裝甲裝備機(jī)械故障維修的分析與研究

苑景超 王為強(qiáng) 梁戌斌

摘 要：在軍事戰(zhàn)爭中，裝甲裝備是地面作戰(zhàn)不可或缺的重要組成部分之一，如果裝甲裝備的機(jī)械部件發(fā)生故障，會對其作戰(zhàn)性能造成嚴(yán)重影響。基于此點(diǎn)，本文從裝甲裝備機(jī)械故障快速維修的重要意義分析入手，論述了裝甲裝備機(jī)械故障維修的有效途徑。

關(guān)鍵詞：裝甲裝備 機(jī)械故障 診斷維修

1裝甲裝備機(jī)械故障快速維修的重要意義

裝甲裝備是地面作戰(zhàn)的重要武器裝備之一，其在軍事戰(zhàn)爭中具有不可替代的作用，這類裝備的堅固性較好，機(jī)動靈活，不會受到地形的限制，進(jìn)可攻、退可守。裝甲部隊在日常訓(xùn)練的過程中，需要頻繁地使用裝甲裝備車輛進(jìn)行各種演練，由此增大了裝甲裝備機(jī)械故障的發(fā)生幾率，尤其是發(fā)動機(jī)故障。雖然我國的軍工制造企業(yè)對技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，但與歐美等發(fā)達(dá)國家相比，仍有一定的差距。同時，裝甲裝備的使用環(huán)境較為惡劣，隨著服役時間的延長，機(jī)械故障率也會隨之增大。從我國裝甲部隊的整體情況下，裝甲裝備的維修人員數(shù)量并不是很多，加之技術(shù)力量略顯不足，致使裝甲出現(xiàn)故障后，無法快速及時地進(jìn)行修復(fù)，如果這種情況發(fā)生在戰(zhàn)時，將會對我軍的作戰(zhàn)能力造成嚴(yán)重影響。此外，為滿足作戰(zhàn)需要，裝甲裝備在設(shè)計時，采用了高機(jī)動性和高可靠性的設(shè)計方法，整個控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為全密封，若是發(fā)生故障，則會增大手工維修的難度，很難達(dá)到快速維修的目的。綜上，為使裝甲裝備具有良好的使用性能，必須對故障問題進(jìn)行快速診斷和修復(fù)，這樣才能使裝甲部隊始終保持較高的作戰(zhàn)能力。

2裝甲裝備機(jī)械故障維修的有效途徑

對于裝甲裝備而言，發(fā)動機(jī)是核心部件，如果該部件出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致裝甲裝備喪失大部分作戰(zhàn)能力。由于裝甲裝備的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且故障原因無任何規(guī)律性，從而增大了故障診斷和快速維修的難度。現(xiàn)階段，一些部隊仍然采用傳統(tǒng)的方法對裝甲裝備發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行診斷，即維修人員利用簡易的診斷儀器，憑借以往積累的維修經(jīng)驗，對故障原因進(jìn)行判斷，這種方法雖然也能修復(fù)一些常規(guī)的故障問題，但對于復(fù)雜的故障卻很難在短時間內(nèi)修復(fù)，并且該方法的自動化程度不高。因此，應(yīng)當(dāng)開發(fā)一種自動化程度高、通用性好的發(fā)動機(jī)故障診斷系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)，是解決上述問題較為有效的途徑之一，下面本文重點(diǎn)對該系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1系統(tǒng)設(shè)計思路

本文提出的系統(tǒng)由兩個部分組成：一部分是數(shù)據(jù)采集裝置，另一部分是系統(tǒng)軟件。前者包括各類傳感器，如溫度傳感器、油壓傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等，能夠?qū)ρb甲裝備發(fā)動機(jī)的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行采集，傳感器采集到的數(shù)據(jù)，可通過串行接口傳給系統(tǒng)軟件，并由軟件進(jìn)行分析處理，將診斷結(jié)果顯示在人機(jī)交互界面上，維修人員可據(jù)此對故障進(jìn)行排除。

2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計

故障診斷專家系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要是對數(shù)據(jù)采集設(shè)備的電路進(jìn)行設(shè)計。本文開發(fā)的系統(tǒng)中，所有的數(shù)據(jù)采集裝置均為嵌入式設(shè)備，相關(guān)電路的設(shè)計方法如下：

