Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 25

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
Time signals recorded by the on-board diagnostic system (OBD), describing the manner of vehicle’s movement in actual road conditions show non-stationarity and non-linearity, as well as statistical multiscalarity. In practice, it means that the analysis of registered time series requires modelling of non-linear phenomena. The aim of this study was to examine the nature of the vehicle speed profile in actual road conditions with the method of multifractal analysis. A number of studies indicates that the driving tests applied for many years have not been representative for the actual operating conditions of vehicles. For both the new Worldwide Harmonised Light duty Test Cycle (WLTC), a worldwide harmonised procedure of light vehicle testing, as well as in actual urban driving conditions along the measuring route, being subject to empirical research, confirmation of strong multifractal properties of the recorded vehicle speed time series have been obtained.
PL
Sygnały czasowe rejestrowane przez system diagnostyki pokładowej OBD i opisujące sposób ruchu pojazdu w rzeczywistych warunkach drogowych, wykazują niestacjonarność i nieliniowość oraz statystyczną wieloskalowość. W praktyce oznacza to, że analiza zarejestrowanych szeregów czasowych wymaga modelowania zjawisk nieliniowych. Celem niniejszej pracy było zbadanie charakteru profilu prędkości pojazdów w rzeczywistych warunkach drogowych metodą analizy multifraktalnej. Szereg badań wskazuje, że stosowane przez wiele lat testy jezdne nie były reprezentatywne dla rzeczywistych warunków eksploatacyjnych pojazdów. Zarówno dla nowego cyklu jezdnego WLTC, światowej zharmonizowanej procedury badań pojazdów lekkich jak i w rzeczywistych warunkach drogowych jazdy miejskiej na trasie pomiarowej, będącej przedmiotem badań doświadczalnych uzyskano potwierdzenie silnych własności multifraktalnych rejestrowanych szeregów czasowych prędkości pojazdu.
EN
The method for the fault diagnosing of the air intake system of a gasoline engine, not detected by the onboard diagnostics system in a car, is described in this article. The aim is to detect and identify such faults like changes in sensor characteristic, faults of mass airflow measurement in the intake manifold or manifold leakages. These faults directly affect the air intake system performance that results in engine roughness and a power decrease. The method is based on the generation of residuals on the grounds of differences in indications of the manifold absolute pressure (MAP) and mass air flow (MAF) sensors installed in the car and the virtual, model-based sensors. The empirical model for the fault-free state was constructed at stationary operations of the engine. The residuals were then evaluated to classify the system health. Investigations were conducted for a conventional gasoline engine with port-fuel injection (PFI) and for a gasoline direct injection engine (GDI).
PL
W artykule zaproponowano metodę diagnozowania usterek w układzie dolotowym powietrza silnika benzynowego, nie wykrywanych przez system diagnostyki pokładowej samochodu. Celem jest detekcja i identyfikacja takich błędów jak zmiana charakterystyk czujników, błędy pomiaru przepływu powietrza lub nieszczelności w kolektorze dolotowym. Te usterki wpływają bezpośrednio na działanie układu dolotowego, co powoduje nierównomierność pracy silnika lub zmniejszenie jego mocy. Metoda polega na generowaniu pozostałości na podstawie różnic we wskazaniach czujników ciśnienia bezwzględnego w kolektorze i przepływomierza powietrza zainstalowanych w samochodzie oraz czujników opartych na modelu wirtualnym. Model empiryczny stanu bezawaryjnego został utworzony dla pracy silnika w stanie ustalonym. Pozostałości są następnie oceniane w celu sklasyfikowania stanu systemu. Badania przeprowadzono dla konwencjonalnego silnika benzynowego z wtryskiem wielopunktowym (PFI) i silnika benzynowego z wtryskiem bezpośrednim (GDI).
