轴承作为船用柴油机主要支承零部件,其异常磨损会导致曲轴抱熔、活塞连杆失效等恶性事故,严重影响船舶安全运行,并带来巨大经济损失。因此,开展柴油机轴承磨损的在线监测技术研究,可预防轴承异常磨损恶性事故的发生,提高轴承的可靠性,具有非常重要的科学意义和工程实用价值。本文在分析国内外滑动轴承磨损监测技术的基础上,对柴油机轴承磨损热-电监测技术进行了试验研究。通过柴油机轴承磨损的故障模拟试验,分析了柴油机轴承磨损与热电信号幅值的变化规律。主要研究内容和结论如下:1.根据热电效应的基本理论,从两种不同导体构成的闭合回路中热电势的计算方法出发,分析了闭合导体回路热电势的产生机理及影响因素。结合柴油机结构特点,根据动压滑动轴承润滑原理,分析了柴油机曲轴-机体热电信号的产生机理,轴承磨损热电信号的影响因素。在轴瓦疲劳试验机上进行轴承磨损热电监测试验,验证了轴承间隙、轴承负荷等因素对热电信号的影响,同时检验了热电测量系统的可靠性。2.在4120SG柴油机台架上,分别进行了主轴承和连杆大端轴承磨损故障模拟试验,研究结果表明:(1)怠速工况,柴油机轴承润滑油膜尚未形成,随柴油机转速增加,油膜逐渐完整,热电信号幅值先增大后迅速减小;额定转速下,完整油膜形成,转速对热电信号无明显影响。(2)轴承间隙增大时,油膜厚度增加,而其承载能力下降,轴承磨损增加,热电信号幅值上升;柴油机负荷上升时,轴颈偏心率增大,轴承间隙减小,热电幅值降低。轴承间隙对热电信号幅值的影响大于柴油机负荷。(3)连杆大端轴承和主轴承在磨损热电信号的特征上存在差异,前者异常磨损时对应缸发火时刻的热电信号上升,后者为相邻两缸发火时的热电信号上升。(4)柴油机突降负荷时,轴承油膜厚度突然增大,磨损增大,热电信号幅值上升;(5)不同材料的轴瓦,导电材料的Seebeck系数直接影响接触热电势的大小。试验所用轴瓦中,AlSn合金热电信号幅值大于CuPb合金。3.针对在柴油机台架上无法实现轴承突发磨损监测等问题,设计了滑动轴承磨损监测试验台,采用静载荷和不同相位动载荷结合的方式模拟柴油机的轴承负荷。通过超声波油膜厚度监测技术,将轴承实时磨损状态与热电信号对应起来,以实现热电信号特征的分离与量化。