2.2.1車載電源電路。為確保車載電子裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性，必須為其配備一個可靠的供電系統(tǒng)。由于電源需要在較高的電壓、較大的電流及高溫條件下工作，致使其應(yīng)用環(huán)境要比普通電源更加復(fù)雜。同時，裝甲裝備內(nèi)部的電磁干擾較強(qiáng)，這些干擾會以輻射的形式傳至電源內(nèi)，對電子設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。為消除電磁干擾對電源系統(tǒng)工作性能的影響，在設(shè)計時，必須充分考慮電源系統(tǒng)的抗干擾能力，并采取有效的方法和技術(shù)措施，增強(qiáng)電源的抗干擾能力。如，正脈沖干擾可以采用吸收法對尖峰進(jìn)行濾除，常用的器件為熱敏電阻及TVS管等；負(fù)脈沖干擾，可通過增加電容提升容量的方法進(jìn)行處理；電源跌落干擾，可通過濾波的方法進(jìn)行消除。除此之外，選用電壓輸入較寬的電源芯片也能起到抑制干擾的作用。

2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換電路。通常情況下，運(yùn)放的輸入電阻高，能夠使對前級的影響大幅度降低，有助于負(fù)載能力的增強(qiáng)。為此，可在運(yùn)放輸出端添加低通濾波器，以此來對噪聲干擾進(jìn)行消除，并為AD采樣提供一個電荷保持電路，這樣一來，可以使電壓保持電容的影響程度大幅度降低。

2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計

裝甲裝備發(fā)動機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的軟件是整個系統(tǒng)的核心部分，在具體設(shè)計時，需要建立一個知識數(shù)據(jù)庫，它的主要作用是對各種原理知識、維修經(jīng)驗以及常識進(jìn)行存儲。

2.3.1知識數(shù)據(jù)庫。在對知識數(shù)據(jù)庫進(jìn)行構(gòu)建的過程中，可以先從維修領(lǐng)域?qū)＜耀@取相關(guān)的專業(yè)知識，利用人機(jī)接口對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行完善，為使數(shù)據(jù)庫能夠達(dá)到人類專家的水準(zhǔn)，需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行反復(fù)改進(jìn)。本系統(tǒng)在設(shè)計時，選用了Access數(shù)據(jù)庫對裝甲裝備發(fā)動機(jī)故障信息進(jìn)行存儲，以ADO對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，通過SOL對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。同時根據(jù)數(shù)據(jù)信息的不同，建立兩類知識庫，一類是發(fā)動機(jī)知識庫，另一類是推理知識庫。

2.3.2軟件程序。系統(tǒng)軟件是一個人機(jī)交互接口，它可以接收傳感器采集到的數(shù)據(jù)，利用推理機(jī)制，對發(fā)動機(jī)當(dāng)前的故障問題進(jìn)行分析，找出原因，并確定具有的故障范圍，隨后給維修人員提供維修策略。本系統(tǒng)的軟件程序采用C語言設(shè)計，依托VS2017進(jìn)行開發(fā)，除具備在線檢測功能之外，還有故障報警提示等功能。

2.4應(yīng)用實例

裝甲裝備發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低是較為普遍的故障問題，導(dǎo)致該問題的原因比較復(fù)雜，通過本文設(shè)計的故障診斷專家系統(tǒng)，可快速找到故障原因。當(dāng)此類故障發(fā)生后，打開系統(tǒng)操作界面，點(diǎn)擊開始檢測，傳感器會將采集到信息傳給專家系統(tǒng)，經(jīng)分析處理輸出結(jié)果，由此可給維修人員進(jìn)行故障排除提供可靠依據(jù)。

結(jié) 論

綜上所述，為對裝甲裝備機(jī)械故障進(jìn)行快速、有效地診斷維修，需要采用自動化程度較高的故障診斷系統(tǒng)，專家系統(tǒng)在這方面的效果較好，可以此為依托，開發(fā)設(shè)計故障診斷專家系統(tǒng)，對裝甲裝備中的機(jī)械故障進(jìn)行診斷，維修人員可根據(jù)診斷結(jié)果，對故障進(jìn)行快速處理，從而在最短的時間內(nèi)使裝甲恢復(fù)正常。

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