Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности, к определению технического состояния путем измерения параметров, отражающих давление в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в эксплуатационных условиях.
Известен способ определения технического состояния цилиндров ДВС /1/, при котором запускают двигатель, устанавливают заданный режим испытаний, измеряют величину давления во внутреннем объеме двигателя, регистрируют измеренные сигналы, выделяют амплитуды гармонических колебаний измеренного сигнала, определяют отношение амплитуд гармонических колебаний измеренных сигналов, сравнивают их с эталонным значением и по результатам сравнения производят оценку технического состояния цилиндра двигателя.
Недостатком известного способа является низкая точность классификации технического состояния ввиду невозможности оперативного использования знаний об изменении измеряемого процесса в зонах нормального, допустимого и предельного состояний двигателя, а также невозможности выявления причины изменения параметров функционирования (локализации неисправностей).
Известен способ определения технического состояния ДВС /2/, выбранный прототипом предлагаемого способа и заключающийся в том, что многократно разгоняют двигатель без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной, непрерывно измеряют средние значения в цикле работы двигателя угловой скорости, углового ускорения и динамической мощности, при достижении двигателем заданной заранее частоты вращения измеряют амплитудный спектр динамической мощности, находят среднее значение этого спектра мощности по множеству разгонов, аналогично измеряют амплитудные спектры динамической мощности при достижении двигателем частот вращения максимального крутящего момента, номинальной, начала срабатывания регулятора скорости, максимальной холостого хода и промежуточных, получают зависимость этих спектров от частоты вращения, аналогично получают зависимость амплитудных спектров динамической мощности при многократных выбегах двигателя без подачи топлива от максимальной частоты вращения до минимальной. Сравнивают полученные зависимости спектров динамической мощности в разгоне и выбеге и их числовые показатели с эталонными, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, сравнивают амплитуды гармоник амплитудного спектра динамической мощности, кратные частотам переколебаний регулятора (0,2-0,3 - гармоникам частоты вращения), измеренного при частоте начала срабатывания регулятора, с предварительно полученными эталонным значением и значениями этих амплитуд при изменении состояния регулятора скорости от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние регулятора скорости, в стационарном режиме полной нагрузки при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала, непрерывно измеряют угловые скорость, ускорение и амплитудные спектры мгновенных значений углового ускорения коленчатого вала, усредняют спектры по множеству циклов работы двигателя, измеряют под нагрузкой эти спектры при частотах вращения максимального крутящего момента, номинальной, начала срабатывания регулятора скорости и промежуточных, получают зависимость спектров от частоты вращения, прокручивают двигатель. Аналогично получают зависимость спектров мгновенных значений ускорений от частоты вращения, сравнивают полученные зависимости амплитудных спектров с эталонными, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, причем по изменению формы зависимости спектров от частоты вращения судят об изменении угла опережения подачи топлива, по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях: по амплитуде гармоники, кратной первой гармонике частоты вращения, - о дисбалансе, по амплитуде гармоники, кратной второй гармонике частоты вращения, - о неуравновешенных силах второго порядка, по амплитудам гармоник, кратных третьей и четвертой гармоникам частоты вращения, под нагрузкой, - о средней по цилиндрам индикаторной диаграмме, при прокрутке - о степени герметичности цилиндров; по разности амплитуд гармоник, кратных частотам ƒk=ƒцϕц/ϕчв (где k - номера гармонических составляющих, ƒц - частота цикла работы двигателя, ϕц - угол поворота коленчатого вала за цикл работы двигателя, ϕчв - угол чередования вспышек между соседними группами из двух и более цилиндров, причем число таких групп в цикле четное), измеренных при полной нагрузке и прокрутке, - о неравномерности работы цилиндров, по амплитудам гармоник, кратных пятой-восьмой гармоникам частоты вращения, - о механических потерях в цилиндропоршневых группах, по амплитудам гармоник спектров, кратных частотам переколебаний регулятора, измеренных на регуляторной ветви, - о состоянии регулятора и системы автоматического регулирования скорости в целом. В стационарном режиме полной нагрузки двигателя, форсированного газотурбонаддувом, при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала непрерывно измеряют угловые скорость, ускорение и амплитудные спектры мгновенных значений углового ускорения ротора турбокомпрессора, усредняют спектры по множеству циклов работы двигателя, измеряют под нагрузкой эти спектры при частотах вращения максимального крутящего момента, номинальной и промежуточных, получают зависимость спектров от частоты вращения коленчатого вала, сравнивают полученную зависимость с эталонной, измеренной предварительно и соотнесенной с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя. Причем по изменению формы зависимости спектров от частоты вращения судят об изменении угла опережения подачи топлива, по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях: по амплитудам гармоник, кратных третьей и четвертой гармоникам частоты вращения коленчатого вала, - об индикаторной диаграмме, по амплитудам гармоник, кратных частотам ƒk=ƒцϕц/ϕчв, - о неравномерности работы цилиндров. Аналогично получают зависимости средних значений амплитудных спектров динамической мощности от частоты вращения по множеству разгонов и выбегов без нагрузки на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, сравнивают полученные зависимости с эталонными и с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров, аналогично