基于铁谱分析的发动机磨损状态监测研究摘要研究生：张菊导师：包春江教授发动机在运转过程中，气缸、活塞、曲轴、轴承等零部件会发生磨损，磨损产物以悬浮状态进入润滑油，它包含着有关零部件磨损状态和发动机工作状态等方面的丰富信息，通过油液分析，在不拆卸发动机的情况下，实现对其状态监测与故障诊断，指导维修工作。基于铁谱分析的发动机状态监测研究对汽车、拖拉机和工程机械等车辆的视情维修制度的建立起到一定的推动作用，对绿色再制造业的发展提供技术支持，经济效益、社会效益和生态效益显著。 论文比较全面地总结了铁谱分析技术的理论、方法、仪器类型与特点以及铁谱分析技术的国内外研究现状和发展趋势，开拓性地进行了发动机铁谱监测研究，并将灰色系统理论应用到发动机磨损状态的预测中，探索按发动机的技术状态维修的可行性，具有重要的理论价值和应用前景。 在该项研究中，利用M—2000型磨损试验机，进行钢—钢试件的有润滑滑动摩擦磨损试验，测试试件的磨损率，同时对其润滑油，利用KTP—Ⅱ型旋转式铁谱仪进行铁谱分析，提取铁谱分析参数—磨损烈度指数。在此基础上，研究磨损烈度指数与磨损率的相关关系，为研究发动机磨损和进行铁谱监测奠定了基础。利用GM160型电涡流测功机，对ZN490型柴油机按自定的磨合规范进行了磨合试验，借助铁谱分析技术，验证磨合规范的合理性。磨合后，进行台架试验，按一定运行时数抽取油样；同时以在用车(上海桑塔纳轿车)为测试对象，按一定里程抽取油样，应用铁谱分析技术对柴油发动机、汽油发动机进行状态监测与故障诊断研究。通过纵向定性及定量铁谱分析结果的比较，研究同一发动机不同时期摩擦副磨损状况；通过横向比较，研究不同发动机在同一换油周期内的磨损状况，指导车辆使用和维修。论文还对灰色等间距及不等间距预测模型进行了研究，并利用铁谱参数建立灰色预测模型，预测汽、柴油发动机的磨损状况。研究结果表明：(1)磨损烈度指数与磨损率以0.9的概率线性相关，能够反映摩擦副磨损状态的改变，可选用此参数监测机器零部件的磨损情况。(2)针对ZN490柴油发动机制定的磨合规范达到了磨合要求，磨合规范正确。(3)磨损烈度指数的变化趋势及变化剧烈程度可反映发动机的磨损状况；磨屑累计总磨损和累计磨损烈度两个参数也与发动机状态有良好的对应关系。正常运转的发动机，磨屑累计总磨损曲线和累计磨损烈度曲线将彼此分开；状况恶化时，两条曲线的斜率均升高并逐步靠近。(4)分别根据柴油发动机及汽油发动机试验数据建立的等间距及不等间距灰色预测模型精度等级为一级，该模型可预测发动机的铁谱参数，推断发动机磨损状态，进行状态监测。