Габидулин Владимир Дмитриевич – аспирант кафедры «Наземные транспортно-технологические машины»
190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4
Vladimir D. Gabidulin – Postgraduate Student, Department of Ground Transport and Technological Machines
4, 2-nd Krasnoarmeyskaya Street, St. Petersburg, 190005
Добромиров Виктор Николаевич – д-р техн. наук, проф. кафедры «Наземные транспортно-технологические машины»
190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4
Viktor N. Dobromirov – Dr. of Sci. (Eng.), Professor, Department of Ground Transport and Technological Machines
4, 2-nd Krasnoarmeyskaya Street, St. Petersburg, 190005
Введение. Процесс обеспечения работоспособности транспортно-технологических машин (ТТМ) предполагает проведение регулярного контроля их технического состояния путем диагностирования различных агрегатов, узлов и систем, в том числе электронных систем контроля и управления функционированием двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Однако в реальной эксплуатации могут возникать ситуации, в которых проведение оперативного диагностирования силовых установок является проблематичным. К таким ситуациям можно отнести, например, работу ТТМ в труднодоступных слабо освоенных регионах при отсутствии близкорасположенных центров технического обслуживания.
Материалы и методы. Одним из ключевых направлений развития современных силовых установок является внедрение автоматизированных систем управления и контроля, основанных на использовании электронных и микропроцессорных технологий. Такие системы значительно повышают эффективность работы двигателя, однако ввиду их сложности и конструктивных особенностей увеличивается количество потенциально возможных неисправностей ДВС, что требует разработки и реализации специальных подходов к их диагностированию и обслуживанию. Одним из решений проблемы оперативного диагностирования электронных систем управления ДВС является оценка работоспособного состояния двигателя по издаваемому им акустическому шуму, регистрируемому при помощи портативного прибора, обрабатываемому и анализируемому с использованием специализированного программного обеспечения. Преимущество метода состоит в простоте и возможности проведения диагностирования в полевых условиях, непосредственно в местах применения машин. Целью данного исследования являлась экспериментальная оценка принципиальной возможности идентификации неисправностей электронных систем управления ДВС путем сравнения акустических характеристик при нормальном режиме функционирования и в условиях ограниченной функциональности, вызванной отказами в электронных системах управления его работой. В качестве объекта исследования использован бензиновый двигатель, являющийся элементом обучающего стенда фирмы GNFA, предназначенного для изучения электронных систем управления работой ДВС. В ходе исследования на стенде задавались различные возможные неисправности электронных систем управления работой двигателя, вызывающие переход его работы в режим ограниченной функциональности, и при этом замерялись и анализировались шумовые параметры в сравнении с параметрами исправного ДВС.
Результаты. В работе проанализированы различного рода неисправности электронных систем управления ДВС, из них выделены такие, при которых двигатель, сохраняя свою работоспособность, переходит в режим ограниченной функциональности, т.е. работает с перебоями, со снижением мощности, увеличением расхода топлива и т.п. Проведен сравнительный анализ акустических параметров работы исправного двигателя в условиях наличия таких неисправностей, с последующим спектральным разложением для обоснования правил их идентификации.
Обсуждение и заключение. Результаты проведенного исследования могут служить основой для разработки метода оперативного акустического диагностирования электронных систем управления работой силовых установок с использованием мобильного портативного оборудования.
Introduction. The process of ensuring the operability of transport and technological machines (TTM) presupposes regular checking of its technical condition by diagnosing various units, assemblies and systems, including electronic systems for monitoring and controlling the functioning of the internal combustion engine (ICE). However, in real operation, there may arise situations in which conducting operational diagnostics of power plants is problematic. Such situations contain, for example, the work of transport and technological machines in hard-to-reach poorly developed regions with the absence of maintenance centers nearby.
Materials and methods. One of the key evolution areas of modern power plants is the introduction of automated control and monitoring systems based on the use of electronic and microprocessor technologies. Such systems significantly increase the efficiency of the engine, however, due to their complexity and design features, the number of potentially possible internal combustion engine malfunctions increases, which requires the development and implementation of special approaches to their diagnosis and maintenance. One of the solutions to the problem of electronic control systems’ operational diagnostics of an internal combustion engine is to assess the operational condition by the acoustic noise it produces, recorded with the use of a portable device, processed and analyzed by specialized software. The advantage of this method is in its simplicity and the possibility of conducting diagnostics in the field, directly at places where the machines are being used. The purpose of this study was an experimental assessment of the fundamental possibility of identifying malfunctions of electronic control systems of an internal combustion engine by comparing acoustic characteristics in normal operation and in conditions of limited functionality caused by failures in electronic control systems of its operation. A gasoline engine was used as an object of research, which is an element of the GNFA training stand designed to study electronic control systems for internal combustion engines. During the study, various possible malfunctions of the electronic control systems of the engine were set at the stand, causing its operation to switch to the mode of limited functionality, and noise parameters were measured and analyzed in comparison with the parameters of a serviceable internal combustion engine.
Results. Various kinds of malfunctions of the electronic control systems of the internal combustion engine have been analyzed and some have been identified in which the engine switches to a mode of limited functionality while maintaining its operability, i.e. it operates intermittently, with reduced power, increased fuel consumption, etc. A comparative analysis of the acoustic parameters of a serviceable engine in the presence of such malfunctions, followed by spectral decomposition to substantiate the rules for their identification.
Discussions and conclusions. The results of the conducted research can serve as a basis for the development of the method for rapid acoustic diagnostics of electronic control systems for power plants with the use of mobile portable equipment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.