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。