ВИБРОМОНИТОРИНГ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

  • А.В. Логунов Южный федеральный университет
  • А.Л. Береснев Южный федеральный университет
Ключевые слова: Двигатель внутреннего сгорания, диагностика, звук, вибромониторинг, искусственная нейронная сеть

Аннотация

Работа посвящена проблеме диагностирования автомобильных двигателей внутрен-
него сгорания. Проблема контроля состояния двигателей внутреннего сгорания сейчас
наиболее актуально из-за увеличения числа автомобилей и ужесточения экологических
требований. В работе рассмотрены последствия работы неисправного двигателя внут-
реннего сгорания. Целью работы является обоснование выбора из существующих методов
диагностики такого метода который способен помочь наиболее точно и быстро обнару-
жить неисправность. Для этого в работе подробно рассмотрены современные средства
диагностики, выделены принципы работы, достоинства и недостатки. С появлением со-
временных технологий давно известный метод оценки состояния двигателей внутреннего
сгорания по звуку может стать самым передовым, поскольку исключается человеческий
фактор, для обработки сигнала применяется вычислительная техника анализ звукового
спектра в которой осуществляется с помощью искусственных нейронных сетей. Примене-
ние искусственных нейронных сетей для анализа звукового спектра нашло применение в
распознавание речи и для диагностики заболеваний дыхательной системы. В статье рас-
смотрены механизмы, которые способны генерировать звуковые сигналы во время работы
двигателя внутреннего сгорания, некоторые из них фазированы т.е. привязаны к рабочим
тактам, некоторые не фазированы. Предложенный способ диагностики позволяет выде-
лить «полезные» звуки из общего числа шумов двигателя, после сравнительного анализа
указать на узел звук которого отличается от эталонного, исправного. Научная новизна
состоит в том, что процесс диагностики становится автоматизированным, все звуки,
снятые датчиками, обрабатывается в ЭВМ или специальном сканере, на дисплей выводит-
ся информация о состоянии тех или иных узлов, в отличие от традиционных методов где
диагностика осуществляется визуально или на слух. Таким образом повышается точность
диагностики и снижается общая трудоемкость за счет исключения частичной или полной
разборки двигателя.

Литература

1. Sharoglazov B.A., Farafontov M.F., Klement'ev V.V. Dvigateli vnutrennego sgoraniya: teoriya,
modelirovanie i raschet protsessov [Internal combustion engines: theory, modeling and calculation
of processes] Teoriya rabochikh protsessov i modelirovanie protsessov v dvigatelyakh
vnutrennego sgoraniya [Theory of working processes and modeling of processes in internal
combustion engines], 2005.
2. Shatrov M.G. Shum avtomobil'nykh dvigateley vnutrennego sgoraniya: ucheb. posobie [Noise
of automobile internal combustion engines: a textbook]. MADI, 2014.
3. Dryabzhinskiy O.E. Negativnoe vozdeystvie avtotransporta. Problema shumovogo zagryazneniya
[ Sovremennye tendentsii razvitiya nauki i tekhnologiy. – 2015. – № 8-4. – S. 91-94.
4. Chernyavskiy N.I. Laboratornyy praktikum po mezhdistsiplinarnomu kursu «Tekhnicheskoe
obsluzhivanie i remont avtomobil'nogo elektrooborudovaniya» [Laboratory workshop on the
interdisciplinary course "Maintenance and repair of automotive electrical equipment"].
Tol'yatti: Izd-vo PVGUS, 2016, 72 p.
5. Beresnev A.L., Beresnev M.A. Praktikum po laboratornym rabotam «Diagnostika DVS s
pomoshch'yu gazoanalizatora» [Workshop on laboratory work "Diagnostics of internal combustion
engines using a gas analyzer"]. Taganrog: Izd-vo TTI YuFU, 2011.
6. Beresnev A.L., Beresnev M.A., Bur'kov D.V. Praktikum po laboratornym rabotam «Diagnostika
elektrooborudovaniya DVS s pomoshch'yu motortestera». Dlya studentov spetsial'nosti
140607 [Workshop on laboratory work "Diagnostics of internal combustion engine electrical
equipment using a motor tester". For students of the specialty 140607]. Taganrog: Izd-vo TTI
YuFU, 2008.
7. Available at: http://www.adis-spb.ru/stati/417-o-motor-testerah.html (accessed 25 May 2020).
8. Bepesnev A.L., Bepesnev M.A. Vibpoakusticheskiy metod diagnostiki dvigatelya vnutrennego
sgoraniya [Vibroacoustic method of internal combustion engine diagnostics], Teoreticheskiy i
prikladnoy nauchno-tekhnicheskiy zhurnal mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie [Theoretical
and applied scientific and technical journal Mechatronics, automation, control], 2010,
No. 6 (111), pp. 27-32.
9. Solov'ev D.V., Ogorodnov S.M. Gazoraspredelitel'nyy mekhanizm dvigatelya [The gas distribution
mechanism of the engine]. Nizhniy Novgorod, 2011.
10. Czech P., Lazarz B., Madej H., Wojnar G. Vibration diagnosis of car motor engines, Acta
technica corviniensis – bulletin of engineering, 2010.
11. Scheffer C., Girdhar P. Practical machinery vibration analysis and predictive maintenance,
Newnes, 2004.
12. Patel V.N., Tandon N., Pandey R. K. Hindawi publishing corporation advances in acoustics
and vibration, Experimental study for vibration behaviors of locally defective deep groove ball
bearings under dynamic radial load, 2014.
13. Burdzik R., Doleček R. Research of vibration distribution in vehicle constructive, Perner’s
contacts, 2012, pp. 16-26.
14. Wang, X. Vehicle noise and vibration refinement, woodhead publishing limited, Cambridge,
2010.
15. Deulgaonkar, V.R. Review and Diagnostics of noise and vibrations in automobiles, International
journal of modern engineering research (IJMER), Vol. 1, No. 2, pp-242-246.
16. Zheretintsev I.A., Glushkov S.V., Zheretintseva N.N. Neyrosetevaya metodika tekhnicheskoy
diagnostiki dvigateley vnutrennego sgoraniya po spektral'nomu analizu shumovykh
kharakteristik [Neural network technique of technical diagnostics of internal combustion engines
by spectral analysis of noise characteristics], Vestnik morskogo gosudarstvennogo
universiteta [Bulletin of the Maritime State University], 2010, No. 37.
17. Patrick Sincebaugh, William Green. A neural network based diagnostic test system for armored
vehicle shock absorbers expert systems with applications, 1996, Vol. 11, No. 2,
pp. 237-244.
18. Krug P.G. Neyronnye seti i neyrokomp'yutery: ucheb. posobie po kursu «Mikroprotsessory»
[Neural networks and neurocomputers: a textbook on the course "Microprocessors"]. Moscow:
Izd-vo MEI, 2002.
19. Burakov M.V. Neyronnye seti i neyrokontrollery: ucheb. posobie [Neural networks and
neurocontrollers: a textbook]. Saint Pbetersburg: GUAP, 2013.
20. Gafarov F.M. Iskusstvennye neyronnye seti i prilozheniya: ucheb. Posobie [Artificial neural
networks and applications: a textbook]. Kazan': Izd-vo Kazan. un-ta, 2018.
21. Vakulenko S.A., Zhikhareva A.A. Prakticheskiy kurs po neyronnym setyam [Practical course on
neural networks]. Saint Pbetersburg, 2018.
Опубликован
2022-01-31
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ III. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