舰船空气压缩机气阀故障诊断装置设计与实现

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ｔｈａｔｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｔｈｅｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｆｖｏａｌｖｅｓ，ａｎｄｉｔｉｓｆｉｏｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｆａｏｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖａｌｖｅｓ．
２．ＱｉｎｇＤａｏＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０６１，Ｃｈｉｎａ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆａｕｌｔｏｆａｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖａｌｖｅｓｉｓｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｔｈａｔａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｔｏｈｅａｉｒ
关键词：气阀故障诊断中图分类号：ＴＢ６５２频谱分析文献标识码：Ａ文章编号：１００３．４８６２（２０１３）０１－００４７。０３
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔｏｆＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓＤｅｖｉｃｅｏｆＡｉｒＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＶａｌｖｅｏｎＳｈｉｐ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖａｌｖｅ，＂ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ，＂ｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓ
０引言
舰船高压空气负责保障舰船主辅机的启动、控制，并为其它系统提供气源，而空气压缩机作为制造高压空气的辅助机械能否正常工作，关系重大＿１］。空压机在运行过程中，气阀故障是引起空压机计划外停机的最主要原因。与空压机其他
ＳｕｎＴｕａｎ，ＪｉａｎｇＹｉｎｇｚｈａｎ，ＬｉｕＺｈｏｎｇｄｏｎｇ，ＪｉａｎｇＨａｉｌｏｎｇ（１．ＮａｖｙＳｕｂｍａｒｉｎｅＡｃａｄｅｍｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０４４，Ｃｈｉｎａ；
法的现状，给出了基于频域分析的空气压缩机气阀故障诊断装置的设计方法，并进行了实际测试，测试结
果表明频域分析对与气阀的故障诊断是有效的，这对于空压机气阀的故障诊断具有重要意义。
阀当中的哪一个或者哪几个。目前，舰船上普遍采用的办法是，利用人的听觉和触觉对空气压缩机故障气阀进行判断，这一方面对维修人员的维修技能和经验要求非常高，另一方面，即使具有优秀维修技能的人员，在六十多个气阀当中查找到故障气阀平均工时约为２～３小时。因此研制一套气阀故障诊断装置，对空气压缩机气阀检测与维修具有重要意义。对于空气压缩机气阀故障诊
ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｆｏｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｍｅｔｈｏｄｆｏｔｈｅａｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖａｌｖｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄｔｈｅｎａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｆｏ，．ｆａｕｌｔ
ｄｉａｇｎｏｓｉｓｄｅｖｉｃｅｆｔｏｈｅａｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖａｌｖｅｓｉｓｇｉｖｅｎ，ｌａｓｔｌｙａｃｔｕａｌｔｅｓｔｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．ｈｅＴｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ
船电技术ｌ应用研究
舰船空气压缩机气阀故障诊断装置设计与实现
孙团，姜应战，刘中冬，姜海龙
（１．海军潜艇学院，山东青岛２６６０４４；２．青岛科技大学，山东青岛２６６０６１）
摘
要：空气压缩机的气阀故障是影响空压机正常运行的主要原因。本文首先介绍空压机气阀故障诊断方

船用中央空调压缩故障问题分析及解决措施

NAVIGATION航海52Marine Technology 航海技术1　某轮中央空调压缩机概述某轮为2007年HANJIN 船舶重工造5 100 TEU 集装箱船，目前服务于南美东航线，该轮中央空调系统配备单台制冷压缩机，压缩机为丹麦SABROE SMC 106 S，活塞式三级六缸W 型机，可根据吸入压力和吸气温度自动增减缸组，使压缩机工作在33%、66%和100%负荷。

为防止压缩机损坏，设有排气高压、油压低、排气高温及滑油高温等保护。

2　故障现象SABROE 制冷压缩机工作性能可靠，该轮此前服务于美东航线，自2012年开始就拔下二三级电磁阀线圈，单级运行，也能满足船舶制冷需求。

据了解，该压缩机运行时各参数正常，但长期以来，经常在半夜发生排气高压报警停机的情况（运行时排压18 bar 左右，排气高压报警停机设置在22 bar），这种情况在环境温度较低时经常发生，环境温度偏高时，反而不会发生。

值班轮机员担心夜间报警，就在睡前停掉压缩机，这样既增加轮机员额外工作，也造成后半夜房间温度升高，影响船员休息，所以这一困扰该轮多年的问题亟须得到解决。

3　故障原因排查与分析首先检查冷却水系统，该轮空调冷凝器采用中央冷却淡水冷却，3台低温水泵只运行1台，空调压缩机与冷凝器又与低温水膨胀水箱处于机舱同一层，所以冷凝器冷却水进船用中央空调压缩故障问题分析及解决措施操胜平　阮仁文（上海远洋运输有限公司，上海　200090）摘要：多年来，船用中央空调频繁出现排气高压警报导致无法正常使用的问题一直困扰着广大船员。

本文通过实地排查分析某轮SABROE SMC 106 S 型中央空调在运行过程中频繁出现排气高压警报停机故障的原因，并提出相应的解决措施，给同仁带来些许借鉴，避免类似情况发生。

