Wykrywanie luzu w układzie tłok-cylinder przy wykorzystaniu analizy EMD

• Autorzy: Czech P. , Madej H.

Warianty tytułu

EN

Detection of clearance in the piston-cylinder assembly using EMD analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono próbę oceny zużycia złożenia tłok-cylinder za pomocą sygnału drgań rejestrowanego na kadłubie silnika ZI. Obiektem badań był czterocylindrowy silnik spalinowy o pojemności 1,2 dm3. W badaniach zastosowano metodę empirycznej dekompozycji jako nowe podejście do diagnozowania uszkodzeń silników spalinowych. Poprzez zastosowanie tej metody w przeprowadzonych badaniach złożony sygnał drgań bloku silnika został rozłożony na szereg poziomów dekompozycji, umożliwiających rozróżnienie lokalnych właściwości sygnału w dziedzinie czasu. Uzyskane sygnały z procesu dekompozycji poddano analizie widmowej, w celu określenia ich cech energetycznych. Analizę przeprowadzono dla różnych pasm częstotliwości. Z przeprowadzonych badań wynika, że istnieje możliwość wykorzystania analizy EMD do oceny luzu w układzie tłok-cylinder.

EN

The paper presents an attempt to evaluate the wear of a piston-cylinder assembly with the aid of vibration signal recorded on the spark ignition (SI) engine body. The subject of the study was a four-cylinder combustion engine 1.2 dm3. In this research, an empirical mode decomposition (EMD) based approach for internal combustion engine fault diagnosis is investigated. EMD is a new time-frequency methods for analysing nonlinear and nonstationary signals generated by an IC engine. By using this method, the complicated vibration signal of the engine block was decomposed into an intrinsic mode function. It allowed us to differentiate local features of the vibration signal in time domain. Obtained signals were given under the analysis of the frequency domain to determine their energetic features. Analysis was conducted for various frequency bands. According to our studies, it is possible to utilise empirical mode decomposition (EMD) for the evaluation of the clearance in a piston-cylinder assembly.

Słowa kluczowe

PL

diagnostyka; silnik spalinowy; analiza EMD

EN

diagnosis; combustion engine; EMD analysis; empirical mode decomposition analysis

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 4
• Strony: 65--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czech P.

autor

Madej H.

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• 1. Dąbrowski Z., Madej H.: Masking mechanical damages in the modern control systems of combustion engines. J. of KONES, 2006, 13, 3.
• 2. Isermann R.: Diagnosis methods for electronic controlled vehicles. Vehicle System Dynamics, 36, 2-3.
• 3. Heywood J. B.: Internal combustion engines fundamentals. McGraw Hill Inc., 1988.
• 4. Madej H., Czech P.: Application the histogram of vibration spectrum of engine block for setting up the clearance model of the piston-cylinder assembly for PNN neural classifier. Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance, 2008, 2(154), 43, 83-92.
• 5. Madej H., Czech P.: Diagnostyka drganiowa luzu w układzie tłok-cylinder z wykorzystaniem współczynników Hoeldera. 4th Intern. Congress on Technical Diagnostics, Olsztyn, 2008.
• 6. Cempel C.: Diagnostyka wibroakustyczna maszyn. PWN, Warszawa, 1989.
• 7. Loutridis S. J.: Instantaneous energy density as a feature for gear fault detection. Mechanical Systems and Signal Processing, 2006, 20, 1239-1253.
• 8. Gao Q., et al.: Rotating machine fault diagnosis using empirical mode decomposition. MSSP 22, 2008, 1072-1081.
• 9. Huang N. E., Shen Z., Long S. R., et al.: The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and nonstationary time series analysis. Proc. of the Royal Society, London, 1998, 454, 903-995.
• 10. Junsheng C., et al.: Research on the intrinsic mode function (IMF) criterion in EMD method. MSSP 20, 2006, 817-824.
• 11. Loutridis S. J.: Damage detection in gear systems using empirical mode decomposition. Engineering Structures, 2004, 26, 1833-1841.
• 12. Pinesa D., Salvinob L.: Structural health monitoring using empirical mode decomposition and the Hilbert phase. J. of Sound and Vibration, 2006, 294, 97-124.
• 13. Yang Y., Yu D., Chen J.: A roller bearing fault diagnosis method based on EMD energy entropy and ANN. J. of Sound and Vibration, 2006, 294, 269-277.
• 14. Yu D., Chen J., Yang Y.: Application of EMD method and Hilbert spectrum to the fault diagnosis of roller bearings. Mechanical Systems and Signal Processing, 2005, 19, 259-270.