RU2736683C1 - Diagnostic method of internal combustion engine - Google Patents

Diagnostic method of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2736683C1
RU2736683C1 RU2019129903A RU2019129903A RU2736683C1 RU 2736683 C1 RU2736683 C1 RU 2736683C1 RU 2019129903 A RU2019129903 A RU 2019129903A RU 2019129903 A RU2019129903 A RU 2019129903A RU 2736683 C1 RU2736683 C1 RU 2736683C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
internal combustion
combustion engine
energy
vibration
Prior art date
Application number
RU2019129903A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Викторович Горидько
Original Assignee
Вячеслав Викторович Горидько
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Викторович Горидько filed Critical Вячеслав Викторович Горидько
Priority to RU2019129903A priority Critical patent/RU2736683C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736683C1 publication Critical patent/RU2736683C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/04Testing internal-combustion engines
    • G01M15/12Testing internal-combustion engines by monitoring vibrations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: technical diagnostics.
SUBSTANCE: diagnostic method of internal combustion engine (ICE) relates to the field of technical diagnostics, in particular to measurement equipment, based on measurement of the active value of the frequency spectrum, electrical energy vibration of the ICE body surface of the new article and its effective value for moments after repair use, the method consists in measuring working rod R of crank-conrod, cylinder-piston, gas-distributing and other ICE mechanisms, working motor resource is measured by amplitude of vibration energy of the housing surface for all working volumes of cylinders (WVC) in ICE of all types, during start-up, determined by the vibration energy measurement sensor, the sensor measuring the vibration energy of the ICE housing surface comprises a sound frequency microphone which is mounted in the pointed-on vibration probe, ICE working motor resource is evaluated according to the Poisson reliability law by the parameter "a", the compression value in the WVC of all ICE types, the working motor resource is determined by the formula R=(In/Ie) × 100 W, where: In is the effective value of electric current of the new ICE, Ie is the effective value of electric current at the moment of start-up, the start-up time of the internal combustion engine is set by formula Tstart≥Tfc. Start-up time of all types of ICE shall be greater than or equal to the time of the full cycle of energy conversion in all WVC in ICE, where Tstart is ICE starting time, Tfc is time of full cycle of energy conversion in ICE.
EFFECT: invention discloses a diagnostic method of an internal combustion engine.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области технической диагностики, в частности к измерительной технике, основанной на измерении действующего значения спектра частот, электрической энергии вибрации поверхности корпуса двигателя внутреннего сгорания (ДВС) нового изделия и действующего его значения на моменты после ремонтного использования.The invention relates to the field of technical diagnostics, in particular to measuring equipment based on measuring the effective value of the frequency spectrum, electrical energy of vibration of the surface of the body of an internal combustion engine (ICE) of a new product and its effective value at moments after repair use.

В предлагаемом изобретении осуществляют оцифрованную диагностику по энергии звука вибрации корпуса ДВС во время движения встроенных деталей, механических изделий любого типа и конструкцийIn the proposed invention, digitized diagnostics is carried out by the energy of the vibration sound of the internal combustion engine body during the movement of built-in parts, mechanical products of any type and structures

Диагностика ДВС измерением рабочего моторесурса R производится прокручиванием стартером коленчатого вала (КВ) ДВС в течение 1-2 сек или ручным приводом, при отключенных системах зажигания и питания.Diagnostics of the internal combustion engine by measuring the operating motor resource R is carried out by cranking the crankshaft (CV) of the internal combustion engine with the starter for 1-2 seconds or by manual drive, with the ignition and power supply systems turned off.

Известен способ диагностики по энергии шумов в рабочих объемах цилиндров газораспределительного, цилиндропоршневого, кривошипно-шатунного и других механизмов ДВС (варианты).A known method for diagnosing the energy of noise in the working volumes of cylinders of gas distribution, cylinder-piston, crank and other mechanisms of internal combustion engines (options).

(См. патент на изобретение РФ №2545253, заявл.30.07.2013, опубл. 10.02.2015 по кл. МПК - G01M 15/05, G01M 15/00)(See patent for invention of the Russian Federation No. 2545253, application 07/30/2013, publ. 02/10/2015 by class IPC - G01M 15/05, G01M 15/00)