EN
Vibrodiagnostic analysis of wearing and/or defects of complex rotating systems confirms the presence of non-linear, nonstationary and multiscale properties as well as long-term correlations of real signals. The recorded time series of vibrations are often of an impulse character. Probability distributions are different than Gaussian distributions and exhibit heavy-tails. These are important sources of multifractal dynamics, requiring advanced, data-based modelling methods. The reliable numerical algorithms, used for calculations of functions of stable distributions and multifractal properties, were applied in the approach presented in the hereby paper. Relations between parameters of stable distributions and singularity spectra indicate the possibility of applying both methods for modelling mechanical vibrations signals in diagnostics of complex systems. The performed investigations confirmed the possibility of modelling and assessing the observed states of the powertrain of vehicles with SI engines, on the bases of parameters of alpha-stable distribution (ASD) and parameterised entropy of mechanical vibrations signals.
PL
Wibrodiagnostyczna analiza zużycia i / lub wad złożonych układów wirujących potwierdza obecność nieliniowych, niestacjonarnych i wieloskalowych właściwości oraz długookresowe korelacje sygnalozywisych. Rejestrowane szeregi czasowe drgań mają często charakter impulsowy. Rozkłady prawdopodobieństwa odbiegają od rozkładów Gaussowskich i wykazują gruboogonowość. Są to ważne źródła dynamiki multifraktalnej, wymagające zaawansowanych metod modelowania bazującego na danych. W podejściu przedstawionym w pracy wykorzystano niezawodne algorytmy numeryczne służące do obliczania funkcji stabilnych dystrybucji i cech multifraktalnych. Relacje między parametrami stabilnych rozkładów i widmami osobliwości wskazują na możliwość zastosowania obu metod do modelowania sygnałów drgań mechanicznych w diagnostyce układów złożonych. Wykonane badania potwierdziły możliwość modelowania i oceny obserwowanych stanów układu napędowego pojazdu z silnikiem o zapłonie iskrowym, na podstawie parametrów rozkładów alfastabilnych (ASD) gęstości prawdopodobieństwa i entropii parametryzowanej sygnałów drgań mechanicznych.
4
Content available Model-based analysis of sensor faults in SI engine
EN
The article focuses on the fault not diagnosed by the OBD system. Apart from mechanical damages sensor faults are a serious group. Although the sensor values are constantly monitored, some errors are not detected. The article presents a diagnostic model of the air intake system of SI engine, which generates the control and work parameters of the engine for fault-free state. The parameters obtained from the reference model can be compared with the parameters measured for the engine in any operating condition. Based on the model the impact of sensor faults for other parameters was analyzed. Some errors can be masked by the adaptive control system of the engine, which changes the parameters of the engine control. Simulation tests were verified on the test bench.
PL
W artykule omówiono wyniki badań zjawiska emisji hałasu towarzyszącego pracy silnika Diesla na biegu jałowym, którego przyczyną są drgania mechaniczne generowane w zazębieniu kół skrzyni biegów. Zaproponowano statystyczną ocenę porównawczą poziomu tego hałasu w trakcie eksploatacyjnego zużycia lub rozwijającego się uszkodzenia. Metodę zilustrowano analizą przykładowych sygnałów hałasu pozbawionego, w subiektywnej ocenie, uciążliwych dźwięków oraz sygnałów ocenionych jako dźwięki o nadmiernym natężeniu. Porównywano miary statystyczne sygnału, ich skalogramy oraz rozkłady gęstości prawdopodobieństwa amplitud.
EN
The article discusses the results of the study of the noise emission of the Diesel engine running at idle, which is caused by the mechanical vibration generated by the impacts between the gear mesh. A statistically comparative assessment of the level of this noise during operational wear or damage development was proposed. The method was illustrated by the analysis of the sample signals noise-free in subjective assessment and signals judged as excessive noise. Signal measures, their scalograms, and amplitude distributions were compared.
PL
W artykule scharakteryzowano magistralę danych CAN stosowaną w pojazdach. Podano podstawowe informacje o wartościach napięć, protokole transmisji, budowie ramek. Przedstawiono stanowisko dydaktyczne zawierające drzwi samochodu Fiat Stilo wraz ze sterownikiem magistrali CAN. Przy pomocy analizatora CAN dokonano analizy ramek wysyłanych na magistralę.
EN
Paper discussed the CAN bus technology used in vehicles, basic information on signal voltages, transmission protocol, construction of frames. The educational position containing a car door of Fiat Stilo with CAN controller was showed. With the help of CAN analyzer the sample frames sent on the bus were identified.
