碰撞與彈簧壓縮，容易導(dǎo)致的閥片與彈簧故障。

RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練算法仿真結(jié)果比較高，由于該神經(jīng)系統(tǒng)的訓(xùn)練算法比較復(fù)雜、不易理解，因此在這里筆者就不再多加贅述，但以下的數(shù)據(jù)就能表明該算法的仿真結(jié)果比較高。在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的100組訓(xùn)練樣本之中，有高達(dá)96組都達(dá)到了模擬實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練目標(biāo)，由此可知RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷的準(zhǔn)確率高達(dá)96.67%，這個(gè)數(shù)字就能充分的表明RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在空氣壓縮機(jī)故障診斷進(jìn)行過(guò)程中的可行性，因此將之運(yùn)用于實(shí)際的空氣壓縮機(jī)故障診斷之中具有極高的可行性。

2.2 基于PCA技術(shù)與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣壓縮機(jī)故障診斷方法

基于PCA的傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)診斷之中，一般與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷放在一起綜合使用，此處對(duì)RBF就不再加以論述。PCA是一種多元的統(tǒng)計(jì)方法，它經(jīng)常被運(yùn)用在控制領(lǐng)域中進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的處理，并且根據(jù)其處理的數(shù)據(jù)特征來(lái)監(jiān)測(cè)與控制生產(chǎn)，在空氣壓縮機(jī)的故障診斷上運(yùn)用這種技術(shù)能夠很大程度上降低故障發(fā)生的概率。

基于PCA傳感技術(shù)與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空氣壓縮機(jī)故障診斷方法是通過(guò)建立機(jī)器運(yùn)行的數(shù)據(jù)模型解決問(wèn)題。它的工作原理是收集空氣壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的原始性的各種數(shù)據(jù)。在PCA傳感技術(shù)的數(shù)據(jù)分析能力支持下，能提前檢測(cè)出在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中空氣壓縮機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題與該故障可能出現(xiàn)在的位置。這種方法更全面地分析了所收集到的數(shù)據(jù)信息，而且該技術(shù)的信息處理能力與抗干擾能力都很強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確地判斷出故障問(wèn)題，這樣就能讓我們對(duì)該故障有所準(zhǔn)備，不至于在故障發(fā)生時(shí)茫然面對(duì)。

2.3 基于PCA技術(shù)與D-S證據(jù)理論的空氣壓縮機(jī)故障診斷方法

基于PCA傳感技術(shù)與D-S證據(jù)理論的空氣壓縮機(jī)故障診斷方法是一種根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行故障診斷分析的方法，這種分析診斷方法是指在空氣壓縮機(jī)不同的運(yùn)行過(guò)程中觀測(cè)并且分析數(shù)據(jù)。根據(jù)這種技術(shù)分析得到的數(shù)據(jù)特征形成一個(gè)比較融合結(jié)果，進(jìn)而給空氣壓縮機(jī)的故障原因一個(gè)終局性結(jié)果。這種方法與以上兩種方法相比較更加突出的優(yōu)點(diǎn)是能更全面地分析收集到的數(shù)據(jù)下所潛在的各種隱藏信息。而且這種方法仍保留了PCA傳感技術(shù)具有的處理數(shù)據(jù)速度與抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。這就很好地解決了傳統(tǒng)的模糊分析中存在的操作人員在空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)對(duì)該現(xiàn)象理解不透徹或者不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

綜上所述，通過(guò)對(duì)以上3種故障診斷方法的分析與探討，我們對(duì)如何診斷空氣壓縮機(jī)故障都有了更深刻的了解如何預(yù)防一些行車(chē)過(guò)程中可能發(fā)生的故障問(wèn)題。盡管目前市面上所出售的拉菲爾呼吸機(jī)空氣壓縮機(jī)、螺桿式空氣壓縮機(jī)與噴油螺桿空氣壓縮機(jī)質(zhì)量都比較好，但是受壓縮機(jī)輸出功率較大的影響，導(dǎo)致了車(chē)輛上呼吸機(jī)故障比例居高不下的現(xiàn)狀。

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