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摘 要：文中对机械设备状态监测与故障诊断的铁谱技术进行了介绍，重点讨论了铁谱技术在现代汽车上的应用范围。
关键词：铁谱技术; 汽车; 状态监测; 故障诊断
铁谱技术是机械设备状态监测和故障诊断的重要手段之一，该技术是二十世纪七十年代由V. C. Westcott, W .W. Seifert等人提出来的。铁谱技术自问世以来， 已为世界各国科技界所关注，主要的发展方向是用于机械设备状态监测与故障诊断，尤其在发动机、齿轮箱、轴承系统、液压系统等方面，取得了显著的效益。铁谱技术的发展和普及大大丰富了原来主要以振动监测为主的设备故障诊断及早期预报技术，尤其对于那些低速、重载、做往复运动的机械，铁谱技术更加显现了其独特的优点。
1 铁谱技术
铁谱技术就是通过对设备润滑油内所含磨屑的数量、大小、形状、色泽、表面形貌等的分析，来判断机械设备的故障部位和不正常磨损程度。其具体做法是利用高梯度的磁场，将机械设备中摩擦副产生的铁磁性磨屑与润滑油、非铁磁性磨屑及杂质分离出来，并使其按一定规律沉积在置于磁场上方的玻璃基片上形成谱片；然后，通过采用各种观察和测量手段对沉积在铁谱片上的磨屑进行观察分析，获得机械设备摩擦磨损过程中的各类信息的一种技术。
2 铁谱技术在现代汽车上的应用领域
2.1最佳“磨合期”的确定
通常汽车出厂后根据对发动机的使用规定，必须有一定的磨合期，且磨合期内发动机要装限速装置，限制其行驶速度，以防发动机早期磨损。采用铁谱技术对发动机磨合期进行研究，可以为合理制定磨合规范和正确确定磨合里程提供科学依据。如东风汽车公司为了科学地确定汽车发动机完成磨合所需的实际里程数，利用铁谱技术对EQ6100型发动机在实地限速运行下的磨损状态和磨合过程进行了铁谱监测和分析，成功地探讨了缩短限速里程，改变或取消限速装置的可能性。
2.2状态监测与故障诊断
汽车主要总成（如发动机、变速箱、减速器等）的运动零件都是在润滑条件下工作的，磨损产生的磨屑大部分是悬浮在循环的润滑油中，通过对油液中磨屑的分析可实现：①根据磨屑的来源可判断磨损的具体部位；②根据磨屑的特征可判断零部件所处的磨损阶段以及磨损类型；③根据所判断的磨损类型可解释出磨损的原因；④根据大磨屑的数量可实现故障的预报。因此，分析油液中磨屑的状况是监测汽车运行工况的一种非常有效的途径。而铁谱技术在其开发的初期就被用于内燃机的状态监测和性能评估，如意大利Fiat公司曾用于评估汽车发动机磨合实验，美国J.H.Johnson曾用于柴油机的台架性能试验和工况监测，刘玉斌、师杭军等利用铁谱技术对汽车发动机状态进行了监测等。
2.3润滑油的选用与性能评定
铁谱技术可用来评定润滑油及其中添加剂的性能：即润滑油、润滑油添加剂、润滑油沾污物对汽车工作状态的影响，也可以通过铁谱技术对润滑油性能进行评定。经铁谱技术对润滑油的试验检测与分析发观，不同的润滑油经表面摩擦作用便产生不同的摩擦聚合物。摩擦聚合物微粒的形态可以表明润滑油添加剂的类型和它的作用方式。因此，采用铁谱分析技术可以获得有关润滑油及添加剂对摩擦磨损影响的各种结果，从而有助于正确选用润滑油。而且通过铁谱分析结果，还可对润滑油的老化及变质作出评定，从而有助于确定合理的换油期。如雷爱莲等利用铁谱技术对发动机磨合期磨合油的正确选择进行了分析研究，经过对比试验，为该机磨合油的选择提供了实践依据；西安交通大学曾利用铁谱技术为一种新型活塞压缩机正确选配了润滑油等。
2.4新型汽车及其部件的检测与改进设计