EN
The investigation results of the emission of noises accompanying the diesel engine powertrain running in unloaded condition at low or idle speed, are presented in the hereby paper. The multifractal nature of the tested signals was confirmed by means of two groups of parameters. The proposed local parameters are based on the distribution of the probability density of measures, segregated into subsets according to pointwise Holder exponents. The obtained spectra constitute a set of multifractal measures related to singularities representing the local scaling of measures in various points of the time series. Global parameters were defined on the basis of multifractal measures of the parametrised Renyi’s entropy. These are properties treating summarily the whole spectrum of the emitted noise and reflecting changes of the vibroacoustic energy levels generated by noise sources. The tests encompassing simultaneous application of both groups of parameters confirmed their efficiency in the comparative analysis as well as in the subjective assessment of the noise level generated in the drive system of vehicles with diesel engines. This opens new possibilities within the simulation range of vehicle noises, for the needs of constructing the passive and active reduction systems of the effects of the vibroacoustic energy propagation.
PL
W pracy zasymulowano uszkodzenia w układzie dolotowym powietrza silnika o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa, które nie są wykrywalne przez system diagnostyki pokładowej samochodu, ale wyczuwalne przez użytkownika jako spadek mocy silnika lub jego nierównomierną pracę. Artykuł omawia wpływ badanych uszkodzeń na wskazania czujników w układzie dolotowym oraz na sterowanie silnikiem.
EN
The work is devoted to simulation of defects of the air intake system of spark ignition engine with gasoline direct injection (GDI), that are not recognized by on-board system diagnostics. The car user can feel them as loss of engine power or jerking. The article discusses the impact of the investigated damage to the sensor readings and engine control.
PL
W artykule omówiony został wpływ zużycia zębów skrzyni biegów w samochodzie na generowany sygnał przyspieszenia drgań mierzony na obudowie tej skrzyni. Sygnał został przetworzony trzema metodami: analizy widmowej FFT, filtracji cyfrowej oraz analizy falkowej. Następnie opracowano miary różnicujące stan przekładni dla każdej metody, które porównano ze sobą. Miary te mogą zostać użyte do diagnozowania stanu przekładni skrzyni biegów w sposób automatyczny.
EN
Paper discussed the impact of tooth wear generated in the car gearbox on the acceleration vibration signal measured on the gearbox housing. The signal was processed by three methods: FFT spectral analysis, digital filtering and wavelet analysis. Then the measures to differentiate condition of gears for each method were developed. These measures can be used to diagnose the state of gears gearbox automatically.
PL
W artykule przedstawiono propozycje modelowania sygnału drgań zespołu napędowego pojazdu w taki sposób, aby był skutecznym narzędziem detekcji uszkodzeń mechanicznych. Dla nowego silnika tworzony jest model referencyjny i jego miary, do których porównywane są pomiary kontrolne przeprowadzane w określonych odstępach czasu lub podczas przebiegu samochodu. Diagnozowanie odbywa się w czasie normalnej eksploatacji samochodu. W zależności od miejsca rejestracji sygnał drganiowy może być cyklostacjonarny lub przejściowy Zaproponowano również algorytm detekcji uszkodzeń. Opisana metoda pozwala na diagnozowanie on-board skrzyni biegów, przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, przegubów trójramiennych. Umożliwia także wykrywanie takich uszkodzeń silnika, jak: wypalenie zaworu wylotowego, zmiana luzu zaworowego, uszkodzenie uszczelki głowicy Metodę diagnozowania zilustrowano na przykładzie sygnału drgań zarejestrowanego dla zespołu napędowego samochodu Fiat Punto.
EN
Propositions of modelling vibrations signal of the vehicle drive system, in such a way that it will become the efficient tool of detection of the mechanical defects, are presented in the papen The reference model and its measures ara established for the new engine to which the control measurements, performed at the definite time intervals or car running are compared. Diagnostics is carried out during the normal engine maintenance. Depending on the place of recording the vibration signal can be either cyclostationary or transient. The algorithm of damage detection was proposed. This method allows to make the on-board diagnostics of a gearbox, main gearbox, differential gear and triple joints. It aiso enables the engine fault detection such as: the exhaust valve burning-out, valve clearance change and the head gasket defect. The diagnostic method was illustrated on the example of the vibrations signal recorded for the drive system of the Fiat Punto automobile.