Недостатком указанного способа является разделение измеряемой величины рабочего моторесурса ДВС на составляющие рабочих моторесурсов, каждого рабочего объема цилиндров (РОЦ), в многоцилиндровых ДВС, при этом оценка общего рабочего моторесурса ДВС как целого неделимого механизма затруднена.The disadvantage of this method is the division of the measured value of the working motor resource of the internal combustion engine into components of the working motor resources, each working volume of the cylinders (ROC), in multi-cylinder internal combustion engines, while the assessment of the total working motor resource of the internal combustion engine as a whole indivisible mechanism is difficult.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу диагностики ДВС, заключающемуся в измерении рабочего моторесурса кривошипно-шатунного, цилиндропоршневого, газораспределительного и других механизмов ДВС по энергии шумов в рабочем объеме цилиндра (РОЦ), обусловленных перемещением воздуха при прокручивании коленчатого вала ДВС, причем в качестве измерительного устройства выбирают Датчик шумов (ДШ), преобразующий шум, возникающий при взаимодействии деталей во время прокручивания коленчатого вала, в электрическую энергию, которая соответствует величине степени износа деталей механизмов на момент измерения рабочего моторесурса.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed method for diagnosing an internal combustion engine, which consists in measuring the working motor resource of the crank, cylinder-piston, gas distribution and other internal combustion engine mechanisms in terms of noise energy in the working volume of the cylinder (ROC), caused by the movement of air when cranking the internal combustion engine crankshaft, moreover, a noise sensor (SN) is selected as a measuring device, which converts the noise arising from the interaction of parts during crankshaft cranking into electrical energy that corresponds to the amount of wear of the mechanism parts at the time of measuring the working motor resource.

(См. патент на изобретение РФ №2582730 по классу МПК-7: G01M 15/00, G01M 15/12 заявлен. 29.05.2015 г., опубликован. 27.04.6. «Способ измерения рабочего моторесурса кривошипно-шатунного, цилиндропоршневого, газораспределительного и других механизмов ДВС по энергии шумов в рабочем объеме цилиндра (варианты)».(See patent for invention of the Russian Federation No. 2582730 in the class of MPK-7: G01M 15/00, G01M 15/12 declared. 05/29/2015, published. 04/27/6. "Method for measuring the working motor resource of a crank, piston-cylinder, gas distribution and other ICE mechanisms by noise energy in the working volume of the cylinder (options) ".

Недостатки выше указанного способа заключаются в том, что датчик измерения энергии шумов располагают на разделе среды РОЦ в ДВС и окружающей средой, ибо измерение рабочего моторесурса производят для каждого РОЦ раздельно при прокручивании КВ.The disadvantages of the above method are that the sensor for measuring the noise energy is located on the section of the RTC environment in the internal combustion engine and the environment, since the working motor resource is measured for each RTC separately when scrolling the HF.

Технической задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение достоверности диагностических данных и упрощение оценки рабочего моторесурса ДВС как целого неделимого механизма.The technical objective of the claimed invention is to expand the functionality, increase the reliability of diagnostic data and simplify the assessment of the working motor resource of the internal combustion engine as a whole indivisible mechanism.

Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу является измерение рабочего моторесурса по амплитуде энергии вибрации поверхности корпуса, для всех РОЦ в ДВС всех типов, при запуске в работу, определяемой датчиком измерения энергии вибрации.The technical result that allows to solve this problem is to measure the working motor resource by the amplitude of the vibration energy of the body surface, for all RTCs in the internal combustion engine of all types, at startup, determined by the vibration energy measurement sensor.

Поставленная задача достигается тем, что в способе диагностики ДВС, заключающемся в измерении рабочего моторесурса кривошипношатунного, цилиндропоршневого, газораспределительного и других механизмов ДВС, согласно предлагаемого изобретению Рабочий моторесурс определяют по формуле R=(Iн/Id) × 100% Vat., где:The task is achieved by the fact that in the method for diagnosing the internal combustion engine, which consists in measuring the working motor resource of the crank, cylinder-piston, gas distribution and other mechanisms of the internal combustion engine, according to the proposed invention, the working motor resource is determined by the formula R = (I n / I d ) × 100% Vat., Where :

Iн - действующее значение электрического тока нового ДВС,I n - the effective value of the electric current of the new internal combustion engine,

Id - действующее значение электрического тока на момент запуска в работу.I d - the effective value of the electric current at the time of start-up.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемый способ диагностики ДВС неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».The studies carried out on patent and scientific and technical sources of information indicate that the proposed method for diagnosing internal combustion engines is unknown and does not follow explicitly from the studied state of the art, i.e. meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Предлагаемый способ может найти широкое применение в области измерительной техники т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью, следовательно, заявляемый способ соответствует критерию «промышленная применимость».The proposed method can be widely used in the field of measuring technology because This requires known materials and standard equipment, widely produced by domestic and foreign industries, therefore, the claimed method meets the criterion of "industrial applicability".

Предлагаемый способ диагностики ДВС отличается от известных способов тем, что датчик измеряет энергию вибрации поверхности корпуса ДВС и находится в окружающей среде.The proposed method for diagnosing an internal combustion engine differs from the known methods in that the sensor measures the vibration energy of the surface of the internal combustion engine body and is in the environment.

Измерение энергии спектра частот на поверхности корпуса, эквивалентно всем силам технологических процессов происходящих в полости каждого РОЦ в ДВС, любого типа.Measuring the energy of the frequency spectrum on the surface of the body is equivalent to all the forces of technological processes occurring in the cavity of each RTC in an internal combustion engine, of any type.