从现代汽车的发展来看，结构不断复杂化，人们对汽车的安全性、可靠性等提出了更高的要求。此外，为了满足使用需要，汽车的更新换代更加频繁，这就要求汽车从设计、研究过程到它的实际应用之间的间隔不断缩短。因此对试验的样机及机构部件进行拆卸检测不仅是不经济，而且有时也是不可能的。由于铁谱技术的出现及其特点，使其更加适合这种现代化的汽车检测的要求，通过该技术可以在不拆卸汽车的情况下，通过对润滑油中磨屑的分析获得摩擦副相应零部件的运转、磨损等情况，为新型汽车的检测及鉴定提供可靠的技术保障。如张鄂等利用铁谱技术对EQ6100—1型发动机改进型样机磨损状态进行监测研究，该研究结果认为此次该型设计的样机磨损状态尚不够理想，这一结论为进一步改型设计提供了参考。
3 结论
通过以上分析，可以看出铁谱技术在现代汽车上的应用，不仅可以对汽车的运行工况进行监测，对故障隐患进行早期预报，而且可以对已发生的故障进行故障类型、故障部位、故障原因等的分析判断，为汽车故障的诊断和排除提供了一种有效的技术手段。
参考文献:
[1] W. W. Seifert， V. C. Westcott, A method for the study of wear particles in lubricating oil, Wear. 2l (1972)
[2] W. W. Seifert and V. C. Westcott, A method for the study of war particles in lubricating oil, Wear, 1972, 21. 27-42
[3] 刘玉斌.磨损状态磨屑群体特征分析方法.中国矿业大学博士论文. 徐州：中国矿业大学2002
[4] 萧汉梁.铁谱技术极其在机械监测诊断中的应用.北京：人民交通出版社.1993
[5] 刘玉斌，师杭军.利用铁谱分析技术对汽车发动机状态进行监测.车用发动机.2001.8
[6] 雷爱莲，聂钢，孟言俊.铁谱技术在选择内燃机磨合油和磨合规范中的应用.汽车工艺与材料。2003.4
关键词：铁谱技术; 汽车; 状态监测; 故障诊断
铁谱技术是机械设备状态监测和故障诊断的重要手段之一，该技术是二十世纪七十年代由V. C. Westcott, W .W. Seifert等人提出来的。铁谱技术自问世以来， 已为世界各国科技界所关注，主要的发展方向是用于机械设备状态监测与故障诊断，尤其在发动机、齿轮箱、轴承系统、液压系统等方面，取得了显著的效益。铁谱技术的发展和普及大大丰富了原来主要以振动监测为主的设备故障诊断及早期预报技术，尤其对于那些低速、重载、做往复运动的机械，铁谱技术更加显现了其独特的优点。
1 铁谱技术
铁谱技术就是通过对设备润滑油内所含磨屑的数量、大小、形状、色泽、表面形貌等的分析，来判断机械设备的故障部位和不正常磨损程度。其具体做法是利用高梯度的磁场，将机械设备中摩擦副产生的铁磁性磨屑与润滑油、非铁磁性磨屑及杂质分离出来，并使其按一定规律沉积在置于磁场上方的玻璃基片上形成谱片；然后，通过采用各种观察和测量手段对沉积在铁谱片上的磨屑进行观察分析，获得机械设备摩擦磨损过程中的各类信息的一种技术。
2 铁谱技术在现代汽车上的应用领域
2.1最佳“磨合期”的确定
通常汽车出厂后根据对发动机的使用规定，必须有一定的磨合期，且磨合期内发动机要装限速装置，限制其行驶速度，以防发动机早期磨损。采用铁谱技术对发动机磨合期进行研究，可以为合理制定磨合规范和正确确定磨合里程提供科学依据。如东风汽车公司为了科学地确定汽车发动机完成磨合所需的实际里程数，利用铁谱技术对EQ6100型发动机在实地限速运行下的磨损状态和磨合过程进行了铁谱监测和分析，成功地探讨了缩短限速里程，改变或取消限速装置的可能性。
2.2状态监测与故障诊断
