Wykorzystanie sygnałów wibroakustycznych w diagnostyce silników samochodowych w teście zimnym

Podobne dokumenty
WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

ANALIZA PRZYSPIESZEŃ DRGAŃ PODPÓR W RÓŻ NYCH STANACH PRACY SILNIKA LM 2500

BADANIE WRAŻ LIWOŚ CI WIBROAKUSTYCZNEJ SYMPTOMÓW MECHANICZNYCH USZKODZEŃ SILNIKÓW SPALINOWYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 2. Analiza kinematyczna napędu z przekładniami

DIAGNOZOWANIE Ł O Ż YSKA ROLKI NAPINACZA PASKA ROZRZĄ DU SILNIKA SPALINOWEGO PRZY WYKORZYSTANIU DRGAŃ

Ćwiczenie Nr 5. Wibrometryczna diagnostyka przekładni. Analiza widma. 1. Miary sygnału wibrometrycznego stosowane w diagnostyce przekładni

2. Pomiar drgań maszyny

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych

Analiza drgań skrętnych wału śmigłowego silnika lotniczego PZL-200 podczas pracy z zapłonem awaryjnym

Laboratorium POMIAR DRGAŃ MASZYN W ZASTOSOWANIU DO OCENY OGÓLNEGO STANU DYNAMICZNEGO

BADANIA WSTĘ PNE DIAGNOZOWANIA NIEOBCIĄŻONYCH PRZEKŁ ADNI GŁ ÓWNYCH MOSTÓW NAPĘ DOWYCH KTO ROSOMAK NA PODSTAWIE ANALIZY DRGAŃ

WIERTARKA PNEUMATYCZNA PISTOLETOWA WI608D2 WI418D2

WIERTARKA PNEUMATYCZNA PISTOLETOWA WI426C2

DIAGNOSTYKA. 1. Diagnozowanie podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych. Uczeń:

STOCHOWSKA WYDZIAŁ IN

DIAGNOSTYCZNE ASPEKTY CZĘSTOTLIWOSCI DRGAŃ WŁASNYCH WYBRANYCH ELEMENTÓW SILNIKÓW SPALINOWYCH 1

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2014 Seria: TRANSPORT z. 82 Nr kol. 1903

POJAZDY SZYNOWE 2/2014

Dalsze informacje na temat przyporządkowania i obowiązywnania planu konserwacji: patrz Okólnik techniczny (TR) 2167

STANOWISKO MOCY KRĄŻĄCEJ JAKO SYSTEM POZYSKIWANIA DANYCH TESTUJĄCYCH DLA KLASYFIKATORÓW NEURONOWYCH

WKRĘTAK PNEUMATYCZNY PISTOLETOWY WK507D2/A3 WK605D2/A3

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

Ćwiczenie 6 IZOLACJA DRGAŃ MASZYNY. 1. Cel ćwiczenia

NAPRAWA. 1) lokalizuje uszkodzenia zespołów i podzespołów pojazdów samochodowych na podstawie pomiarów i wyników badań diagnostycznych;

5 05: OBWODY ELEKTRYCZNE UKŁADÓW ROZRUCHU I ZASILANIA SILNIKA SPALINOWEGO, WYKONYWANIE POMIARÓW I OCENA STANU TECHNICZNEGO.

Instrukcja obsługi. Model PCS-1 / PCS-2

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Obrotomierz cyfrowy do silników wysokoprężnych 6625 Nr zam

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

POMPA OLEJOWA WIELOWYLOTOWA Typ PO

Opis pojazdu oraz komputera DTA

Temat ćwiczenia. Pomiary drgań

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(92)/2013

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 01/18. WIESŁAW FIEBIG, Wrocław, PL WUP 08/18 RZECZPOSPOLITA POLSKA

1 Wstęp Słowo wstępne Ogólne wskazówki dot. czynności montażowych Zastosowane symbole...15

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

Detectability of gear damage in combustion engines through a vibroacoustic method

