АЛГОРИТМІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОНІТОРИНГУ ІДЕНТИЧНОСТІ ЦИЛІНДРОВИХ ПОТУЖНОСТЕЙ СИЛОВИХ АГРЕГАТІВ НА ОСНОВІ ОПРАЦЮВАННЯ ДАНИХ НЕПРЯМИХ ВИМІРЮВАНЬ

Автор(и)

  • Анатолій Борисенко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Олександр Єнікєєв Донбаська державна машинобудівна академія, Ukraine
  • Дмитро Захаренков Донбаська державна машинобудівна академія, Ukraine
  • Ігор Zykov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Олександр Мельников Донбаська державна машинобудівна академія, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.01.01

Ключові слова:

частотно-модульований сигнал, алгоритмічне та прикладне програмне забезпечення, продуктивність, комп’ютерне моделювання

Анотація

Запропоновано частотно-модульований сигнал миттєвої швидкості обертання колінчастого вала в якості вхідної інформації при моніторингу ідентичності циліндрових потужностей двигуна внутрішнього згоряння. Алгоритмічне забезпечення побудовано на розв’язанні перевизначеної системи лінійних алгебраїчних рівнянь із оптимізацією рішення на основі методу найменших квадратів. Досліджено частотний та часовий методи подання сигналу вимірювальної інформації. При часовому поданні система алгебраїчних рівнянь являє собою баланс між значеннями сигналу флуктуацій першої маси у конкретні моменти часу та сумою розрахункових внесків циліндрів. Додаток до суми визначається добутком вагових коефіцієнтів на відповідну функцію внеску циліндру до сигналу флуктуацій. Ця функція розраховується як інтервал згортки між крутним моментом окремого циліндра та його передавальною функцією. В результаті розв’язання системи рівнянь отримаємо вагові коефіцієнти циліндрів, за допомогою яких визначаємо розподіл циліндрових потужностей силового агрегату. При порівнянні методик встановлено, що часовий метод подання забезпечує кращу продуктивність. Розроблено математичний апарат отримання оцінки максимальної правдоподібності параметрів детермінованих складових внесків окремих циліндрів у сигнал флуктуацій швидкості обертання першої маси колінчастого валу. Також пропонується алгоритм отримання оцінок вагових коефіцієнтів циліндрів, який реалізує кореляційний метод аналізу. Це забезпечує суттєве покращення співвідношення сигнал-завада у вимірювальній реалізації сигналу флуктуацій швидкості обертання колінчастого валу. Отримано аналітичний вираз для взаємної кореляційної функції між часовою реалізацією сигналу флуктуацій та крутним моментом першого циліндру. Розроблено схему алгоритму моніторингу ідентичності циліндрових потужностей силового агрегату. Досліджено невизначеність інформаційної технології опрацювання даних непрямих вимірювань та встановлено вимоги щодо метрологічних характеристик апаратних засобів для вимірювань сигналу миттєвої швидкості обертання колінчастого валу.

Посилання

Challen B., Baranescu R. Diesel Engine Reference Book. 2nd edition. Butterworth-Heinemann, 1999. 682 p.

Gawande S., Navale L., Nandgaonkar M., Butala D., Kunamalla S. Cylinder Imbalance Detection of Six Cylinder DI Diesel Engine Using Pressure Variation. International Journal of Engineering Science and Technology, 2010, Vol. 2(3), pp. 433–441.

Gawande S., Navale L., Nandgaonkar M., Butala D. Harmonic Frequency Analysis of Multi-Cylinder Inline Diesel Engine Genset for Detecting Imbalance. International Review of Mechanical Engineering, 2009, Vol. 3, no. 6, pp. 782–787.

Bodnar B. Ye., Ochkasov O. B., Chernyayev D. V. Vyznachennya metodu filʹtratsiyi syhnalu nerivnomirnosti chastoty obertannya kolinchastoho valu dyzelya [Determination of the method of filtration of the signal of uneven speed of the crankshaft of diesel]. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 2013, Iss. 1(43), pp. 113–118.

Grachev V. V. Eksperimental'naya otsenka metoda diagnostirovaniya dizel'nykh dvigateley po neravnomernosti vrashcheniya kolenchatogo vala [Experimental evaluation of the method of diagnosing diesel engines by uneven rotation of the crankshaft]. Progressivnyye protsessy tekhnologicheskoy ekspluatatsii avtomobiley. MADI, M. 1982, pp. 46–50.