EN
Mechanical defects of a vehicle driving system can be dangerous on the road. Diagnostic systems, which monitor operations of electric and electronic elements and devices of vehicles, are continuously developed and improved, while defects of mechanical systems are still not managed properly. This article proposes supplementing existing on-board diagnostics with a system of diagnosing selected defects to minimize their impact. It presents a method of diagnosing mechanical defects of the engine, gearbox and other elements of the driving system on the basis of a model of the vibration signal obtained adaptively. This method is suitable for engine valves, engine head gasket, main gearbox, joints, etc.
EN
A method of diagnostics of the automobile gearbox wearing out is presented in this paper. The procedure can be automatically realised during driving. To be able to perform such diagnostics the reference model of the vibration signal on the basis of the synchronously averaged signal was created for a new gearbox (in a good technical condition). In order to realize the procedure on-board this model must be easily identifiable. A complicated structural model was given up for the simpler model of the abstract vibrations signal. Three ways of modelling were presented: harmonic series, parametric ARMA (Auto Regressive Moving Average) model, and the wavelet model. The current vibration signal is recorded at the determined moment of driving and then compared with the reference model. After each overhaul or exchange of drive system elements the reference model should be identified again. Diagnostics is being done by comparing measures for the reference model and the currently measured - adequately processed - signal. The method was verified in the active experiment performed on the Fiat Punto automobile with a 5-speed gearbox. The described method can constitute the supplementation of on-board automobile system by the mechanical failures of the drive system. This procedure can be broadened by defects of the main gear, differential gear, articulated joints, bearing, engine exhaust valves, and engine head gasket.
PL
W artykule przedstawiono metodę diagnozowania zużycia samochodowej skrzyni biegów. Procedura realizowana może być automatycznie podczas jazdy samochodu. W tym celu dla nowej skrzyni (w dobrym stanie technicznym) tworzony jest model referencyjny sygnału drgań, na bazie sygnału uśrednionego synchronicznie. Aby procedura mogła być realizowana on-board, model musi być łatwo identyfikowalny. Zrezygnowano ze skomplikowanego modelu strukturalnego obiektu na rzecz prostszego modelu abstrakcyjnego sygnału drgań. Przedstawiono trzy sposoby modelowania: ciąg harmonicznych, model parametryczny ARMA i model falkowy. Bieżący sygnał drgań jest rejestrowany w określonym momencie jazdy, a następnie porównywany z modelem referencyjnym. Po każdym re-moncie lub wymianie elementów zespołu napędowego model referencyjny powinien być identyfikowany od nowa. Diagnozowanie następuje przez porównanie miar dla modelu bazowego i sygnału mierzonego na bieżąco oraz odpowiednio przetworzonego. Metoda została zweryfikowana w eksperymencie czynnym przeprowadzonym na samochodzie Fiat Punto z 5-biegową skrzynią biegów. Opisana metoda może stanowić uzupełnienie istniejących systemów pokładowych w samochodach o uszkodzenia mechaniczne zespołu napędowego pojazdu. Procedura może zostać rozszerzona o uszkodzenia przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, przegubów, łożysk oraz uszkodzenia zaworów wylotowych silnika i uszczelki głowicy silnika.
PL
W referacie zaproponowano metodę diagnozowania nieszczelności zawór wylotowy - cylinder w oparciu o pomiar sygnału drgań głowicy silnika. Przedstawiono wyniki analizy pomiarów sygnału drgań silnika w warunkach uszkodzonego zaworu wylotowego silnika oraz niewłaściwego luzu zaworowego. W tym celu przeprowadzono czynny eksperyment diagnostyczny na silniku samochodu Fiat Punto 1.2. W czasie testów drogowych zarejestrowano sygnał przyspieszenia drgań, a także pomocnicze sygnały służące synchronizacji oraz identyfikacji faz rozrządu. Wykorzystano przy tym naturalne wzmocnienie drgań w zakresie częstotliwości rezonansowej czujnika piezoelektrycznego. Zadowalające rezultaty uzyskano w oparciu o analizę falkową sygnału przyspieszenia drgań silnika. Wyznaczono miary sygnału w jednoznaczny sposób określający stan zaworu. Metoda jest nieinwazyjna, a badania przeprowadzane są w warunkach eksploatacyjnych. Z pewnymi modyfikacjami metoda może być zastosowana do diagnozowania zaworów on-line.