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LII NR 4 (187) 2011

MODEL DYNAMICZNY UKŁADU NAPĘDOWEGO JAKO ŹRÓDŁO DANYCH WEJŚCIOWYCH DLA KLASYFIKATORÓW NEURONOWYCH

ANALIZA JAKOŚCI SYGNAŁU PRZY ZMIENNEJ CZĘSTOTLIWOŚCI W UKŁADZIE KONTROLI POŚLIZGU KÓŁ CIĄGNIKA ROLNICZEGO

ANALIZA WYBRANYCH DYSKRYMINANT STOSOWANYCH DO OCENY STANU TECHNICZNEGO PRZEKŁADNI

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

KARTY POMIAROWE DO BADAŃ DROGOWYCH

POMPA SMAROWNICZA TYP MPS 10

Politechnika Poznańska. Streszczenie

INFORMATOR PRZEKŁADNIE ZĘBATE. 2 stopniowe walcowe 3 stopniowe stożkowo-walcowe. Fabryka Reduktorów i Motoreduktorów BEFARED S.A.

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

GWINTOWNICA PNEUMATYCZNA PISTOLETOWA GW702B2/B

PL B1. LISICKI JANUSZ ZAKŁAD PRODUKCYJNO HANDLOWO USŁUGOWY EXPORT IMPORT, Pukinin, PL BUP 17/16. JANUSZ LISICKI, Pukinin, PL

GWINTOWNICA PNEUMATYCZNA PISTOLETOWA GW702B2/A

Meraserw-5 s.c Szczecin, ul.gen.j.bema 5, tel(091) , fax(091) ,

Woltomierz analogowy AC/DC [ BAP_ doc ]

OBLICZANIE KÓŁK ZĘBATYCH

Wymontowanie i zamontowanie paska zębatego

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Cena netto (zł) za osobę. Czas trwania. Kod. Nazwa szkolenia Zakres tematyczny. Terminy

PL B1. HIKISZ BARTOSZ, Łódź, PL BUP 05/07. BARTOSZ HIKISZ, Łódź, PL WUP 01/16. rzecz. pat.

W tym krótkim artykule spróbujemy odpowiedzieć na powyższe pytania.

TEMAT: PARAMETRY PRACY I CHARAKTERYSTYKI SILNIKA TŁOKOWEGO

VANOS: CZĘŚCI I REGENERACJA

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

Instrukcja obsługi. Model MO1

Możliwości autodiagnostyki silników elektrycznych z magnesami trwałymi stosowanych w napędach pojazdów elektrycznych

BADANIE NOŚNOŚCI POŁĄCZENIA SKURCZOWEGO

Karta charakterystyki online DKV60-E2K01000 DKV60 ENKODER Z KOŁEM POMIAROWYM

PL B1. POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL BUP 05/18. WOJCIECH SAWCZUK, Bogucin, PL MAŁGORZATA ORCZYK, Poznań, PL

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Instrukcja obsługi. Model WP

NUMERYCZNO-DOŚWIADCZALNA ANALIZA DRGAŃ WYSIĘGNICY KOPARKI WIELOCZERPAKOWEJ KOŁOWEJ

Badanie widma fali akustycznej

POMPA SMAROWNICZA MPS-10

Katalog szkoleń technicznych

Ćw. 5 BADANIE I OCENA DZIAŁANIA PIERŚCIENI TYPU SIMMERING STOSOWANYCH DO USZCZELNIEŃ WAŁÓW W OBUDOWIE

Sposoby opisu i modelowania zakłóceń kanałowych

Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Laboratorium Przetwarzania i Analizy Sygnałów Elektrycznych

DIAGNOSTYKA PRZEKŁADNI KLATEK WALCOWNICZYCH Z ZASTOSOWANIEM WIDM WYŻSZYCH RZĘDÓW INDUSTRIAL GEARBOXES DIAGNOSIS BY USED HIGHER ORDER SPECTRUM

Tabela 3.2 Składowe widmowe drgań związane z występowaniem defektów w elementach maszyn w porównaniu z częstotliwością obrotów [7],

