Система определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания на основе измерения и анализа вибрации
- Авторы: Садриев А.Г.1, Шамсутдинов Д.М.1, Вильцын С.А.1, Низамутдинов М.Х.1, Иванова О.В.1
-
Учреждения:
- Уфимский государственный нефтяной технический университет
- Выпуск: Том 14, № 2 (2024)
- Страницы: 32-50
- Раздел: Статьи
- Статья опубликована: 30.06.2024
- URL: https://journal-vniispk.ru/2328-1391/article/view/299599
- DOI: https://doi.org/10.12731/2227-930X-2024-14-2-286
- EDN: https://elibrary.ru/FVPORY
- ID: 299599
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность темы данного исследования обусловлена необходимостью обеспечения надежной эксплуатации транспортных средств и минимизации рисков перебоев в работе двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Часто встречаемым явлением в работе двигателя считается пропуск зажигания, который негативно отражается на эффективности работы ДВС и может привести к аварийным ситуациям, влекущим за собой значительные финансовые и временные потери для коммерческих компаний. Постановка проблемы заключается в необходимости раннего выявления и предотвращения подобных неисправностей.
Цель ‒ разработка и тестирование системы регистрации и анализа технического состояния ДВС посредством вибрационных измерений.
Метод и методология проведения работы. В работе применялся метод безразборного диагностирования, использование которого повышает эффективность определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.
Результаты. В статье описана разработанная авторами система для проверки технического состояния двигателя внутреннего сгорания на основе измерения и анализа вибрационных сигналов. В среде MATLAB разработано программное обеспечение для обработки и записи данных вибрации и сигнала синхронизации. Проведено расчетно-экспериментальное исследование влияния дефектов в механизмах и системах ДВС на равномерность временно-амплитудной характеристики импульсов вибрации каждого отдельно взятого цилиндра, которые возникают во время работы двигателя.
В качестве основного вывода авторами отмечается, что разработанная система позволяет оперативно и неинвазивно определить неработающий цилиндр или тот цилиндр, вклад которого, по сравнению с другими, во вращательное движение коленчатого вала является наименьшим. Данная система позволяет провести диагностику двигателя за короткое время с использованием доступных средств.
Область применения результатов. Результаты исследований апробированы в условиях сервисного предприятия при проведении диагностирования ДВС легковых автомобилей и грузового автотранспорта, и могут быть применимы как авторемонтными мастерскими, так и автолюбителями.
Об авторах
Артур Гадифович Садриев
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: sadriev-artur@bk.ru
ORCID iD: 0009-0007-3473-3359
SPIN-код: 7612-3163
ResearcherId: ITU-6131-2023
магистрант кафедры «Вычислительная техника и инженерная кибернетика»
Россия, ул. Космонавтов, 1, г. Уфа, Республика Башкортостан, 450062, Российская ФедерацияДанир Миниахатович Шамсутдинов
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Email: danir@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-4981-3698
SPIN-код: 1334-8596
Scopus Author ID: 6507089452
ResearcherId: IQR-7200-2023
доцент кафедры «Эксплуатация наземного транспорта в нефтегазовой промышленности и строительстве», кандидат физико-математических наук
Россия, ул. Космонавтов, 1, г. Уфа, Республика Башкортостан, 450062, Российская ФедерацияСтанислав Анатольевич Вильцын
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Email: viltsyn_s.a@mail.ru
доцент кафедры «Вычислительная техника и инженерная кибернетика»
Россия, ул. Космонавтов, 1, г. Уфа, Республика Башкортостан, 450062, Российская ФедерацияМалик Халилович Низамутдинов
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Email: nizmal@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-9447-6126
SPIN-код: 7729-9170
ResearcherId: KIK-7379-2024
доцент кафедры «Эксплуатация наземного транспорта в нефтегазовой промышленности и строительстве», кандидат технических наук
Россия, ул. Космонавтов, 1, г. Уфа, Республика Башкортостан, 450062, Российская ФедерацияОльга Владимировна Иванова
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Email: olgachemist@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6678-8369
SPIN-код: 1380-7421
Scopus Author ID: 57195293974
ResearcherId: S-4929-2017
доцент кафедры «Эксплуатация наземного транспорта в нефтегазовой промышленности и строительстве», кандидат технических наук, доцент
Россия, ул. Космонавтов, 1, г. Уфа, Республика Башкортостан, 450062, Российская ФедерацияСписок литературы
- Вибродиагностика поршневых двигателей / Юдин П. Е., Лимонова И. А., Лиманов И. А. // Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: материалы Всерос. науч.-техн. конференции. Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева. 2011. С. 99-103.
- Волков Ю.В. Об особенностях оценки технического состояния дизелей на основе анализа вибросигналов // Вестник ВСГТУ. 2018. № 2. С. 5-12.
- Диагностирование газораспределительного механизма виброакус-тическим методом / Грищенко А.В., Шепелев В.Д., Альметова З.В., Шепелева Е.В. // Вестник ЮУрГУ. 2017. Т. 17, №3. С. 48-57.
- Диагностирование дизелей / Никитин Е.А., Станиславский Л.В., Улановский Э.А. и др. М: Машиностроение, 1987. 224 с.
- Ждановский Н.С. Диагностика автотракторных двигателей. Л.: Колос, 1977. 264 с.
- Костюков В. Н., Науменко А. П. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования: учебное пособие. Омск: ОмГТУ, 2002. 125 с.
- Котельников В. А. О пропускной способности "эфира" и проволоки в электросвязи // УФН. 2006. Том 176. №7. С. 762-770.
- Методика расчёта характеристик бензинового двигателя и дизеля с отключаемыми цилиндрами / Савастенко А.А., Алексеев И.В., Иванов И.Е., Яковенко А.Л., Савастенко Э.А. // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2018. № 2(53). С. 30-37.
- Новиков Д.С. Анализ вибрации двигателя в составе автомобильного силового агрегата: Дис. ... кандидата технических наук. Ярославль, 2013. 151 с.
- Оценка крутящего момента двигателя по внутрицикловой вариации угловой скорости коленчатого вала на автомобиле / Сафронов П.В., Першутин Е.А., Алексеев И.В., Иванов И.Е., Богданов С.Н. // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2012. № 1 (28). С. 50-56.
- Савастенко Э.А. Регулирование двигателя с искровым зажиганием изменением его рабочего объёма: Автореферат дис. ... кандидата технических наук. Москва, 2016. 15 с.
- Формирование вектора диагностических признаков на основе характеристической функции виброакустического 536 сигнала / Костюков В.Н., Науменко А.П., Бойченко С.Н., Кудрявцева И.С. // Контроль. Диагностика. 2016. № 8. С. 22-29.
- Sharkey A. J. C., Chandroth G. O. Acoustic emission, cylinder pressure and vibration: A nultisensor approach to robust fault diagnosis // IEEE, International Joint Conference on Neural Networks. Como, Itali. 2000. Vol. 6. P. 223-228.
- Gelle G., Colas M., Serviere C. Blind source separation: a tool for rotating machine monitoring by vibration analysis // Journal of Sound and Vibration. 2001. Vol. 248. P. 865-885.
- Shibata K., Takahashi A., Shirai T. Fault diagnosis of rotating machinery through visualization of sound signals // Mechanical Systems and Signal Processing. 2000. Vol. 14. P. 229-241.
- Geng Z., Chen J., Hull B. Analysis of engine vibration and design of an applicable diagnosis approach // International Journal of Mechanical Science. 2003. Vol. 45. P. 1391-1410.
- Wang Q.W., Ismail F., Golnarghi F. Assessment of gear damage monitoring techniques using vibration measurements // Mechanical Systems and Signal Processing. 2001. Vol. 5. P. 905-922.
- Zheng H., Li Z., Chen X. Gear fault diagnosis based on continuous wavelet transform // Mechanical System and Signal Processing. 2002. Vol. 16. P. 447-457.
Дополнительные файлы