汽车主要总成（如发动机、变速箱、减速器等）的运动零件都是在润滑条件下工作的，磨损产生的磨屑大部分是悬浮在循环的润滑油中，通过对油液中磨屑的分析可实现：①根据磨屑的来源可判断磨损的具体部位；②根据磨屑的特征可判断零部件所处的磨损阶段以及磨损类型；③根据所判断的磨损类型可解释出磨损的原因；④根据大磨屑的数量可实现故障的预报。因此，分析油液中磨屑的状况是监测汽车运行工况的一种非常有效的途径。而铁谱技术在其开发的初期就被用于内燃机的状态监测和性能评估，如意大利Fiat公司曾用于评估汽车发动机磨合实验，美国J.H.Johnson曾用于柴油机的台架性能试验和工况监测，刘玉斌、师杭军等利用铁谱技术对汽车发动机状态进行了监测等。
2.3润滑油的选用与性能评定
铁谱技术可用来评定润滑油及其中添加剂的性能：即润滑油、润滑油添加剂、润滑油沾污物对汽车工作状态的影响，也可以通过铁谱技术对润滑油性能进行评定。经铁谱技术对润滑油的试验检测与分析发观，不同的润滑油经表面摩擦作用便产生不同的摩擦聚合物。摩擦聚合物微粒的形态可以表明润滑油添加剂的类型和它的作用方式。因此，采用铁谱分析技术可以获得有关润滑油及添加剂对摩擦磨损影响的各种结果，从而有助于正确选用润滑油。而且通过铁谱分析结果，还可对润滑油的老化及变质作出评定，从而有助于确定合理的换油期。如雷爱莲等利用铁谱技术对发动机磨合期磨合油的正确选择进行了分析研究，经过对比试验，为该机磨合油的选择提供了实践依据；西安交通大学曾利用铁谱技术为一种新型活塞压缩机正确选配了润滑油等。
2.4新型汽车及其部件的检测与改进设计
从现代汽车的发展来看，结构不断复杂化，人们对汽车的安全性、可靠性等提出了更高的要求。此外，为了满足使用需要，汽车的更新换代更加频繁，这就要求汽车从设计、研究过程到它的实际应用之间的间隔不断缩短。因此对试验的样机及机构部件进行拆卸检测不仅是不经济，而且有时也是不可能的。由于铁谱技术的出现及其特点，使其更加适合这种现代化的汽车检测的要求，通过该技术可以在不拆卸汽车的情况下，通过对润滑油中磨屑的分析获得摩擦副相应零部件的运转、磨损等情况，为新型汽车的检测及鉴定提供可靠的技术保障。如张鄂等利用铁谱技术对EQ6100—1型发动机改进型样机磨损状态进行监测研究，该研究结果认为此次该型设计的样机磨损状态尚不够理想，这一结论为进一步改型设计提供了参考。
3 结论
通过以上分析，可以看出铁谱技术在现代汽车上的应用，不仅可以对汽车的运行工况进行监测，对故障隐患进行早期预报，而且可以对已发生的故障进行故障类型、故障部位、故障原因等的分析判断，为汽车故障的诊断和排除提供了一种有效的技术手段。
参考文献:
[1] W. W. Seifert， V. C. Westcott, A method for the study of wear particles in lubricating oil, Wear. 2l (1972)
[2] W. W. Seifert and V. C. Westcott, A method for the study of war particles in lubricating oil, Wear, 1972, 21. 27-42
[3] 刘玉斌.磨损状态磨屑群体特征分析方法.中国矿业大学博士论文. 徐州：中国矿业大学2002
[4] 萧汉梁.铁谱技术极其在机械监测诊断中的应用.北京：人民交通出版社.1993
[5] 刘玉斌，师杭军.利用铁谱分析技术对汽车发动机状态进行监测.车用发动机.2001.8
[6] 雷爱莲，聂钢，孟言俊.铁谱技术在选择内燃机磨合油和磨合规范中的应用.汽车工艺与材料。2003.4