Specyfikacja techniczna do zapotrzebowania nr ELT/TME/000263/16

WIBROIZOLACJA określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów

OPRACOWANIE METODY FILTRACJI SYGNAŁU DRGAŃ SILNIKA SPALINOWEGO COMPILATION OF SI ENGINE VIBRATION SIGNAL FILTRATION METHOD

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 17/09

Układy i Systemy Elektromedyczne

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

Diagnostyka procesów i jej zadania


Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

Struktura manipulatorów

Laboratorium Maszyny CNC. Nr 3

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

DIAGNOSING OF VALVE CLEARANCE OF THE DIESEL ENGINE

Instrukcja obsługi. Model

SIŁOWNIKI ŚRUBOWE FIRMY INKOMA - GROUP

Vibroacoustic diagnosis of the internal combustion diesel engine at the end of assembly line

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

Transkrypt:

STELMASIAK Zdzisław 1 RUDNICKI Mariusz 2 Wykorzystanie sygnałów wibroakustycznych w diagnostyce silników samochodowych w teście zimnym WSTĘP Diagnozowanie współczesnych silników samochodowych rozpoczyna się już podczas jego produkcji i jest w sposób ciągły wykonywane podczas eksploatacji [1, 5, 6]. Wynika to z faktu, że wszystkie braki jakościowe, materiałowe oraz montażowe w procesie produkcji mogą przyczynić się do wystąpienia usterek podczas eksploatacji powodując niezadowolenie klienta i pogorszenie wizerunku produktu i marki firmy. Obecnie najczęściej w procesie produkcyjnym dokonywana jest kontrola wszystkich silników podczas testu zimnego [1], w którym wykorzystuje się m.in. czujniki wibroakustyczne w celu znalezienia wadliwych części silnika oraz wad montażowych itp. [2, 3, 4] Jedynie tylko pewien procent silników poddawany jest kosztownym i pracochłonnym testom ciepłym, które służą do weryfikacji wyników testów zimnych. Diagnoza wibroakustyczna dokonuje rozpoznania wadliwości między innymi takich części jak koła zębate, wałki rozrządu, wałki wyrównoważające oraz kompleksowo nadmierną wibrację całego silnika [7, 8, 9]. 1. TEST ZIMNY SILNIKA Test zimny służy do kontroli kompletnego silnika i obejmuje weryfikację wszystkich produkowanych silników. Próba wykonywana jest automatycznie i przy uzyskaniu wyniku pozytywnego silnik przechodzi do dalszych etapów produkcyjnych [1, 5]. Podczas testu zimnego silnik spalinowy napędzany jest silnikiem elektrycznym, przy zmiennych prędkościach obrotowych zależnie od etapu próby. Początek cyklu zaczyna się od zamocowania silnika na stanowisko prób i połączenia go z napędem kabiny. Drugi etap obejmuje podłączenie lub przygotowanie w pozycji pracy zespołów kontrolujących silnik. Należą do nich (rys. 1): zespół podłączenia elektrycznego z kabiną, zespół turbosprężarki, zespół wylotowy, czujnik wibracji korpusu, czujnik wibracji głowicy, zespół ssący. Zespół podłączenia elektrycznego oraz czujniki wibracji są w stanie pracy (aktywne) podczas całej próby. Obejmują one ciągłą kontrolę czujników, ciśnienia oleju, momentu obrotowego oraz monitoring wibracji. Właściwy test zimny składa się z kilku etapów, które można rozdzielić ze względu na prędkość obrotową silnika podczas próby. Przykładowo kontrola wibroakustyczna głowicy oraz korpusu odbywa się w ok. 35 sekundzie testu przy 1000 obr/min. Z kolei dla turbosprężarki pomiar wykonywany jest w 46 sekundzie przy 3000 obr/min silnika. 1 Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki; 43-309 Bielsko-Biała; ul. Willowa 2. Tel: + 48 33 82-79-216, Fax: + 48 33 82-79-351, zstelmasiak@ath.bielsko.pl 2 Fiat Powertrain Technologies Poland Sp. Z o.o., 43-300 Bielsko-Biała, ul. Grażyńskiego 141, Tel. (48) 510-990-012, mariusz.rudnicki@fiat.com 5983