EN
The paper proposes the method of diagnosing of cylinder exhaust valve leakage based on the measurement of the cylinder head vibration signal. The results of vibration signal analysis of the engine with the damaged exhaust valve and with changed exhaust valve clearance are presented. In this purpose the diagnostic experiment was carried out with car engine Fiat Punto 1.4. During road test the acceleration vibration signal was recorded with additional signals for synchronization and engine timing. The natural amplification of vibration at the range of resonance frequency of the piezoelectric sensor was used. Satisfactory results were obtained based on wavelet analysis of engine vibration signal. The measures of signal were determined that allow determination of the valve condition. This is the non-invasive method and the investigations are conducted during car maintenance. With some modification the method can be used for on-line diagnosis of the exhaust valves.
EN
The results of the analysis of the engine vibration acceleration signal measured for the original and for the damaged engine head gaskets are presented in the paper. Examinations were performed in the Fiat Punto car with a four-cylinder SI engine. Vibration and synchronizing signals were recorded during the car driving at a constant speed since it has an essential influence on characteristics of the engine vibration signal. The spectral analysis of the vibration signal indicated amplitude increases within the broad frequency band: 5-25 kHz, with a maximum at 8 kHz. However, the spectrum can only serve as an indicator that a certain leakage or damage appears in the engine. More precise information can be found on the basis of the time frequency analysis. The wavelet analysis was performed by means of the Morlet wavelet. It turned out that such filtration allows for a distinct separation of vibration responses corresponding to the gasket leakage. Then the filtered signal envelope was determined and its average values for the engine with the original and with the damaged head gasket were estimated. It is clearly seen, that this measure increases twice when the damaged gasket is checked and thus that allows to formulate the diagnosis.
PL
W referacie przedstawiono wyniki analizy sygnału przyspieszenia drgań silnika pomierzonego dla nowej i uszkodzonej uszczelki głowicy silnika. Badania przeprowadzono na samochodzie Fiat Punto z silnikiem czterocylindrowym o zapłonie iskrowym. Rejestrowano sygnał drgań głowicy silnika i sygnały synchronizujące w czasie jazdy samochodem ze stałą prędkością, ponieważ ma ona istotny wpływ na charakterystyki sygnału drgań silnika. Przeprowadzona analiza widmowa sygnału drgań wykazała wzrost amplitud w szerokim paśmie częstotliwości 5-25 kHz, z maksimum dla 8 kHz. Jednak widmo może być tylko indykatorem, na jego podstawie można jedynie stwierdzić, że w silniku występuje nieszczelność lub uszkodzenie. Dokładniejszych informacji może dostarczyć analiza czasowo-częstotliwościowa. Wykonano analizę falkową przy użyciu falki Morleta. Okazało się, że przeprowadzenie takiej filtracji pozwala na wyraźne wyseparowanie odpowiedzi drganiowych związanych z nieszczelnością uszczelki. Następnie wyznaczono obwiednię sygnału przefiltrowanego i wyznaczono jego wartość średnią dla silnika z nową i uszkodzoną uszczelką głowicy. Widać wyraźnie, że miara ta wzrasta dwukrotnie przy badanym uszkodzeniu, co pozwala na sformułowanie diagnozy.
EN
An engine vibration and noise signal being applied for the engine combustion assessment contains also information on: a valve clearance, head gasket damage and wearing out of elements of a vehicle driving system. As the engine mileage increases the wearing out of driving system elements also increases, and in consequence the characteristics of vibration and noise generated by individual sub-assemblies are changing. Diagnosing of defects can be performed on the grounds of the model-based vibroacoustic signal by comparing the measured signal with this model. However, this model should be adapted after each changes of driving system elements and after each engine overhaul. Thus, it should be easily and fast automatically identifiable. The problem of changing vibration characteristics was illustrated on the example of the new Ford Fiesta engine and Fiat Punto engine of a considerable mileage (400 000 km). Time histories and vibration spectra for the engine in a good working condition and for the engine with the damaged exhaust valve were presented. Methods of generating the base model and its identification were proposed.
