| Περιγραφή: |
Гриценко Александр Владимирович, доктор технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, alexgrits13@mail.ru Шепелев Владимир Дмитриевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, shepelevvd@susu.ru Бурцев Александр Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Горное дело и техносферная безопасность», Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева (г. Белово), burceval2009@yandex.ru A.V. Gritsenko1, alexgrits13@mail.ru V.D. Shepelev1, shepelevvd@susu.ru A.Yu. Burtsev2, burceval2009@yandex.ru 1 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation 2Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev, Belovo, Russian Federation 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 %. The operability and efficiency of the engines significantly depend on the periodic diagnostics of their technical condition. Currently, vibration-based damage detection (measurement of vibration characteristics of structures and mechanisms) is a promising area of research activity. The features of monitoring and diagnostics of internal combustion engines using vibroacoustic analysis are considered. In the article a method has been developed for determining the main malfunctions of the gas distribution mechanism (tightness of the valve-seat coupling, thermal gap in the valve actuator, valve opening and closing phases), consisting in measuring and analyzing vibroacoustic pulses caused by the operation of individual engine elements. The maximum amplitude (peak) and the moment of occurrence of vibration pulses are used as signal parameters. A vibration pulse from the impact of the piston on the elastic tip placed in the combustion chamber is taken as the reference signal of the TDC of the piston of the cylinder under study. The speed of rotation of the crankshaft up to 600 min¯¹ (does not exceed the frequency of scrolling by the starter) does not lead to the appearance of dangerous stresses in any of the elements of the engine and the device. At the same time, the tip made of Bflex plastic, as the most malleable element, can be repeatedly used. To ensure a trouble-free diagnostic process, calculations were carried out using the software – Solid Works Simulation and the finite element method (FEM) built into it. To calculate the stresses, the solver finds the displacements at each node, and then calculates the deformations and the final stress. As a result of the study, the proposed diagnostic method allows to achieve an accuracy of up to 96 %. |