Rys. 1. Kabina Cold Test. 1 zespół turbosprężarki nr 2; 2 zespół wydechowy; 3 zespół turbosprężarki nr 1; 4 robot firmy Kuka; 5 zespół ssący nr 2; 6 zespół ssący nr 1; 7 silnik przed kabiną Cold Test; 8 napęd silnika; 9 zespół mocowania silnika; 10 stół kabiny Cold Test; 11 podłączenie elektryczne z kabiną; 12 szyna transportowa 2. APARATURA POMIAROWA Podczas testów silników o zapłonie iskrowym wykorzystywano czujniki piezoelektryczne firmy PCB Piezotronics, umieszczone na silniku w trzech miejscach: na korpusie, na głowicy oraz na turbosprężarce. Czujnik przedstawiony na rys. 2 wykorzystuje efekty naprężeń ścinających prowadzących do powstania ładunku elektrycznego jonowego na powierzchni elementu piezoelektrycznego (kwarcu) [8, 10, 11]. W wyniku przyspieszenia (drgań) masa sejsmiczna oddziałuje na kwarc powodując pojawienie się naprężeń ścinających. a) b) Rys. 2. Czujnik piezoelektryczny typ nożycowy: a) widok czujnika, b) przekrój 5984

Tab. 1. Dane czujnika PCB JM352C68 (z integralnie wbudowaną śrubą) Parametr Wartość Czułość (± 10 %) 10.2 mv/(m/s²) Zakres pomiarowy ± 491 m/s² pk Zakres częstotliwości (± 5 %) 0.5 do 10,000 Hz Zakres częstotliwości (± 10 %) 0.3 do 12,000 Hz Zakres częstotliwości (± 3 db) 0.2 do 20,000 Hz Częstotliwość rezonansowa 35 khz Nieliniowość 1 % Oznaczenia w symbolu czujnika: J integralna izolacja czujnika od obudowy w celu redukcji zakłóceń; M gwint śruby metryczny Schemat warunków pracy czujnika przedstawia rys. 3. Czujnik wkręcony jest do tulejki mocującej 5 i za pomocą sprężyny 3 dociskany do głowicy, korpusu lub turbosprężarki. Poprzez dobór sztywności sprężyny zachowany jest stały docisk wymagany dla badanego elementu. Czujnik przewodem 4 jest połączony na stałe z zespołem pomiarowym. Ze względu na produkcję seryjną zespół pomiarowy nie jest mocowany trwale do silnika. Rys. 3. Schemat pracy zespołu czujnika wibracji. 1 tulejka stykowa; 2 czujnik PCBJM352C68; 3 sprężyna; 4 przewód elektryczny; 5 tulejka mocująca 3. ANALIZA WYBRANYCH SYGNAŁÓW WIBROAKUSTYCZNYCH Analizy rzędów ang. Order Analysis czyli analizy synchronicznej najlepiej używać podczas weryfikacji detali, które pracują ze zmiennymi prędkościami obrotowymi [12, 13, 14, 15, 16]. Dzięki analizie rzędowej unikamy rozmywania sygnału pochodzącego od badanego detalu w wyniku różnej częstotliwości sygnału podczas zmiany prędkości obrotowej (rys. 4). Dla poszczególnych rzędów przyjmuje się stały okres odczytu sygnału, odpowiadający jednemu obrotowi silnika. Równocześnie program rejestruje aktualną prędkość obrotową silnika podawaną z czujnika prędkości obrotowej. Rys. 4. Pomiar wibracji w zależności od częstotliwości i rzędów Zależność pomiędzy rzędami i częstotliwością określona jest wzorem: c n 60 f (1) 5985

