Идентификация дефектов топливной форсунки CRIN2 по спектрально-статистическому аналитическому ансамблю

Введение (постановка задачи и актуальность). Поддержание двигателей транспортных средств в исправном состоянии и заблаговременное выявление зарождающихся дефектов и неисправностей является актуальной задачей современности.

Цель исследований – создание теоретико-практической базы результатов анализа динамики спектральных, вейвлетных и статистических образов виброакустических сигналов.

Методология и методы. Анализ вибрационного фона с последующим вычислением множества математических параметров сегментированных фрагментов, выделенных из совокупности образов преобразований исходного сигнала.

Результаты и научная новизна. Разработана модель идентификации дефектов топливных форсунок по сигналу контролирующего датчика, базирующаяся на вычислении множества математических параметров. Разработаны алгоритмы и программная реализация вычисления спектрограммы, гистограммы и рангограммы, позволяющие выявлять периодические и квазипериодические процессы, доминирующие в механике топливных форсунок дизельных двигателей.

Практическая значимость. Полученные результаты по совокупности данных позволяют осуществлять достоверную идентификацию дефектов в узлах топливной аппаратуры дизельных двигателей и высокоточную оценку их остаточного ресурса, что позволяет проводить в агропромышленном комплексе организацию системы технического сервиса на основе цифровых технологий управления техническим состоянием машин.

1. Жешко А.А., Тарасенко В.Е., Ролич О.Ч., Дунаев А.В. Диагностирование многоканальной измерительной системой с гибкой структурой форсунок фирмы Bosch // Технический сервис машин. – 2021. – Т. 59. – № 1 (142). – С. 55–64. DOI: 10.22314/26188287-2021-59-1-55-64. EDN: TSGJXB.

2. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г. и др. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. – М.: Наука, 1984. – 119 с.

3. Кривцов С.Н., Зимин В.Г., Кривцова Т.И., Якимов И.В. Экспериментальное исследование влияния технического состояния электрогидравлических форсунок на топливную экономичность автомобиля с дизелем, оснащённым аккумуляторной топливоподающей системой // Труды НАМИ. – 2017. – № 1 (268). – С. 29–36. EDN: YUJEED.

4. Мордасов В.И., Сазонникова Н.А., Сорокина С.А. и др. Лазерная виброакустическая диагностика дефектов многослойных конструкций: учеб. пособие. – Самара: Изд-во СГАУ, 2008. – 80 с.

5. Герике П.Б., Сазонникова Н.А., Сорокина С.А. и др. Анализ виброакустических характеристик двигателей внутреннего сгорания // Горные машины и оборудование. – 2014. – № 2. – С. 15–18.

6. Щеглов В.А. О возможности диагностики цилиндропоршневой группы ДВС методом частотноамплитудного анализа сигнала вибрации с использованием вейвлет-анализа // Вестник науки и образования Северо-Запада России. – 2015. – Т. 1. – № 3. – С. 1–8.

7. Ширман А.Р., Соловьёв А.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. – М.: 1996. – 276 с.

8. Duarte-Forero J., Ramón-Ramón S.A., ValenciaOchoa G. Failure analysis in single-cylinder diesel engine SK-MDF300 through acoustic emissions // Respuestas, Journal of Engineering Sciences. – 2020. – No. 25 (2), May–August. – P. 83–90.

9. Fathi E. Fault detection and diagnosis in heavy duty diesel engines using acoustic emission. Doctoral thesis, University of Huddersfield. – November 2013. – 265 p.

10. Ribbens W.B., Naaseh M. Incipient failure detection in bus engine components / Center for Transit Research and Management Development University of Michigan Transportation Research Institute. – March, 1987. – 71 p.

11. Chaitidis G.D., Karakatsanis T.S., Kanakaris V. et al. Vibration analysis of a Common Rail diesel engine using biodiesel: a case study // Journal of Engineering Science and Technology Review. – 2019. – No. 12 (5). – P. 167–175.

12. Соловьёв В.И., Беляев В.И., Мачнев В.А. и др. Технология вибрационного диагностирования дизельных двигателей / ГОСНИТИ. – М.: 1979. – 41 с.

13. Тарасенко В.Е. Использование методов функционального диагностирования автотракторных двигателей / Современные проблемы и пути развития технического сервиса в АПК: материалы Международной науч.-практич. конф. (Минск, 5–6 июня 2024 года) / редкол.: Л.М. Акулович и др. – Минск: БГАТУ, 2024. – С. 49–55.

14. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. – М.: Машиностроение, 1987. – 288 с.

15. Тарасенко В.Е., Ролич О.Ч. Способ идентификации дефектов двигателя внутреннего сгорания транспортной или тяговой машины: патент 23682 Респ. Беларусь, МПК (2006) G01M 15/00, G06К 9/62; заявл. 03.02.2020; опубл. 28.01.2022. Афіцыйны бюл., 2022, № 2 (145). – С. 55.

16. Тарасенко В.Е., Мухля О.О., Бобриков М.Д., Попека Д.Д. Результаты диагностирования форсунки CRIN2 дизеля трактора «Беларус-3522.5» / Проблемы и перспективы развития инженерной науки в АПК: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 65-летию работы кафедры эксплуатации и ремонта машин инженерного факультета и 90-летию докт. техн. наук, профессора, почётного работника высшего профессионального образования Российской Федерации Зорина А.И., г. Ижевск, 13–15 февр. 2024 г. / Удмурдский гос. аграрный ун-т. – Ижевск: УдГАУ, 2024. – С. 47–53.

17. Тарасенко В.Е., Ролич О.Ч. Способ идентификации дефектов двигателя внутреннего сгорания транспортной или тяговой машины: патент BY23682, МПК G01M 15/00, G06К 9/62 (2006.01); № а 20200037: заявл. 03.02.2020; опубл. 28.01.2022. – 7 с.