Поскольку корпус ДВС объединяет все РОЦ в ДВС, связанных с единым коленчатым валом, то диагностика измерением рабочего моторесурса происходит за один оборот коленчатого вала в 2 тактном и за 2 оборота коленчатого вала в 4 тактном ДВС.Since the internal combustion engine housing unites all the ROCs in the internal combustion engine connected with a single crankshaft, diagnostics by measuring the operating motor resource occurs in one crankshaft revolution in 2-stroke and in 2 crankshaft revolutions in a 4-stroke internal combustion engine.

Время допустимое для запуска в работу ДВС, является основным параметром для предлагаемого способа диагностики, измерением рабочего моторесурса.The time allowed for starting the internal combustion engine is the main parameter for the proposed diagnostic method, measuring the working motor resource.

Время, допустимое для запуска в работу ДВС должно быть равно или больше времени полного цикла преобразования энергии в ДВС Тзап.≥Тп.ц.., где:The time allowed for starting the internal combustion engine must be equal to or greater than the time of the complete cycle of energy conversion in the internal combustion engine T zap. ≥T p.ts. ., where:

Тзап - время запуска ДВС, Тп.ц. - время полного цикла преобразования энергии во всех РОЦ в ДВС.T zap - the time of starting the internal combustion engine, T p.ts. - the time of the complete cycle of energy conversion in all RTCs in ICEs

Датчик для измерения энергии вибрации в точке поверхности корпуса содержит микрофон звукового диапазона частот, любого типа нано технологических компонентов, вмонтированный в остроконечный вибра проводной щуп, для измерения величины энергии спектра частот вибрации, в любых точках однородного тела корпуса ДВС.A sensor for measuring vibration energy at a point on the surface of the body contains a microphone of an audio frequency range, of any type of nanotechnological components, mounted in a pointed vibration of a wire probe, for measuring the energy of the vibration frequency spectrum, at any points of a homogeneous body of the internal combustion engine body.

Сущность предлагаемого способа диагностики ДВС, заключающегося в измерении рабочего моторесурса кривошипношатунного, цилиндропоршневого, газораспределительного и других механизмов ДВС по амплитуде энергии вибрации поверхности корпуса, для всех РОЦ в ДВС, при запуске, определяемой датчиком измерения энергии вибрации, поясняется чертежами для двухтактных и четырехтактных двигателей, где представлены:The essence of the proposed method for diagnosing an internal combustion engine, which consists in measuring the working motor life of a crank, cylinder-piston, gas distribution and other internal combustion engine mechanisms according to the vibration energy amplitude of the body surface, for all RTCs in an internal combustion engine, at startup, determined by a vibration energy measurement sensor, is explained by drawings for two-stroke and four-stroke engines, where are presented:

На Фиг. 1 представлена структурная схема датчика для измерения энергии вибрации поверхности корпуса ДВС,FIG. 1 shows a block diagram of a sensor for measuring vibration energy of the surface of an internal combustion engine body,

использующая радиоэлемент микрофон любого типа Нана технологий в звуковом диапазоне частот, преобразующий энергию вибрации тела корпуса ДВС, в электрическую энергию, измерение производится на поверхности корпуса ДВС в любой его точке.using a radio element a microphone of any type of Nana technologies in the sound frequency range, converting the vibration energy of the body of the internal combustion engine body into electrical energy, the measurement is made on the surface of the internal combustion engine body at any point.

На Фиг. 2 представлена структурная схема регистратора уровня рабочего моторесурса ДВС, который состоит из преобразователя спектра шума вибрации в действующее значение постоянного тока электрической энергии, индикатор амперметр расположенный на панели управления механизма.FIG. 2 shows a block diagram of the recorder of the level of the working motor resource of the internal combustion engine, which consists of a converter of the vibration noise spectrum into the effective value of a direct current of electrical energy, an ammeter indicator located on the control panel of the mechanism.

По статистическим данным исследования рабочего моторесурса эмпирично сделано заключение, величина энергии шумов в рабочем объеме цилиндра, сокращенно РОЦ, тождественна рабочему моторесурсу, вырабатываемой массе деталей механизмов, которая вместе с продуктами горения вылетает в выхлопную трубу ДВС, остается в фильтрах ГСМ и системы охлаждения.According to the statistical data of the study of the working motor resource, an empirical conclusion was made that the amount of noise energy in the working volume of the cylinder, abbreviated as ROTS, is identical to the working motor resource, the mass of mechanism parts generated, which, together with the combustion products, flies into the exhaust pipe of the internal combustion engine, remains in the filters of fuels and lubricants and the cooling system.

Диагностика 4х тактного, 4х цилиндрового ДВСDiagnosis 4 stroke, four cylinder internal combustion engine

Измерение производят прокручиванием стартером коленчатого вала ДВС, при отключенных системах зажигания и питания в течении (1-2) сек.The measurement is carried out by turning the crankshaft of the internal combustion engine with the starter, with the ignition and power systems turned off for (1-2) seconds.

На Фиг. 3 представлен спектр вибрации поверхности корпуса 4х тактного, 4х цилиндрового ДВС, представленный автомобиль используется постоянно в течение 7 лет, спектр воспроизведен и записан звуковым редактором Sound Forge чередования работы РОЦ в ДВС, настоящим способом измерения не поддерживается, Автор стохастическим методом выделил в РОЦ ДВС полные циклы преобразования энергии по амплитуде компрессии.FIG. 3 shows the spectrum of the vibration surface of the housing 4 stroke, four cylinder internal combustion engine, represented by the vehicle is used continuously for 7 years, the spectrum is reproduced and recorded audio editor Sound Forge interleave operation RTC the internal combustion engine, this measurement method is not supported, Author stochastic method identified in the RTC ICE complete cycles of energy conversion in terms of compression amplitude.

Временные участки спектра изменены с помощью звукового редактора Sound Forge, обработку сигнала производили в графическом редакторе CorelDraw, пуск ДВС, осуществляли стартером ДВС, при отключенных системах зажигания и подачи топлива.The temporal parts of the spectrum were changed using the Sound Forge sound editor, the signal was processed in the CorelDraw graphic editor, the internal combustion engine was started, the internal combustion engine was started, with the ignition and fuel supply systems turned off.

Закон Пуассона: «случайная величина X распределена по закону Пуассона, еслиPoisson's law: “a random variable X is distributed according to Poisson's law if

вероятность того, что она примет определенное значение т, выражается формулойthe probability that it will take a certain value m is expressed by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где а - некоторая положительная величина, называемая параметром закона Пуассона».where a is some positive quantity called the parameter of Poisson's law. "

Интерпретации закона Пуассона, лежат в основе разработки и исследований; (См. описания патентов на изобретение №2545253 и №2582730), позволяют считать, свойство рабочий моторесурс ДВС, измеряемым параметром.Interpretations of Poisson's law are at the heart of development and research; (See the descriptions of patents for invention No. 2545253 and No. 2582730), allow us to consider the property of the working motor resource of the internal combustion engine, as measured by the parameter.

На Фиг. 4 представлено детальное рассмотрение энергетического спектра, сгустков амплитуды и уплотнений частот, спектра вибрации поверхности корпуса ДВС.FIG. 4 presents a detailed examination of the energy spectrum, amplitude bunches and frequency seals, vibration spectrum of the surface of the internal combustion engine body.

Равномерность амплитуды во времени участков полных циклов работы РОЦ, зависит от стабильности оборотов стартера, очевидно, максимальные пиковые отклонения амплитуды спектров, находятся при положении поршней РОЦ в верхних мертвых рабочих точках (ВМТ), а затухание амплитуды спектра, во время полного цикла преобразования энергии каждого РОЦ, эквивалентно такту рабочего хода поршня. На графике спектра наблюдается:The uniformity of the amplitude in time of the sections of the full cycles of the RTC operation depends on the stability of the starter rpm, obviously, the maximum peak deviations of the amplitude of the spectra are located at the position of the RTC pistons at the top dead working points (TDC), and the attenuation of the ROC, equivalent to the stroke of the piston. The spectrum graph shows:

1. Время пуска ДВС, разгон оборотов коленчатого вала (KB).1. Time of starting the internal combustion engine, acceleration of revolutions of the crankshaft (KB).

2. Участки энергии вибрации их спектры частот полного цикла преобразования энергии всех РОЦ в ДВС, обозначенные 1ц, 2ц, 3ц, 4ц, иначе, 4цилиндровый ДВС, имеет 4 ДВС.2. Sections of vibration energy, their frequency spectra of a complete cycle of energy conversion of all ROCs into internal combustion engines, designated 1ts, 2ts, 3ts, 4ts, otherwise, a 4-cylinder internal combustion engine has 4 internal combustion engines.

3. Время стоп, остановка вращения КВ.3. Stop time, stop rotation of the KV.

Назначенная Автором настоящего предлагаемого изобретения величина параметра Пуассона, является величина компрессии в РОЦ нового ДВС, обозначена линиями на Фиг. 5, зона допустимой амплитуды колебаний энергии вибрации любого РОЦ в ДВС, соответствует параметру рабочего моторесурса, эксплуатация ДВС допустима.The Poisson's parameter assigned by the Author of the present invention is the compression value in the ROC of the new ICE, indicated by lines in FIG. 5, the zone of permissible amplitude of vibration energy fluctuations of any ROC in the internal combustion engine corresponds to the parameter of the working motor resource, the operation of the internal combustion engine is permissible.