gdzie: c numer rzędu [Ord], n predkość obrotowa [obr/min], f częstotliwość [Hz]. Do oceny poziomu wibracji silnika analizowanych jest indywidualnie kilka rzędów, które odwzorują hałas pochodzący z danej części lub zespołu. Na rys. 5 przedstawiono przykładowe przebiegi z limitami dla rzędu pierwszego i drugiego. Rząd 2 jest zbiorem dwóch sygnałów, które cyklicznie powtarzają się podczas jednego obrotu silnika uderzenie tłoków o cylindry po przekroczeniu punktów martwych: górnego i dolnego. rząd 2 rząd 1 Rys. 5. Wibracje korpusu rząd 1 i rząd 2 (wraz z limitami okienka zielone) Poniżej podano przykład analizy synchronicznej przekładni zębatej o przełożeniu 1:1 i liczbie zębów 54. Podczas jednego obrotu silnika występują 54 zazębienia, a zatem program rozpoznaje 54 sygnałów, przy czym ilość ich nie zmienia się wraz ze zmianą prędkości obrotowej. Dodatkowo analizowane są wyższe rzędy 108 i 162 dla ich harmonicznych. Znając chwilową prędkość obrotową silnika program każdorazowo jest w stanie wyodrębnić 54 sygnałów, które pochodzą od danego przełożenia. Na rys. 6 i 7 porównano wyniki dla pomiaru wibracji z wykorzystaniem częstotliwości oraz rzędów. Rys. 6 przedstawia wibracje silnika, w zależności od częstotliwości, który posiada głośne koło zębate (wadliwa obróbka wykańczająca zębów). Zwiększona głośność była potwierdzona przez operatorów w trakcie testów ciepłych. Widoczny jest znaczny wzrost wibracji dla rzędów 54, 108 i 162, co jest najbardziej widoczne dla prędkości obrotowej silnika powyżej 4500 obr/min. Rys. 7 przedstawia wyniki pomiaru wibracji silnika przy stałej prędkości obrotowej 1000 obr/min. W dalszych badaniach użyto silników, z których jeden posiadał uszkodzone mechanicznie koło zębate. Testy przeprowadzono dla prędkości obrotowych 1000, 1500, 2000, 2500 oraz 3000 obr/min przy pełnym zapisie danych próby. Na rys. 8 pokazano porównanie wibracji silników dla rzędu 54 i jego harmonicznych rząd 108 i 162. Z analizy rys. 8 widać, że wibracje silnika zarówno cichego jak i o uszkodzonych zębach przekładni rosną wraz ze wzrostem prędkości obrotowej. Równocześnie poziom wibracji silnika z uszkodzoną przekładnią jest wyraźnie wyższy od wibracji silnika o prawidłowym stanie technicznym. 5986

54 108 162 216 270 54 108 162 Rys. 6. Wibracje silnika w zależności od prędkości obrotowej dla różnych częstotliwości (zaznaczone rzędy) Rys. 7. Wibracje w zależności od częstotliwości (rzędy) przy stałej prędkości obrotowej silnika 1000 obr/min Rys. 8. Wibracje korpusu silnika cichego i głośnego (uszkodzone koło zębate) w zależności od rzędów i obrotów W kolejnym przykładzie analizy synchronicznej wałków rozrządu program zapisuje wyniki z przedziału od 0 do 200 rzędów. Dla określenia dopuszczalnego stopnia wibracji dla powyższego przedziału określono krzywą graniczną, która służy do separacji silników o nadmiernych wibracjach. Krzywa została utworzona na podstawie wyników badań silników o nadmiernej hałaśliwości. Na rys. 9 przedstawiono wibracje głowicy (krzywa pomarańczowa) oraz limity dopuszczalnej hałaśliwości krzywa zielona. Silnik uznaje się jako wadliwy wtedy, gdy dla całego przedziału rzędów od 0 do 200, 30% krzywej wibracji (linia pomarańczowa) znajduje się ponad krzywą limitów (zieloną). Przedział procentowy można w miarę potrzeby łatwo regulować. 5987

