Разработка методов и алгоритмов функционирования устройств контроля и диагностирования в системах управления многоцилиндровых двигателей

• Автор: Трюбер, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ особенностей диагностирования многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания
1.1. Анализ существующих методов диагностирования
1.2. Постановка задачи
1.3. Концепция построения устройства контроля и диагностирования
1.3.1. Выбор метода диагностирования
1.3.2. Выбор концепции построения устройства диагностирования
1.4. Различие динамики мало- и многоцилиндровых ДВС
1.5. Выводы
Глава 2. Методы и алгоритмы измерения сигнала угловой скорости
2.1. Измерение сигнала угловой скорости
2.2. Анализ погрешностей в канале измерения угловой скорости
2.2.1. Устранение случайных погрешностей
2.2.2. Устранение систематических погрешностей
2.3. Выводы
Г лава 3. Методы и алгоритмы оперативной оценки эффективности, качества и надёжности цилиндропоршневой группы
3.1. Спектральный анализ выборки угловой скорости
3.2. Анализ дисперсии выборок угловой скорости
3.3. Анализ крутильных колебаний коленчатого вала
3.4. Выявление асимметрии в работе цилиндров
3.5. Оценка относительного крутящего момента каждого цилиндра
3.6. Выводы
Глава 4. Диагностирование на основе идентификации макромодели двигателя внутреннего сгорания

4.1. Постановка задачи
4.2. Структурный синтез модели
4.3. Начальная идентификация на основе генетического алгоритма
4.4. Уточнение параметров градиентным методом
4.5. Анализ идентифицированных параметров
4.6. Выводы
Глава 5. Программно-аппаратный микропроцессорный комплекс контроля и диагностирования
5.1. Датчик положения коленчатого вала
5.2. Датчик положения распределительного вала
5.3. Микропроцессорное устройство предварительной обработки информации
5.4. Интерфейс и протокол обмена данными
5.5. Программа микроконтроллера
5.6. Основной обрабатывающий программный комплекс
5.7. Оценка себестоимости и перспектив применения устройства оперативного контроля и диагностирования
5.7.1. Себестоимость устройства
5.7.2. Перспективы применения на примере железнодорожного транспорта
5.8. Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Развитие электронно-вычислительной техники, методов математической обработки результатов и средств программирования создало условия для совершенствования и внедрения экономичных по финансовым и материальным затратам микропроцессорных устройств контроля и диагнос тирования, встраиваемых в систему управления двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Многоцилиндровые ДВС находят применение, когда требуется большая мощность, например на тепловозах, судах, передвижных электростанциях. Их преимуществом является плавный ход вала и меньшие динамические нагрузки на кривошипно-шатунный механизм от отдельных цилиндров, однако им также присущи такие недостатки как сложный процесс диагностирования в связи с большим количеством узлов подлежащих проверке [1].
Эффективная работа двигателей невозможна без дальнейшего совершенствования систем управления, эксплуатации, обслуживания и ремонта [2]. Высокую надежность и экономичность ДВС можно обеспечить применением методов оценки и прогнозирования его технического состояния с последующим целенаправленным ремонтным воздействием [3].
Задача определения технического состояния двигателя без разборки является одной из основных в системе технического обслуживания. В самой конструкции двигателя заложены возможности длительной работы с гарантированной мощностью и топливной экономичностью. Например, в практике обслуживания тепловозного парка России имеется немало примеров, когда при правильной эксплуатации и своевременном устранении возникающих неисправностей и восстановлении регулировок двигатели работают по два года и более без дополнительного технического обслуживания [4].

где к = — - относительное смещение кромки (рис. 2.4).

дефектный

Рис. 2.4. Смещение зубьев модулятора, вызывающее появление систематической погрешности, (р — стандартное расстояние между
зубьями.
Периоды между кромками зубьев, измеренные на идеальном и реальном модуляторах соответственно равны:

Г = £ = *0±*)=(1 + А).г> со со
(2.6)
где Т - время между зубьями на идеальном модуляторе, с;
Т — время между зубьями на реальном модуляторе, с.
Угловая скорость, измеренная на идеальном и реальном модуляторах
равна:

(2.7)
Т-2' { + к)-Т-2'
где п - угловая скорость на идеальном модуляторе, рад/с; п - угловая скорость на реальном модуляторе, рад/с.
Относительная погрешность, в зависимости от степени смещения кромки, равна
1 + к 1 + к
(2.8)
а абсолютная погрешность: