Система определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания на основе измерения и анализа вибрации

Обложка

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 Федерация

Данир 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 Федерация

Станислав 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 Федерация

Малик 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 Федерация

Ольга 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 Федерация

Список литературы

  1. 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.
  2. Волков Ю.В. Об особенностях оценки технического состояния дизелей на основе анализа вибросигналов // Вестник ВСГТУ. 2018. № 2. С. 5-12.
  3. 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.
  4. Диагностирование дизелей / Никитин Е.А., Станиславский Л.В., Улановский Э.А. и др. М: Машиностроение, 1987. 224 с.
  5. Ждановский Н.С. Диагностика автотракторных двигателей. Л.: Колос, 1977. 264 с.
  6. Костюков В. Н., Науменко А. П. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования: учебное пособие. Омск: ОмГТУ, 2002. 125 с.
  7. Котельников В. А. О пропускной способности "эфира" и проволоки в электросвязи // УФН. 2006. Том 176. №7. С. 762-770.
  8. 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.
  9. Новиков Д.С. Анализ вибрации двигателя в составе автомобильного силового агрегата: Дис. ... кандидата технических наук. Ярославль, 2013. 151 с.
  10. 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.
  11. Савастенко Э.А. Регулирование двигателя с искровым зажиганием изменением его рабочего объёма: Автореферат дис. ... кандидата технических наук. Москва, 2016. 15 с.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Садриев А.Г., Шамсутдинов Д.М., Вильцын С.А., Низамутдинов М.Х., Иванова О.В., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).