В процессе работы величина компрессии в РОЦ, имеет тенденцию, постоянного снижения (уменьшения амплитуды спектра) за счет износа деталей механизма и как следствие увеличение энергии сил трения в узлах сочленения деталей.In the process of operation, the amount of compression in the ROC tends to constantly decrease (decrease in the amplitude of the spectrum) due to wear of the parts of the mechanism and, as a consequence, increase the energy of friction forces in the joints of the parts.

По сути дела, Фиг. 4 спектрального анализа, полная диагностика рабочего состояния ДВС, критерий оценки; если хотя бы у одного из РОЦ в ДВС во времени полного цикла преобразования энергии, амплитуда спектра вибрации превысит линию, параметра Пуассона, эксплуатация ДВС недопустима.As such, FIG. 4 spectral analysis, complete diagnostics of the internal combustion engine operating condition, evaluation criterion; if at least one of the ROCs in the internal combustion engine during the complete cycle of energy conversion, the amplitude of the vibration spectrum exceeds the line of the Poisson parameter, the operation of the internal combustion engine is unacceptable.

На Фиг. 5 и 6 произведено совмещение временных участков формы спектра вибрации корпуса ДВС и формы спектра сил давления в РОЦ ДВС, см. Фиг. 4 Ц2 полного цикла 2 об. КВ, и формы спектра энергии полного цикла преобразования в РОЦ (см. патенты на изобретение №2545253, №2582730).FIG. 5 and 6, the time sections of the shape of the vibration spectrum of the internal combustion engine body and the shape of the spectrum of pressure forces in the ROC of the internal combustion engine were combined, see Fig. 4 C2 full cycle 2 vol. KV, and the shape of the energy spectrum of the complete conversion cycle in the RTC (see patents for invention No. 2545253, No. 2582730).

Наблюдается эмпирическое соответствие, формы амплитуд, спектра энергии вибрации корпуса ДВС и формы графика энергии сил, действующих в РОЦ.An empirical correspondence is observed between the shape of the amplitudes, the spectrum of the vibration energy of the internal combustion engine body and the shape of the graph of the energy of the forces acting in the ROC.

Объясняется это тем что, во время подготовки топлива в РОЦ происходит сжатие газа за счет силы вращения КВ стартером, а во время рабочего хода и очистки РОЦ, за счет дополнительной силы давления сжатого газа на поршень кривошипа КВ.This is explained by the fact that, during fuel preparation in the ROC, gas is compressed due to the rotation force of the KV starter, and during the working stroke and cleaning of the ROC, due to the additional force of the compressed gas pressure on the piston of the KV crank.

Сдвиг по фазе формы спектра энергии вибрации, которая отстает по фазе от сил, действующих в РОЦ на 360° потому, что время полного цикла преобразования энергии, происходит за 2 оборота КВ.The phase shift of the form of the vibration energy spectrum, which lags in phase from the forces acting in the RTC by 360 °, because the time of the complete cycle of energy conversion occurs in 2 revolutions of the HF.

Физико-математическое доказательство способа заключается в том, что математическое понятие производной величины dx/dt скорость изменения механических сил, действующих в РОЦ Фиг. 6, Фиг. 5 вторая производная величина dx/dt2 ускорение сил, энергия, воздействия сил на тело корпуса ДВС во времени, что является математическим доказательством способа диагностики измерением рабочего моторесурса, что доступно для мало-затратного цифрового измерения величины энергии вибрации корпуса механического изделия.The physical and mathematical proof of the method lies in the fact that the mathematical concept of the derivative of the quantity dx / dt is the rate of change of the mechanical forces acting in the ROC FIG. 6, FIG. 5 the second derivative value dx / dt 2 is the acceleration of forces, energy, the effect of forces on the body of the internal combustion engine body in time, which is a mathematical proof of the diagnostic method by measuring the working motor resource, which is available for low-cost digital measurement of the vibration energy of the mechanical product body.

Диагностика 2х тактного, 1 цилиндрового ДВСDiagnostics 2 x stroke, one-cylinder internal combustion engine

На Фиг. 7 представлен спектр вибрации поверхности корпуса 2х тактного, 1 цилиндрового ДВС, записан звуковым редактором Sound Forge чередования работы РОЦ в ДВС, настоящим способом измерения не поддерживается. Автор стохастическим методом выделил 4 полных циклов преобразования энергии, за один оборот КВ.FIG. 7 shows the spectrum of the vibration surface of the housing 2 x stroke, one-cylinder internal combustion engine, recorded audio editor Sound Forge interleave operation in the RTC ICE, the present method of measurement is not supported. By the stochastic method, the author identified 4 complete cycles of energy conversion, for one revolution of the HF.

Временные участки спектра изменены с помощью звукового редактора Sound Forge, обработка сигнала производилась в графическом редакторе CorelDraw, пуск ДВС, осуществлялся стартером ДВС, при отключенных системах зажигания и подачи топлива.The temporal parts of the spectrum were changed using the Sound Forge sound editor, the signal processing was carried out in the CorelDraw graphical editor, the internal combustion engine was started, the internal combustion engine was started, with the ignition and fuel supply systems turned off.