PL
Sygnał drgań i hałasu silnika jest wykorzystywany do oceny spalania w silniku ale niesie też informacje o luzie zaworowym, uszkodzeniu uszczelki głowicy i zużyciu elementów zespołu napędowego pojazdu. W miarę wzrostu przebiegu silnika rośnie zużycie elementów układu napędowego, a co za tym idzie, zmieniają się charakterystyki drgań i hałasu generowane przez poszczególne podzespoły. Diagnozowanie uszkodzeń można przeprowadzać na podstawie modelu bazowego sygnału wibroakustycznego przez porównanie sygnału zmierzonego podczas eksploatacji silnika z tym modelem. Jednak model ten powinien ulec adaptacji po każdorazowej wymianie elementów zespołu napędowego i każdym remoncie silnika. Musi więc być łatwo i szybko identyfikowalny, najlepiej w sposób automatyczny. Problem zmiany charakterystyk drganiowych przedstawiono na przykładzie drgań nowego silnika Ford Fiesta i silnika Fiat Punto o znacznym przebiegu (400 tys. km). Przedstawiono przebiegi czasowe i widma drgań dla silnika sprawnego i z wypalonym zaworem wylotowym. Zaproponowano metody generowania modelu bazowego i jego identyfikacji.
16
Content available remote Model of the vibration signal of the vehicle drive system as a diagnostic tool
EN
Propositions of modelling vibrations signals of a vehicle drive system in such a way that it will become an efficient tool of diagnostic mechanical defects are presented in the paper. In order to fulfil such requirements the model must be easily identifiable. The base model and its measures are established for a new engine to which the control measurements, performed at definite time intervals of vehicle operation, are compared. This base model must be actualised after each engine overhaul and as the casual wear progresses, since the vibration characteristics are - is such cases - changing. A complicated structural model of the vehicle drive system was given up for the mathematical description at a high abstraction stage. Since diagnostics is carried out during the normal engine exploitation, the defect signals must be really 'strong'. Depending on the place of recording, the vibration signal can be either cyclostationary or transient. Three methods of modelling were proposed in the dependence of the tested element and frequency range: the harmonic series, the parametric model, and the wavelet model. These methods allow the on-board diagnostics of the gearbox, main gearbox, differential gear, and triple joints. They make possible engine fault detection, such as the exhaust valve burning-out, valve clearance change, and the head gasket defect. These defects are, in general, not detected by the diagnostic system of the modern OBD engines, since they are masked by the electronic system of the engine control. The diagnostic method was verified on the example of the vibration signals recorded for the drive system of a Fiat Punto automobile.
PL
W artykule przedstawiono propozycje modelowania sygnału drgań zespołu napędowego pojazdu w taki sposób, aby był skutecznym narzędziem diagnozowania uszkodzeń mechanicznych. Aby model spełniał takie wymagania, musi być łatwo identyfikowalny. Dla nowego silnika tworzony jest model bazowy i jego miary, do których porównywane są pomiary kontrolne przeprowadzane w określonych odstępach czasu lub przebiegu samochodu. Model bazowy musi być uaktualniany po remoncie silnika oraz w miarę zużywania się silnika z powodu zmiany charakterystyk drganiowych. Zrezygnowano ze skomplikowanego modelu strukturalnego zespołu napędowego pojazdu na rzecz opisu matematycznego na wysokim szczeblu abstrakcji. Ponieważ diagnozowanie odbywa się w czasie normalnej eksploatacji samochodu, symptomy uszkodzenia muszą być naprawdę 'silne'. W zależności od miejsca rejestracji sygnał drganiowy może być cyklostacjonarny lub przejściowy. Zaproponowano trzy sposoby modelowania w zależności od badanego elementu i zakresu częstotliwości: ciąg harmonicznych, model parametryczny oraz model falkowy. Opisane metody pozwalają na diagnozowanie on-board skrzyni biegów, przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, przegubów trójramiennych. Umożliwiają także wykrywanie uszkodzeń silnika jak wypalenie zaworu wylotowego, zmiana luzu zaworowego, uszkodzenie uszczelki głowicy, które to uszkodzenia w zasadzie nie są wykrywane przez system diagnostyczny nowoczesnych silników OBD z powodu maskowania przez elektroniczny system sterowania silnikiem. Metodę diagnozowania zweryfikowano na przykładzie sygnału drgań zarejestrowanego dla zespołu napędowego samochodu Fiat Punto.
