Use of bispectral measures in the defects analysis of the fuel supply system of the self-ignition engine

• Autorzy: Boruta G. , Jasiński M.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie miar bispektralnych w analizie uszkodzeń układu zasilania silnika ZS

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The central issue is extract the relevant diagnostic information from vibroacoustic signal of engine and use it in defects analysis process. The value of the information contained in the bispectrum consists of, among others, the fact that it enables examination of statistical relations between individual components of the spectrum as well as to detect the components generated as a result of occurrence of non-linear effects and the additional feedback associated with the emerging defects. Thus mean that bispectral measures like: diagonal bispectrum, row bispectrum, max bispectrum, residual bispectrum are useful in detection of engine defects. The object of the experiment was a type S359 run-in six-cylinder, in-line, unsupercharged engine with self-ignition. We realized an active experiment during which we changed the values of parameters of the technical condition without disassembling the engine or only while disassembling some of its elements but while not disturbing the main structure of the engine. The goal of the paper was to demonstrate that it is possible to diagnose defects in a self-ignition engine based on bispectral measures. It's confirm the conclusion that non-linear effects are dominant in defects development.

PL

Głównym zadaniem było wyestrachowanie istotnej diagnostycznie informacji z sygnału wibroakustycznego, zarejestrowanego na silniku i wykorzystanie jej w procesie analizy uszkodzeń. Cenność informacji zawartej w bispektrum polega na tym, że pozwala ono badać statystyczne zależności pomiędzy poszczególnymi składowymi widma oraz wykrywać składowe powstałe w wyniku występowania efektów nieliniowych i dodatkowych sprzężeń zwrotnych związanych z powstającymi uszkodzeniami. Oznacza to, że miary bispektralne takie ja: bispektrum diagonalne, bispektrum wierszowe, bispektrum maksymalne, bispkektrum residualne są użyteczne w wykrywaniu uszkodzeń silnika. Obiektem badań był rzędowy, sześciocylindrowy, wolnossący silnik o zapłonie samoczynnym typu S359. Zrealizowano eksperyment czynny, podczas którego zmieniano parametry stanu technicznego bez demontażu silnika lub z demontażem pewnych elementów, nie zaburzającym jednak głównej struktury silnika. Celem pracy było wykazanie, że możliwe jest diagnozowanie uszkodzeń w silniku ZS, na podstawie miar bispektralnych. Potwierdza to wniosek o dominowaniu efektów nieliniowych w powstawaniu uszkodzeń.

Słowa kluczowe

EN

vibroacoustic diagnostics of the self-ignition engine; bispectral analysis; bispectral measures

PL

diagnostyka wibroakustyczna silnika ZS; analiza bispektralna; miary bispektralne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 3
• Opis fizyczny: Pełny tekst na DVD, Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Boruta G.

autor

Jasiński M.

• University of Warmia and Mazury

Bibliografia

• [1] IPM WAT TEAM: Final verification of realization of a research work entitled ”Experimental examination of vehicles manufactured by FSC - Starachowice. Results of operational reliability tests of STAR-200 trucks from a trial series. WAT, Warsaw, 1980.
• [2] Mączak J., Local meshing plane as a source of diagnostic information for monitoring the evolution of gear faults. Engineering Asset Lifecycle Management, t. 19, D. Kiritsis, C. Emmanouilidis, A. Koronios, i J. Mathew, Ed. London: Springer London, 2010, pp. 661-670.
• [3] Mączak J., Szczurowski K., Research into the influence of environmental conditions on the dynamic response of the prestressed concrete structures. Institute of Vehicles Scientific Papers, No 5(81), 2010, pp. 111-118 (in Polish).
• [4] Dybała J., Use of task-oriented dynamic resampling in reduction of signal nonstationarity. Diagnostyka, Vol. 48, No 4, 2008, pp. 25-30.
• [5] Radkowski S., Gumiński R., Spectrum width factor as a diagnostic parameter determining the degree of damage of tooth surface. Diagnostyka, Vol. 53, No 1, 2010, pp. 55-60.
• [6] Radkowski S., Smalko Z., Piętak A., Woropay M.: Use of Bispectral Analysis In Condition Monitoring of Machinery. Proceedings of Third European Workshop Structural Health Monitoring, 2006, pp. 627–634.
• [7] Yang W., Towards Dynamic Model-Based Prognostics for Transmission Gears, SPIE Conference Proceedings, Vol. 4733, 2001, pp. 157–167.
• [6] Kocia B., Kukliński Z., Łukowski Z., Pałacha R., Zapłoński W.: Construction and repair of STAR 266 and related trucks. WPM „WEMA”, Warszawa 1988 (in Polish).
• [9] Boruta G.: Analysis of diagnostic information contained in vibroacoustic signal with the regulated parameters of a piston-type combustion engine Ph.D. thesis, Poznań University of Technology, 2006 (in Polish).
• [10] Boruta G., Jasiński M.: The Multidimensional Diesel Engine Diagnosis Based on the Vibroacoustic signal spectrum analysis. Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 15, No. 4, 2008, pp. 63-72.
• [11] Jasinski M., Radkowski S.: Use of the higher spectra in the low-amplitude fatigue testing. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 25, 2011, pp. 704–716. doi:10.1016/j.ymssp.2010.06.001