Stechkin B. S., Genkin K. I., Zolotarevskiy V. S., Skorodinskiy I. V. Indikatornaya diagramma, dinamika teplovydeleniya i rabochiy tsikl bystrokhodnogo porshnevogo dvigatelya [Indicator diagram, heat dissipation dynamics and duty cycle of a high-speed piston engine]. M. Izd-vo Akademii nauk SSSR, 1960. 200 p.

Marchenko B. G., Myslovich M. V. Diagnostika tsilindro-porshnevoy gruppy dizel'-elektricheskogo generatora po neravnomernosti vrashcheniya yego vala: chast' 1 [Diagnostics of the cylinder-piston group of a diesel-electric generator by uneven rotation of its shaft: part 1], Tekhnicheskaya elektrodinamika [Technical electrodynamics], 1998, no. 5, pp. 36–40.

Pokusayev M. N., Sibiryakov K. O., Shevchenko A. V. Eksperimental'noye opredeleniye stepeni neravnomernosti vrashcheniya vala mashinno-dvizhitel'nogo kompleksa sudna pr. 1557 [Experimental determination of the degree of uneven rotation of the shaft of the engine-propulsion complex of the vessel pr. 1557], Vestnik AGTU, 2008, no. 2 (43), pp. 140–144.

Grebennikov S. A., Grebennikov A. S., Nikitin A. V. Adaptivnoye upravleniye toplivopodachey DVS po pokazatelyam neravnomernosti vrashcheniya kolenchatogo vala [Adaptive control of ICE fuel supply by uneven rotation of the crankshaft], Vestnik SGTU. 2013, no. 2 (71), pp. 80–83.

Bashirov R. M., Insafuddinov S. Z., Safin F. R. Neravnomernost' toplivopodachi v dizelyakh: problemy i metody ikh resheniya [Uneven fuel supply in diesel engines: problems and methods of their solution], Izvestiya OGAU, 2019, no. 1 (75), pp. 78–82.

Dobrolyubov I. P., Savchenko O. F., Al't V. V., Ol'shevskiy S. N., Klimenko D. N. Modelirovaniye protsessa optimal'nogo opredeleniya parametrov sostoyaniya dvigatelya vnutrennego sgoraniya izmeritel'noy ekspertnoy sistemoy [Simulation of the process of optimal determination of the parameters of the state of the internal combustion engine by the measuring expert system], Vychislitel'nyye tekhnologii [Computing], 2015, Vol. 20, no. 6, pp. 22–35.

Enikeev A. F., Borisenko A. N., Samsonov V. P., Kiseleva G. M. Diagnosis of a diesel generator by the deviation in shaft speed. Measurement techniques USSR, 1988, Vol. 31, Iss. 9, pp. 868–871, doi: 10.1007/BF00863884.

Yenikieiev O., Isikova N., Korotenko Ye., Reshetnyak T. Analysis of characteristics of hardware means for software control of the longitudinal feed of the grinding wheel. Acta Technica Naposensis, 2020, Vol. 63. Iss. 11, pp. 149–158.

Yenikieiev O., Scherbak L. Information technology for protecting diesel-electric station reliable operation. Tekhnichna Elektrodynamika, 2019, no. 4, pp. 85–91. doi: 10.15407/techned2019.04.085.

Dorf R., Bishop R. Modern Control Systems. Addison. Wesley. Prentice Hall, 2010. 1104 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-05-18

Як цитувати

Борисенко , А. ., Єнікєєв , О. ., Захаренков , Д. ., Zykov І. ., & Мельников , О. . (2022). АЛГОРИТМІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОНІТОРИНГУ ІДЕНТИЧНОСТІ ЦИЛІНДРОВИХ ПОТУЖНОСТЕЙ СИЛОВИХ АГРЕГАТІВ НА ОСНОВІ ОПРАЦЮВАННЯ ДАНИХ НЕПРЯМИХ ВИМІРЮВАНЬ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (1(11), 3–11. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.01.01

Номер

Розділ

Енергетика, машинобудування та технології конструкційних матеріалів