На Фиг. 8 представлено детальное рассмотрение энергетического спектра, сгустков амплитуды и уплотнений частот, спектра вибрации поверхности корпуса ДВС.FIG. 8 presents a detailed examination of the energy spectrum, amplitude bunches and frequency seals, the spectrum of vibration of the surface of the internal combustion engine body.

На графике спектра наблюдается:The spectrum graph shows:

1. Время оборотов коленчатого вала КВ.1. Time of turns of the crankshaft KV.

2. Участки сгустков энергии вибрации спектра частот, полного цикла преобразования энергии в РОЦ ДВС, обозначенные 1об, 2.об, 3об, 4об.2. Sections of energy bunches of vibration of the frequency spectrum, a full cycle of energy conversion in the ROC ICE, designated 1ob, 2.ob, 3ob, 4ob.

3. ОВО - открытие выпускного окна.3. OBO - opening the outlet window.

Очевидно, максимальные пиковые отклонения амплитуды спектров, находятся при положении поршней РОЦ, в верхних мертвых точках, а затухание амплитуды спектра, во время полного цикла преобразования энергии каждого РОЦ, эквивалентно такту рабочего хода поршня. Равномерность во времени участков полных циклов работы РОЦ зависит от стабильности оборотов ручного пускателя устройства.Obviously, the maximum peak deviations of the amplitude of the spectra are at the position of the pistons of the ROC, at the top dead center, and the attenuation of the amplitude of the spectrum, during the complete cycle of energy conversion of each ROT, is equivalent to the stroke of the piston. The uniformity in time of the sections of the complete operation cycles of the ROC depends on the stability of the turns of the manual starter of the device.

Назначенная Автором настоящего предлагаемого изобретения величина параметра Пуассона, является величина компрессии в РОЦ нового ДВС, обозначена линиями на Фиг. 8, зона допустимой амплитуды колебаний энергии вибрации любого РОЦ в ДВС, соответствует параметру рабочего моторесурса, эксплуатация ДВС допустима.The Poisson's parameter assigned by the Author of the present invention is the compression value in the ROC of the new ICE, indicated by lines in FIG. 8, the zone of the permissible amplitude of vibration energy of vibration of any ROC in the internal combustion engine corresponds to the parameter of the working motor resource, the operation of the internal combustion engine is permissible.

В процессе работы величина компрессии в РОЦ, имеет тенденцию, постоянного снижения за счет износа деталей механизма и как следствие увеличение энергии сил трения в узлах сочленения деталей.In the process of operation, the amount of compression in the ROC tends to constantly decrease due to wear of the mechanism parts and, as a result, increase the energy of friction forces in the joints of the parts.

По сути дела, Фиг. 8 спектрального анализа, полная диагностика рабочего состояния ДВС, критерий оценки; если в РОЦ ДВС во времени полного цикла преобразования энергии, амплитуда превысит линии, параметра Пуассона, эксплуатация ДВС недопустима.As such, FIG. 8 spectral analysis, complete diagnostics of the working state of the internal combustion engine, evaluation criterion; if in the RTC ICE during the full cycle of energy conversion, the amplitude exceeds the lines, the Poisson parameter, the operation of the ICE is unacceptable.

На Фиг. 9 и 10 произведено совмещение временных участков, спектров энергии вибрации корпуса ДВС, относительно положения поршня в ВМТ см. Фиг. 8, 3-й оборот. Фиг.10 полный цикл 1 об. КВ, форма спектра энергии полного цикла преобразования энергии в РОЦ 2х тактного ДВС (см. патенты №2545253 и №2582730)FIG. 9 and 10, the time sections, the vibration energy spectra of the internal combustion engine body, relative to the position of the piston at TDC, were combined, see Fig. 8, 3rd turn. Fig. 10 full cycle 1 about. KV, the shape of the energy spectrum of the complete cycle of energy conversion in the ROC of a 2-stroke ICE (see patents No. 2545253 and No. 2582730)

Наблюдается эмпирическое соответствие, формы амплитуд спектра энергии вибрации корпуса, ДВС и формы графика энергии сил действующих в РОЦ ДВС.An empirical correspondence is observed between the shapes of the amplitudes of the vibration energy spectrum of the body, the internal combustion engine and the shape of the graph of the energy of the forces acting in the RTC of the internal combustion engine.

Объясняется это тем, что, во время подготовки топлива в РОЦ происходит сжатие газа за счет силы вращения КВ стартером, а во время рабочего хода и очистки РОЦ, за счет дополнительной силы давления сжатого газа на поршень кривошипа КВ.This is explained by the fact that, during fuel preparation in the ROC, gas is compressed due to the rotation force of the KV starter, and during the working stroke and cleaning of the ROTs, due to the additional force of the compressed gas pressure on the piston of the KV crank.

На графиках спектров наблюдается:The spectra graphs show:

1. Время 3 об. КВ см. Фиг. 81. Time 3 vol. KB see FIG. eight

2. Форма спектра шумов в РОЦ, см. патенты №2545253 и №2582730, полный цикл работы 2х тактного ДВС.2. The shape of the noise spectrum in the RTC, cm., And patents №2545253 №2582730, a complete working cycle 2 cycle heat engine.

3. На Фиг. 10 обозначено время положения поршня в ВМТ.3. In FIG. 10 indicates the time of the piston position at TDC.

4. ОВО - время открытия выпускного окна для газов в РОЦ.4. OBO - the time of opening the outlet for gases in the ROC.

5. Время ОПК. открытие перепускного канала топлива из катера.5. OPK time. opening the fuel bypass from the boat.

6. На Фиг. 9 и 10 совмещение во времени обозначено вертикальными линиями.6. In FIG. 9 and 10, alignment in time is indicated by vertical lines.

Физико-математическое доказательство способа заключается в том, что математическое понятие производной величины dx/dt скорость изменения механических сил, действующих в РОЦ Фиг. 10, Фиг. 9 вторая производная величина dx/dt2 ускорение сил, энергия, воздействия сил на тело корпуса ДВС во времени, что является математическим доказательством способа диагностики измерением рабочего моторесурса.The physical and mathematical proof of the method lies in the fact that the mathematical concept of the derivative of the quantity dx / dt is the rate of change of the mechanical forces acting in the ROC FIG. 10, Fig. 9 the second derivative quantity dx / dt 2 is the acceleration of forces, energy, the impact of forces on the body of the internal combustion engine body in time, which is a mathematical proof of the diagnostic method by measuring the working motor resource.

Шкала измерения рабочего моторесурсаMeasurement scale of the working motor resource

На Фиг. 3 представлена структурная схема измерения рабочего моторесурса, по сути дела это преобразователь переменного тока в действующее значение постоянного тока, и индикатор уровня с относительной шкалой измерения.FIG. 3 shows a block diagram of the measurement of the operating motor resource, in fact, it is an AC-to-DC-RMS converter, and a level indicator with a relative measurement scale.

Принимаем компрессию нового РОЦ в ДВС равной уровню параметра Пуассона Iк, что соответствует 100% рабочего моторесурса, по мере эксплуатации ДВС происходит износ деталей, выражаемый в увеличении энергии вибрации, до не допустимого уровня эксплуатации РОЦ в ДВС.We accept the compression of the new RTC in the internal combustion engine equal to the level of the Poisson parameter I k , which corresponds to 100% of the working motor resource, as the internal combustion engine is used, the wear of parts occurs, expressed in an increase in vibration energy, to an unacceptable level of operation of the RTC in the internal combustion engine.

Составим соотношение, символом R обозначим рабочий моторесурс, тогдаLet us compose the ratio, with the symbol R we denote the working motor resource, then

R=(Ik/Id) × 100%,R = (I k / I d ) × 100%,

где Id - действующее значение электрического тока.where I d is the effective value of the electric current.

ВАЖНО:IMPORTANT:

Износ деталей в N цилиндровых ДВС неравномерный, для каждого цилиндра, поскольку износ деталей в рабочем состоянии ДВС, подвержен случайным обстоятельствам воздействия окружающей среды и профессиональных способностей пользователя.The wear of parts in N cylinder internal combustion engines is uneven for each cylinder, since the wear of parts in the working condition of the internal combustion engine is subject to random circumstances of the environment and the user's professional abilities.

Claims (3)

Способ диагностики двигателя внутреннего сгорания (ДВС), заключающийся в измерении рабочего моторесурса R кривошипно-шатунного, цилиндропоршневого, газораспределительного и других механизмов ДВС, отличающийся тем, что определение рабочего моторесурса производят по амплитуде энергии вибрации поверхности корпуса для всех рабочих объемов цилиндров (РОЦ) в ДВС всех типов, при запуске в работу, определяемой датчиком измерения энергии вибрации, который содержит микрофон звукового диапазона частот, вмонтированный в остроконечный вибрационный щуп, и вычисляют по формуле R=(Iн/Id)×100% Вт, где:A method for diagnosing an internal combustion engine (ICE), which consists in measuring the working motor resource R of the crank-connecting rod, cylinder-piston, gas distribution and other mechanisms of the internal combustion engine, characterized in that the determination of the working motor resource is performed by the amplitude of vibration energy of the body surface for all working volumes of cylinders (ROC) in ICEs of all types, when put into operation, are determined by a vibration energy measurement sensor, which contains a microphone of the audio frequency range, mounted in a pointed vibration probe, and is calculated by the formula R = (I n / I d ) × 100% W, where: Iн - действующее значение электрического тока нового ДВС,I n - the effective value of the electric current of the new internal combustion engine, Id - действующее значение электрического тока на момент запуска в работу.I d - the effective value of the electric current at the time of start-up.
RU2019129903A 2019-09-23 2019-09-23 Diagnostic method of internal combustion engine RU2736683C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129903A RU2736683C1 (en) 2019-09-23 2019-09-23 Diagnostic method of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129903A RU2736683C1 (en) 2019-09-23 2019-09-23 Diagnostic method of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736683C1 true RU2736683C1 (en) 2020-11-19