Rys. 9. Wibracje głowicy krzywa dla rzędów z całego zakresu (0-200 Ord) Rys. 10. Analiza wibracji głowicy z podziałem sygnałów wibroakustycznych na klasy: prędkość obrotowa silnika 1000 3000 obr/min, rysunki w lewym rzędzie wartość Max w przedziale, prawy rząd wartość średnia przedziału Na rys. 10 przedstawiono porównanie wibracji dwóch silników uznanych za dobre z silnikiem o głośnym wałku rozrządu. Silnik porównawczy uznano za głośny podczas testu ciepłego, a jako 5988

przyczynę zwiększonej hałaśliwości uznano nieprawidłowo wykonany wałek rozrządu (wady obróbcze na krzywce). Całkowitą liczbę rzędów 200 podzielono na 20 klas (po 10 rzędów), a następnie zmierzono maksymalną wartość wibracji w przedziale (Max) oraz średnią wartość przedziału (Mean). Dodatkowo obliczano współczynnik impulsu uderzenia jako stosunek wartości maksymalnej do wartości średniej (Max/Mean). Porównania dokonano dla prędkości obrotowych 1000, 1500, 2000, 2500 i 3000 obr/min. WNIOSKI Przy analizie synchronicznej przekładni zębatej różnice między silnikami cichymi i głośnymi można zauważyć już przy małych prędkościach obrotowych (1000 obr/min) i są one widoczne również podczas dalszego wzrostu prędkości (3000 obr/min). Przy analizie synchronicznej wałka rozrządu na wykresach maksymalnych i średnich amplitud widać wzrost wibracji w przedziale klas 14 17 dla 1000 obr/min oraz w przedziałach 9 10 i 14 17 dla 1500 obr/min. W pozostałych zakresach krzywe wzajemnie się przecinają. Wraz z wzrostem prędkości obrotowej silnika wibracje silnika głośnego wyraźniej odbiegają od wibracji silników dobrych i dla 3000 obr/min ponad 75% przedziałów (powyżej piątego) ma wyższe wibracje głowicy. W przypadku kół zębatych pomiar amplitudy wibracji jest łatwiejszy ze względu na znaną liczbę zębów co ułatwia identyfikację źródła wibracji. Wprowadzenie rzędu odpowiadającego liczbie zębów powoduje automatyczny pomiar. W przypadku uszkodzonej krzywki wałka rozrządu przy niższych prędkościach obrotowych silnika trudniejsze jest przypisanie właściwego rzędu lub przedziału do określenia jego wady. W tym przypadku należałoby dokonać wstępnych analiz porównawczych. Jest to łatwiejsze przy wzroście prędkości obrotowej, gdzie wyraźniej można zauważyć różnice między silnikami cichymi oraz głośnymi. Dotychczasowa metoda określająca wynik testu jako pozytywny lub negatywny pobierała dane z całego przedziału kontrolnego (do dwusetnego rzędu), a pomiar był wykonywana przy 1000 obr/min. Pomiar całościowy spowodował utrudnienie z dobraniem limitu granicznego oddzielającego silniki dobre od złych. Zakres limitu pokrywał się, co spowodowało możliwość zakwalifikowania silnika złego jako dobrego. W celu poprawy skuteczności wyszukiwania silników wadliwych dla testowanych prędkości (1000 obr/min) konieczne jest utworzenie limitów cząstkowych (wybrane przedziały) zamiast kontroli wibracji w całym zakresie. Również wprowadzenie kontroli dla większej prędkości obrotowej np. 3000 obr/min zamiast 1000 obr/min zwiększa czułość metody co ułatwia wychwycenia silników wadliwych. Łatwiejsze jest również dopasowanie nowych limitów w wyniku braku przecinania się krzywych powyżej 5 przedziału. Na rys. 11 pokazano skuteczność metody przy większej prędkości obrotowej. Dla 3000 obr/min krzywa niebieska silnika głośnego jest wyraźnie powyżej krzywej żółtej dla silnika cichego. Dla 1000 obr/min obie krzywe prawie się pokrywają, uniemożliwiając kwalifikację badanych silników. 1000 obr/mi 3000 obr/min Rys. 11. Wibracje silnika cichego (krzywa żółta) i głośnego (krzywa niebieska) przy różnych prędkościach obrotowych 5989