关键词：船舶中央空调；压缩机；故障；措施出口压力表读数很小，只有0.2 bar。

压缩机运行时，手摸冷却水进出管，有温差，松开压力表接头，冷却水有压力，结合环境温度较高时，压缩机长时间运转而不会发生排压高报警，判断冷却水系统正常。

基于C8051F120单片机的舰船空气压缩机气阀故障检测装置的设计与实现

１８２Ｋ可在系统编程的ＦＡＨ存储器ＬＳ８４（Ｋ＋５）字节的片内ＲＡ４８８２６Ｍ可寻址６ＫＢ地址空间的外部数据存储４器接口硬件实现的ＳＩＭＢｓＩＣ和两个Ｐ、Ｓｕ／２ＵＡＴ串行接口Ｒ５通用的１位定时器个器／定时器阵列片内看门狗定时器、Ｖ监视器和温ＤＤ度传感器因此Ｃ０１１０８５Ｆ２是真正能独立工作的片上系统，所有模拟和数字外设均可由用户固件使能／止和配置；ＦＡＳ存储器还具禁ＬＨ有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新８５固件；由于０１
空气压缩机气阀故障检测提供了一种有效的
手段。
关键词气阀；故障诊断；频谱分析
引言
舰船高压空气压缩机的气阀数量众多，工作条件恶劣，阀片在高温、高压下以很高的频率开启和关闭。例如：某四级高压空气压缩机，共有吸、排气阀６个，额定转速２为１３ｒｍ，则吸、排气阀每秒要开关各２３０ｐ２次，阀片两侧作用有一定的压差。因此，气阀是空气压缩机中最容易损坏的部件。气阀工作可靠性将直接影响压缩机的排量、可靠工作和功率消耗。目前，舰船上普遍采用的办法是，利用人的听觉对空气压缩机故障气阀进行判断，这一方面对维修人员的维修技能和经验要求非常高，另一方面，即使具有优秀维修技能的人员，在６个气阀当中查２找到故障气阀平均工时约为２ｌ时。因此～３，Ｊ研制一套气阀故障诊断系统，对工作中的空气压缩机气阀进行监测和故障诊断，将故障精确定位到某个气阀，以减少维修工作量，提高维修效率，对空气压缩机气阀检测与维修具有重要意义。

船用空压机故障分析

ｓｏｒ，ｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｓｍｐｙｔｏｍｓａｎｄｔｈｅｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｗｈｉｃｈｈｅｌｐｓｔｏｑｕｉｃｋｌｙｌｏｃａｔｅｔｈｅｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ．ＫｅｙＷｏｒｄｓｍａｒｉｎｅａｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｆａｉｌｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＴＧ３３３
（１．海军驻４２６厂军事代表室摘要大连１１６００５）（２．海军工程大学动力工程学院武汉４３００３３）
在论述船用空压机基本结构的基础上，总结了船用空压机的故障特点。根据调研数据总结了船用空压机常见船用空压机；故障特点；故障分析
作容积和防止气体泄漏。３）辅助部分
该部分主要包括冷却器、油气分离器、安全阀、油泵、水泵、各种控制器、传感器、仪表以及各种管
路系统，其作用是保证空压机的正常工作。图１是某型船用空压机的结构简图。该空压
１引言
空压机是空气压缩机的简称，是一种压缩并且运

船用空气压缩机故障现象及维护管理

船用空气压缩机故障现象及维护管理前言：随着现在航运业的飞速发展，对于船舶机械的要求也越来越高，不仅仅表现在船舶主机上，一些辅助机械对整条船舶，尤其是在远洋航行中也起到了至关重要的作用。

空压机是船舶的必备辅助机械，因为它是船上压缩空气的唯一来源，决定了船舶主机的启动，和一些辅机及气动机械的运行等。

空压机的安全可靠运行是船舶安全运行的必备条件，而空压机运行过程中由于运动部件磨损导致泄漏，润滑不良等等原因会引起空压不能正常工作，从而影响船舶的运行。

现代船舶大多数采用的是活塞式空压机，下面就通过对船用空气压缩机运行中常见故障现象的分析,结合自身学习和船上经验,指出空气压缩机停车和运行管理中应注意的关键问题,并对空气压缩机易损件的检修提出建议。

一、空气压缩机压缩空气作用用于压缩空气的机械称为空气压缩机。

空压机产生的压力一般为0.2Map以上。

本章讨论的是船上普遍采用的活塞式空压机。

压缩后的空气称为压缩空气，储存于空气瓶中的压缩空气，船员俗称冷气。

压缩空气在船上主要用于一下几个方面：1、压力在2.442~2.942Map的压缩空气供主机起动与换向；2、压力在0.98Mpa左右的压缩空气用作大、中型柴油机操纵和换向机构的动力；3、压力在3.92Mpa左右的压缩空气用作操纵离合器，刹车、填充压力水柜、鸣放汽笛吹洗机件和海底阀等。

空压机是消耗机械能的机械，必须依靠原动机（电动机、内燃机）拖动。

船上的空压机一般为间歇性运行，连续运转的时间往往不能超过1h，原动机多为电动机。

大中型柴油机船舶上，通常配备2~3台空压机。

某些中小型船舶上，柴油机的自由端配备由曲轴上偏心轮驱动的空压机。

二、活塞式空压机的工作原理1.理想工作循环１所谓理想工作循环，即不考虑工作循环中的泄漏，气流流经阀和管路时的压力损失以及气流作不等速运动的惯性影响，并假设空气与缸壁等无热交换，压缩过程中空气的温度不变，压缩后的空气全部排出气缸。

如图所示，当活塞2 在气缸1 中从死点 a 向右移动时，活塞2 左边的气缸容积增大，缸内形成真空，大气中压力为P1 的空气就压开吸气阀3，等压进入气缸一直到活塞移到右死点6为止。

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基于C8051F120单片机的舰船空气压缩机气阀故障检测装置的设计与实现

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