Family

ID=73461109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129903A RU2736683C1 (en) 2019-09-23 2019-09-23 Diagnostic method of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736683C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU731341A1 (en) * 1973-07-04 1980-04-30 Московский Автомобильно-Дорожный Институт Method of diagnosis of piston machine
RU2090853C1 (en) * 1993-08-06 1997-09-20 Павел Анатольевич Давыдов Method of vibroacoustic diagnosis of machinery
US6978675B2 (en) * 2004-02-02 2005-12-27 Eagan Christopher S Vehicle maintenance sensing device and method therefor
RU2545253C2 (en) * 2013-07-30 2015-03-27 Вячеслав Викторович Горидько Diagnostics by noise energy in ice gas distribution, cylinder-piston, crank gear and other mechanisms (versions)
RU2582730C1 (en) * 2015-05-29 2016-04-27 Вячеслав Викторович Горидько Method of measuring working time of crank gear, sleeve, distributing and other mechanisms of internal combustion engines at energy of noise in working volume of cylinder (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU731341A1 (en) * 1973-07-04 1980-04-30 Московский Автомобильно-Дорожный Институт Method of diagnosis of piston machine
RU2090853C1 (en) * 1993-08-06 1997-09-20 Павел Анатольевич Давыдов Method of vibroacoustic diagnosis of machinery
US6978675B2 (en) * 2004-02-02 2005-12-27 Eagan Christopher S Vehicle maintenance sensing device and method therefor
RU2545253C2 (en) * 2013-07-30 2015-03-27 Вячеслав Викторович Горидько Diagnostics by noise energy in ice gas distribution, cylinder-piston, crank gear and other mechanisms (versions)
RU2582730C1 (en) * 2015-05-29 2016-04-27 Вячеслав Викторович Горидько Method of measuring working time of crank gear, sleeve, distributing and other mechanisms of internal combustion engines at energy of noise in working volume of cylinder (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107810318B (en) System and method for detecting engine component conditions via external sensors
CA2844659C (en) Methods and apparatus for engine analysis and remote engine analysis
CN106014658B (en) System and method for locating engine events
KR101307017B1 (en) Apparatus for identifying a non-uniform share of cylinder power in an internal combustion piston engine system
KR102245696B1 (en) System and method for detecting reciprocating device abnormalities utilizing standard quality control techniques
KR20160082484A (en) System and method for locating engine noise
EP3086106A1 (en) Knock sensor systems and methods for detection of component conditions
US20200256275A1 (en) Knock sensor systems and methods for valve recession conditions
KR20160099487A (en) Methods and systems to derive engine component health using total harmonic distortion in a knock sensor signal
RU2736683C1 (en) Diagnostic method of internal combustion engine
Kaul et al. Engine diagnostics using acoustic emissions sensors
JP2019108889A (en) System and method for retardation of spark timing
RU2545253C2 (en) Diagnostics by noise energy in ice gas distribution, cylinder-piston, crank gear and other mechanisms (versions)
Lin et al. Characterizing the signal pattern of a four-cylinder diesel engine using acoustic emission and vibration analysis
Jaine et al. High frequency IMEP estimation and filtering for torque based SI engine control
Albarbar et al. Internal combustion engine lubricating oil condition monitoring based on vibro-acoustic measurements
JP6767749B2 (en) Methods and systems for determining the location of peak combustion pressure
JPH06508220A (en) How to monitor the engine and its devices
Merkisz et al. Strategy of the combustion process diagnosis in direct injection engines
Fiorini et al. A methodology for the estimation of in-cylinder pressure in a four-stroke internal combustion engine based on the combination of a strain washer signal with a 0D thermodynamic model
KR20210005823A (en) Misfiring cylinder detection method and device for reciprocating internal combustion engine using torsional vibration signal
RU2009116909A (en) METHOD FOR DETERMINING THE TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES WITH INTEGRATED CONTROL SYSTEM
RU2792736C1 (en) Method for assessing the uneven operation of the cylinders of an internal combustion engine
RU2772163C1 (en) Method for assessing the uneven operation of the cylinders of an internal combustion engine
El Yacoubi et al. Feature Extraction from a Crankshaft Instantaneous Speed Signal of an Automotive Power Unit using Cepstrum Analysis