EN
A vibroacoustic signal of an internal combustion engine contains several diagnostic information, which are -for the most part - not utilised since they require complex processing methods in order to separate useful data and to eliminate disturbances. The way of analysis ofsuch complex signal depends on the diagnostic aim. It is a rich source of information not only concerning the combustion process, but also various mechanical defects occurring in the driving system (valves, clutch, gearbox). Wear of elements as well as small mechanical defects cause the adaptation of the control system to new parameters. Thus, in many cases these adaptive systems can be masking mechanical defects. Burning out of exhaust valves or an improper valve clearance are examples of such defects. The method of diagnostics of leakages in a system: exhaust valve - cylinder, on the basis of measuring the vibration signal of the engine head is proposed in the paper. The results of the analysis of the engine vibration signal under conditions of a defected exhaust valve and an increased valve clearance are presented. The active diagnostic experiment was performed on the engine of Fiat Punto 1.2. During road tests the vibrations acceleration signal was recorded as well as certain auxiliary signals used for a synchronisation and identification of engine timing. The natural acceleration of vibrations in the resonance frequency range of the piezoelectric sensor was utilized. The vibration signal was pre-processed i.e. filtered, synchronously averaged and windowed. Satisfying diagnostic results of the valve defect or the improper valve clearance were obtained on the basis of the analysis of the engine vibration acceleration signal envelope. The signal measures explicitly indicating the valve condition were determined. The method, after certain modifications, can be applied for the on-line valve diagnostics.
EN
The results of investigations on the measure assignment of single cylinder filling up of the SI engine using voltage signal of the constant-temperature air-mass meter HFM-5 made by BOSCH were presented in the paper. Output voltage signal coming from the meter is connected with air mass filling up the cylinder by the 6th order equation. It was established that the voltage signal measure in whole filling up range can be its average value assigned in the initial, limited filling angle range, calculated from inlet valve opening moment. This measure maps accurate enough the average value of air-mass meter voltage signal calculated for whole filling up range only for rotational speeds less then 1250 rpm. Above this value the correction of the measure is necessary, linearly dependent of rotational speed. It accomplishes the method of forecast of filling up the cylinder and make the forecast accuracy worse. The analyze of the measure character allows to fix the range of rotational speed in which the speed of air-mass meter is sufficient enough for measuring and prognosing the cycle filling up. For HFM-5 air-mass meter its usefulness is documented for rotational speeds lower than 1250 rpm in full range of engine load
PL
W publikacji przedstawiono wyniki badań wykonanych w celu wyznaczenia estymaty napięciowego sygnału napełniania cylindra silnika Zł generowanego przez stałotemperaturowy termoanemometr HFM-5 firmy BOSCH. Napięciowy sygnał wyjściowy z tego miernika powiązany jest równaniem 6. stopnia z masowym wydatkiem powietrza napełniającego cylinder. W wyniku badań ustalono, że estymatą sygnału napięciowego w całym przedziale napełniania może być jego wartość średnia wyznaczona w początkowym, ograniczonym przedziale kątowym napełnienia, liczonym od kąta otwarcia zaworu dolotowego. Miara ta odwzorowuje z wystarczającą dokładnością wartość średnią napięciowego sygnału z HFM-5 obliczoną dla całego przedziału napełniania tylko do prędkości obrotowej n w przybliżeniu 7250 obr/min. Powyżej tej prędkości konieczna jest korekta wartości estymaty, zależna liniowo od prędkości obrotowej. Komplikuje to sposób prognozowania napełnienia cylindra oraz obniża dokładność prognozy. Analiza właściwości tej estymaty pozwala jednocześnie ustalić zakres prędkości obrotowej, w którym szybkość działania termoanemometru jest wystarczająca dla pomiaru i prognozowania cyklowego napełnienia. W przypadku miernika HFM-5, jego przydatność jest udokumentowana dla prędkości obrotowych nie większych niż 1250 obr/min w pełnym zakresie obciążeń silnika.