Wszystkie analizowane silniki podczas testu zimnego przechodziły dodatkowo również test ciepły, podczas którego zostały osłuchane przez operatorów kabin. Doświadczeni operatorzy są w stanie wychwycić, która część silnika powoduje jego hałas (specyficzny dla danej części np. koła zębate, wałek rozrządu), a nie tylko ogólną podwyższoną hałaśliwość silnika. Przedstawione w artykule przykłady konkretnych rozwiązań wykorzystujących wibroakustyczne pomiary silnika podczas testu zimnego, wskazują na możliwości wykorzystania tych metod do oceny stanu jakościowego silnika Streszczenie W artykule przedstawiono nową metodykę wibroakustycznej diagnostyki silnika spalinowego podczas testu zimnego na linii produkcyjnej. Zaprezentowano metody pomiaru i analizy drgań wybranych elementów silnika na podstawie analizy synchronicznej czyli tzw. analizy rzędów. Analizę tę można wykorzystywać do oceny stanu jakościowego całego silnika oraz poszczególnych jego części takich jak: koła zębate, wały, łańcuch rozrządu, układ korbowodowy itp. The use of vibroacoustic signals in the car engines diagnostic during cold test Abstract This paper presents a new a new methodology for vibroacoustic diagnostics of the internal combustion engine during cold test on the production line. Presented method of the vibration measurement and analysis of selected parts of the engine on the basis of the so-called synchronous order analysis. This analysis can be used to assess the state of qualitative entire engine and its individual parts such as gears, shafts, timing chain, connecting rod etc. BIBLIOGRAFIA 1. Janczewski Ł.: Diagnostyka uszkodzeń wybranych zespołów silnika o zapłonie samoczynnym podczas testu zimnego (analiza wibroakustyczna), ATH w Bielsku-Białej, praca doktorska, 2013. 2. Madej H.: Wykorzystanie metod wibroakustycznych w diagnostyce silników spalinowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 65, s. 45-50, 2009. 3. Madej H., Czech P.: Diagnozowanie luzu w układzie tłok cylinder z wykorzystaniem współczynnikow Hoeldera, Diagnostyka vol. 49, No. 1, pp. 73-78, 2009. 4. Grządziela A.: Analiza dynamiki układów wirnikowych silników turbinowych z wykorzystaniem śledzenia rzędów, Zeszyty Naukowe Akademia Morska w Szczecinie, 19/2009, s. 51-57. 5. Janczewski Ł., Nowakowski J.: Vibroacustic diagnosis of the internal combustion diesel engine at the end of assemby Line, Combustion Engines 3/2013, str. 936-943. 6. Janczewski Ł: Vibro acoustic failure recognition on combustion engines at the end of assembly lines, Combustion Engines, 3/2011. 7. Mączak J. Wykorzystanie lokalnej płaszczyzny przyporu w wykrywaniu błędów wykonania i montażu przekładni zębatych, Diagnostyka 4/2011, s. 47-52. 8. Cempel C.: Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn, WNT Warszawa 1982 9. Erik D.S. Munck, Ken R. Fyfe: Computed order tracking applied to vibration analysis of rotating machinery, s.57-58, University of Alberta, 1994. 10. Orange F.: Rotating vibration analysis Order tracking techniques, ADM Messtechnik. 11. Wang K.S.: Approaches to the improvement of order tracking techniques for vibration based diagnostics in rotating machines, University of Pretoria, 2010. 12. Brüel & Kjær: Order Tracking Analysis, Technical Review, 2/1995. 13. Order Tracking (analiza rzędów) zaawansowana metoda diagnostyki maszyn wirujących, http://www.ec-diagostics.pl/_firmie/order_tracking/ 14. http://www.pcb.energocontrol.pl 15. http://www.bruel.com.pl 16. http://www.adm-messtechnik.de 5990