柴油机燃油供给系统多状态可靠性及敏感性分析

发布时间：2017-08-18 01:15

  本文关键词：柴油机燃油供给系统多状态可靠性及敏感性分析

  更多相关文章： 燃油系统 Markov模型 性能退化 可靠性评估 敏感性分析 最佳维修周期

【摘要】：随着科技水平的不断提高,柴油机系统变得越来越复杂,功能越来越完善。失效随机、失效模式多样、性能多变与多状态成为其可靠性研究的主要问题。一旦某一环节或某一部件在运行过程中出现故障,系统的安全性和可靠性将会受到影响。对于柴油机燃油系统来说,其内部结构及其组成零件的复杂性与特殊性,使得系统具有超越“完好”和“完全失效”两者状态之外的多种状态和多种性能水平。因而,传统的二值可靠性理论已不完全能够适用于该系统,多状态可靠性理论为解决这类问题提供了有力的支持。本文以柴油发动机为研究对象,结合Markov模型和通用发生函数等方法对燃油系统进行可靠性评定和敏感性分析,以期获取系统部件退化的概率分布函数,为其可靠性评定、寿命预测和故障诊断提供理论和技术基础。论文主要工作如下:(1)柴油机燃油供给系统的失效模式分析。对燃油供给系统的结构进行研究,绘制系统的结构原理图,枚举该系统可能的失效形式。把系统的状态空间与其故障失效模式进行一一对应,与多状态系统理论相结合。针对该系统的关键部件喷油器,对其工作原理、失效形式进行了列举,从统计学的角度对喷油器外反馈故障数据进行筛选、统计,获取其失效规律。(2)提出一种基于通用发生函数法的柴油机燃油系统的可靠性分析方法。采用Markov模型方法和通用发生函数相结合,对柴油机燃油供给系统进行了可靠性分析。针对Markov过程方法中微分方程组维数的问题,应用基于通用发生函数的可靠性模块分析法。首先分别为多状态系统各个模块求解维数较小的方程组,再应用通用发生函数法把各模块的计算进行综合,最后求出该系统的动态可靠性指标。应用MATLAB软件对燃油供给系统进行模拟仿真,结果表明:该方法不仅可以分割方程组,而且能够减少方程组的维数。(3)提出一种基于时间退化测度的柴油机燃油供给系统可靠性分析方法。建立柴油机燃油系统性能空间向系统状态空间的映射关系,构建多状态系统在不同输出性能下的等同集,根据性能水平对其状态组合进行划分;建立系统处于各个状态下的退化概率模型,以系统动态概率、状态驻留时间、性能的动态期望函数和动态集成期望函数等测度对系统进行动态可靠性评估和敏感性分析。提出的方法既可以预测部件及系统在期望状态上的保持时间,有助于其寿命预测和故障预警,也可以获取在某时间段上的最佳状态部件,有助于系统的结构优化。(4)提出一种某型柴油机最佳维修周期的确定方法。针对柴油机燃油系统,基于系统性能退化的特点,考虑其非齐次多状态特点,假定系统的退化和维修遵循某些规律,获取系统处于各个状态的概率函数表达式,通过建立负效用函数和维修费表达式,求取该系统的最佳的维修周期时间。
【关键词】：燃油系统 Markov模型 性能退化 可靠性评估 敏感性分析 最佳维修周期
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 可靠性技术研究现状及发展趋势10-15
• 1.2.1 多状态系统可靠性研究现状10-12
• 1.2.2 性能退化评估方法的研究现状12-13
• 1.2.3 退化测度的研究现状13-14
• 1.2.4 柴油机可靠性技术的研究现状14-15
• 1.3 课题的来源15
• 1.4 论文的主要研究内容和结构安排15-17
• 第二章 柴油机燃油供给系统故障模式分析17-35
• 2.1 引言17
• 2.2 柴油机燃油供给系统简介17-19
• 2.2.1 燃油系统的工作原理17-18
• 2.2.2 喷油器的工作原理18-19
• 2.3 柴油机燃油系统故障模式分析19-22
• 2.3.1 柴油机燃油供给系统潜在的失效模式19-20
• 2.3.2 喷油器的失效模式20-22
• 2.4 燃油供给系统可靠性数据分析22-29
• 2.4.1 喷油器故障模式统计22-23
• 2.4.2 喷油器故障率统计分析23-28
• 2.4.3 喷油器威布尔统计分析28-29
• 2.5 燃油供给系统可靠性试验分析29-34
• 2.5.1 试验目的29-30
• 2.5.2 试验环境30
• 2.5.3 试验结果30-31
• 2.5.4 故障件故障分析卡31-32
• 2.5.5 故障件高压油管失效原因分析32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 基于通用发生函数法的柴油机燃油供给系统可靠性分析35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 发生函数的基本原理35-36
• 3.3 基于通用发生函数的典型系统可靠性模型36-40
• 3.3.1 串联子系统的发生函数法36
• 3.3.2 并联子系统的发生函数法36-37
• 3.3.3 串并联系统的发生函数法37-38
• 3.3.4 邻接系统的发生函数法38-40
• 3.4 基于发生函数的柴油发动机系统的可靠性分析40-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 基于时间退化测度的燃油供给系统可靠性及敏感性分析46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 结构函数与等同集46-47
• 4.3 齐次Markov模型47-48
• 4.4 动态可靠性指标48-49
• 4.5 柴油机燃油供给系统可靠性分析49-54
• 4.6 敏感性分析54-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第五章 柴油机燃油系统最佳维修周期的确定方法58-67
• 5.1 引言58
• 5.2 可维修性58-59
• 5.2.1 维修性函数及指标的描述58-59
• 5.2.2 可用度函数的描述59
• 5.3 非齐次多状态可维修系统59-62
• 5.3.1 退化过程59-60
• 5.3.2 维修过程60-61
• 5.3.3 负效用函数的建立61-62
• 5.4 柴油机燃油系统可维修性实例分析62-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-68
• 6.1 总结67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 附录73-80
• 在学期间发表的学术论文与研究成果80-81

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本文编号：691993