EN
Vibration signal of the reciprocating engine may be described in several ways depend on the diagnostic purpose. For detecting non-uniform cylinder operation, for instance, lower harmonics of shaft vibration are interested. Then the signal can be assumed as stationary, ergodic and harmonic and may be expressed as a Fourier series. Assuming that transients are statistically independent some vibrations can be modeled as periodic transients, for instance piston slap. Transients may overlap each other and are buried in additive noise. Then the statistical methods are useful like periodically time-varying autoregressive model. In the paper different approaches to modeling of engine vibration signal are proposed. Particular methods of signal describing are dedicated to diagnostics of different components or processes of the reciprocating engine. Described diagnostic model propositions are illustrated by examples of four stroke spark ignition engine.
PL
Sygnał drgań silnika spalinowego może być opisywany na wiele różnych sposobów w zależności od diagnozowanego podzespołu lub procesu. W celu obserwacji nierównomiernej pracy cylindrów, na przykład, monitorowanych jest kilka harmonicznych, czyli niskie częstotliwości sygnału. W takim przypadku sygnał może być opisany w postaci szeregu Fouriera. W innym przypadku, zakładając że odpowiedzi systemu na różne wymuszenia jednostkowe, jak zamykanie zaworów lub zwrot tłoka w cylindrze występują niezależnie i w ustalonej kolejności, drgania można opisać jako ciąg drgań przejściowych. Często jednak jest to sygnał zaszumiony, a drgania zachodzą na siebie. Wtedy użyteczne okazują się statystyczne modele, jak opisany w artykule model autoregresyjny ze zmiennymi w czasie współczynnikami. Wymienione wyżej metody modelowania zostały opisane w artykule w zastosowaniu do silnika czterocylindrowego o zapłonie iskrowym.
PL
Sygnał wibroakustyczny silnika spalinowego jest obecnie wykorzystywany do oceny spalania w silnikach o zapłonie iskrowym. Tymczasem jest on bogatym źródłem wiedzy nie tylko o procesie spalania, lecz również świadczy o różnych uszkodzeniach mechanicznych mających miejsce w zespole napadowym, dotyczących zaworów, sprzęgła, skrzyni biegów. W artykule opisano badania wykonane na silniku spalinowym o zapłonie iskrowym, obejmujące pomiar drgań bloku silnika oraz pomiary dodatkowych sygnałów z czujników, umożliwiające ustalenie parametrów pracy silnika i faz rozrządu. Badania wykonano podczas testów drogowych, a ich celem było oszacowanie wpływu prędkości obrotowej, obciążenia i warunków nawierzchni drogowej na drgania bloku silnika. Sygnał poddano przetworzeniu metodą filtracji, analizy widmowej oraz krótkookresowej transformaty Fouriera. Wykonane pomiary są podstawą opracowania wibroakustycznego modelu diagnostycznego służącego do oceny stanu elementów mechanicznych silnika, tj. zaworów, tłoków itp.
EN
The vibroacoustic signal is used currently in engine diagnostics only to evaluate knock combustion in spark ignition engines. Meanwhile it is a rich source of knowledge not only about the process of combustion, but also about various mechanical defects which happen in driving unit and which concern valves, clutch and gearbox. The paper describes measurements of vibration and additional signals from engine sensors that enable evaluation of work parameters and engine timing control. Investigations were conducted on the road and their purpose was evaluation of influence of rotational speed, load and road surface on engine vibration. The vibration signal was filtered and analyzed with Fourier transform and short-time Fourier transform. Conducted measurements are the base of vibroacoustic diagnostic model that should be worked out for detecting of mechanical defects of valves, pistons etc. in a reciprocating engine.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.