Диагностирование газораспределительного механизма на основе контроля виброколебаний его элементов
Автор: Гриценко Александр Владимирович, Шепелев Владимир Дмитриевич, Бурцев Александр Юрьевич
Рубрика: Контроль и испытания
Статья в выпуске: 1 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
Работоспособность и эффективность работы двигателей существенно зависят от периодической диагностики их технического состояния. В настоящее время обнаружение повреждений на основе вибрации (измерение вибрационных характеристик конструкций и механизмов) является перспективной областью исследовательской деятельности. Рассмотрены особенности контроля и диагностики двигателей внутреннего сгорания с помощью виброакустического анализа. В статье разработан способ определения основных неисправностей газораспределительного механизма (ГРМ) (герметичность сопряжения «клапан-седло», тепловой зазор в приводе клапана, фазы открытия и закрытия клапанов), заключающийся в измерении и анализе виброакустических импульсов, вызванных работой отдельных элементов двигателя. В качестве параметров сигналов используется максимум амплитуды (пик) и момент возникновения виброимпульсов. За опорный сигнал ВМТ поршня исследуемого цилиндра принимается виброимпульс от соударения поршня об упругий наконечник, помещенный в камеру сгорания. Частота вращения коленчатого вала до 600 мин-1 (что не превышает частоту прокруткой стартером) не приводит к появлению опасных напряжений ни в одном из элементов двигателя и приспособления. При этом наконечник из Bflex пластика, как самый податливый элемент, может быть многократно использован. Для обеспечения безотказного процесса диагностирования проведены расчеты с помощью программного обеспечения - Solid Works Simulation и встроенный в него метод конечных элементов (МКЭ). Для расчета напряжений решающая программа находит перемещения в каждом узле, а затем вычисляет деформации и конечное напряжение. В результате исследования предложенный метод диагностирования позволят достичь точности до 96 %.
Вибродиагностика, газораспределительный механизм, клапана, зазор, частота вращения
Короткий адрес: https://sciup.org/147237465
IDR: 147237465
Список литературы Диагностирование газораспределительного механизма на основе контроля виброколебаний его элементов
- Real world emissions performance of heavy-duty Euro VI diesel vehicles / T. Grigoratos, G. Fontaras, B. Giechaskiel et al. //Atmospheric Environment. - 2019. - Vol. 201. - P. 348-359.
- NOx, NH3, N2O and PN real driving emissions from a Euro VI heavy-duty vehicle. Impact of regulatory on-road test conditions on emissions / P. Mendoza-Villafuerte, R. Suarez-Bertoa, B. Giechaskiel et al. // Science of the Total Environment. - 2017. - Vol. 609. - P. 546-555.
- Gad, M.S. Improving the diesel engine performance, emissions and combustion characteristics using biodiesel with carbon nanomaterials / M.S. Gad, B.M. Kamel, I. Anjum Badruddin // Fuel. -2021. - Vol. 288. - № 119665.
- Nagendramma, P. Development of ecofriendly/biodegradable lubricants: An overview / P. Nagendramma, S. Kaul // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2012. - Vol. 16. - № 1. -P. 764-774. DOI: 10.1016/j.rser.2011.09.002
- 5.. Enhanced tribological properties of diesel engine oil with Nano-Lanthanum hydroxide/reduced graphene oxide composites / B. Wu, H. Song, C. Li et al. // Tribology International. - 2020. - Vol. 141. -№ 105951. DOI: 10.1016/j.triboint.2019.105951
- Gritsenko, A. Diagnostics of friction bearings by oil pressure parameters during cycle-by-cycle loading / A. Gritsenko, E. Zadorozhnaya, V. Shepelev // Tribology in Industry. - 2018. - Vol. 2. -№ 40. - P. 300-310. DOI: 10.24874/ti.2018.40.02.13.
- Liu, X. Optimized design of fuel pump fault diagnosis experimental device and test program / X. Liu, B. Jing, H. Shi et al. // Journal of Vibration, Measurement and Diagnosis. - 2017. - Vol. 37. -№ 6. - P. 1187-1194. DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2017.06.018.
- Макушин, А.А. Аналитические исследования влияния конструкции ГРМ на показатели ДВС /А.А. Макушин //Автомобильная промышленность. - 2012. - № 3. - С. 12-16.
- Chamarthi, G.K. Comprehensive Diagnostic Methodology / G.K. Chamarthi, A. Sarkar, P. Baltusis et al. // SAE Technical Papers. - 2017. - March.
- Лютин, К.И. Вибродиагностика систем ДВС с использованием нейронных сетей / К.И. Лютин, В.Е. Федянов // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. -2007. - Т. 2, № 8 (34). - С. 88-90.
- Chen, J. Improved automated diagnosis of misfire in internal combustion engines based on simulation models / J. Chen, R. Bond Randall // Mechanical Systems and Signal Processin. - 2015. -Vol. 64. DOI: 10.1016/j.ymssp.2015.02.027
- Moskwa, J.J. A new methodology for use in engine diagnostics and control, utilizing "synthetic" engine variables: Theoretical and experimental results / J.J. Moskwa, W. Wang, D.J. Bucheger // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME. - 2001. - Vol. 123. -№ 3. - P. 528-534. DOI: 10.1115/1.1387019
- A review on application of artificial neural network (ANN) for performance and emission characteristics of diesel engine fueled with biodiesel-based fuels / A. Tuan Hoang, S. Nizetic, H. Chyuan Ong, W. Tarelko, V. Viet Pham, T. Hieu Le, M. Quang Chau, X. Phuong Nguyen // Sustainable Energy Technologies and Assessments. - 2021. - Vol. 47. - № 101416. DOI: 10.1016/j.seta.2021.101416.
- A review of optical diagnostic platforms and techniques applied in internal combustion engines / X. He, Y. Wu, X. Ma et al. // Shiyan Liuti Lixue/Journal of Experiments in Fluid Mechanics. -2020. - Vol. 34. - № 3. - P. 1-52. DOI: 10.11729/syltlx20200003
- Злотин, Г.Н. Анализ вибрационных свойств двигателя применительно к системам вибродиагностики механизма газораспределения /Г.Н. Злотин, К.И. Лютин //Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2008. - Т. 1. - № 6 (44). - С. 8-11.
- Гриценко, А.В. Метод диагностирования газораспределительного механизма по параметрам расхода воздуха и фаз газораспределения ДВС / А.В. Гриценко // АПК России. - 2012. -Т. 62. - С. 32-34.
- Повышение эффективности диагностирования тепловых зазоров клапанов ГРМ с помощью вибродатчика (акселерометра) /А.С. Балясников, А.В. Гриценко, К.В. Глемба и др. //АПК России. - 2018. - Т. 25. - № 3. - С. 377-387.
- Sohaib, M. Reliable Fault diagnosis of rotary machine bearings using a stacked sparse autoencoder-based deep neural network / M. Sohaib, J.M. Kim // Shock and Vibration. - 2018. -№ 2919637.
- Shiyuan, L. Detection of engine valve faults by vibration signals measured on the cylinder head / L. Shiyuan, G. Fengshou, A. Bal // Journal of Automobile Engineering. - 2006. - Vol. 220. -№ 3. - P. 379-386.
- Galiullin, L.A. Development of technical diagnostic system for internal combustion engines / L.A. Galiullin, R.A. Valiev, I.A. Galiullin // Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. -2019. - Vol. 16. - № 11. - P. 4569-4572.