получают зависимости средних значений амплитудных спектров мгновенных значений углового ускорения коленчатого вала от частоты вращения в стационарном режиме полной нагрузки и при прокрутке по множеству циклов работы двигателя на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, сравнивают полученные зависимости с эталонными, измеренными предварительно, и с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров. Причем по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях: по амплитудам гармоник, кратных третьей и четвертой гармоникам частоты вращения, под нагрузкой - об индикаторной диаграмме, а при прокрутке - о степени герметичности каждого цилиндра по отдельности, по амплитудам гармоник, кратных пятой-восьмой гармоникам частоты вращения, - о механических потерях в цилиндропоршневой группе каждого цилиндра по отдельности. Аналогично получают зависимость среднего значения амплитудных спектров мгновенных значений углового ускорения ротора турбокомпрессора от частоты вращения в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов работы двигателя, форсированного газотурбонаддувом, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, сравнивают полученные зависимости с эталонными, измеренными предварительно, и с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Недостатками известного способа является сложность, вызванная необходимостью выполнения ряда измерений и вычислительных операций при различных режимах работы ДВС и связанная с этим низкая точность классификации технического состояния ввиду трудности оперативного выявления изменения структурных параметров, являющихся причиной изменения параметров функционирования двигателя (локализации неисправностей).
Известна экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания /3/, содержащая датчики давления в цилиндрах с усилителями и аналого-цифровыми преобразователями, датчик угловых меток с отметчиком оборота, блок управления, пороговый триггер, блок ручного управления, приемник, электронно-вычислительную машину, цифровой индикатор, блок вывода, генератор тактовых импульсов, распределитель тактов, задатчик алгоритмов обработки, формирователь команд обработки, коммутатор, вычислительный блок, схему формирования импульсов коррекции, причем выходы датчика угловых меток подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, третий вход которого соединен через пороговый триггер с выходом одного из усилителей. Четвертый вход блока управления соединен с блоком ручного управления, пятый вход подключен через приемник к электронно-вычислительной машине, первый выход блока управления подключен к первому входу цифрового индикатора и первому входу блока вывода, выход которого связан с электронно-вычислительной машиной, а второй выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей. Третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного блока, четвертый выход подключен к корректирующим входам усилителей через схему формирования импульсов коррекции и к первому входу формирователя команд обработки, второй вход которого соединен через задатчик алгоритмов обработки с выходом приемника, а третий вход - с первым входом вычислительного блока, второй выход блока управления соединен с первым входом распределителя тактов, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход распределителя тактов соединен с четвертым входом формирователя команд обработки и управляющим входом коммутатора, остальные входы которого подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей, причем выход коммутатора соединен с вторыми входами блока вывода и вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу формирователя команд обработки, а четвертый вход - к первому выходу блока управления, второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом блока цифрового индикатора и третьим входом блока вывода. Кроме того, вычислительный блок содержит схему выбора экстремума, измеритель периода, цифровой дифференциатор, блок вычислений среднего индикаторного давления и блок регистров параметров, причем третий вход вычислительного блока является первым управляющим входом блока регистров и первым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора, измерителя периода и блока вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока подсоединены к информационным входам блока регистров, при этом второй вход вычислительного блока является вторым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора и блока вычисления среднего индикаторного давления, третьим входом которых является выход блоков регистров, четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления является первым входом вычислительного блока, а выход цифрового дифференциатора соединен с четвертым входом схемы выбора экстремума, второй выход который является первым выходом вычислительного блока, второй выход и четвертый вход которого являются соответственно выходом и вторым управляющим входом блока регистров. Кроме того, система содержит датчик угловых меток-зубьев, формирователь импульсов зубьев, элемент ИЛИ цикла, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, второй пороговый триггер, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, измеритель экстремума ускорений, запоминающее устройство ускорений, арифметическое устройство, генератор функций, блок идентификации, задатчик моделей процессов, блок классификации состояний, задатчик функций изменения параметров, причем выход первого порогового триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ цикла, выход которого соединен с третьим входом блока управления. Датчик впрыска через последовательно соединенные усилитель впрыска и второй пороговый триггер подключен к второму входу элемента ИЛИ цикла, а датчик угловых меток-зубьев через формирователь импульсов зубьев соединен с шестым входом блока управления, пятый выход которого соединен с входом двойного цифрового дифференциатора, выход которого связан с первыми входами цифрового дискриминатора знака, измерителя экстремума ускорений и запоминающего устройства ускорений, выход цифрового дискриминатора знака подключен к седьмому входу блока управления, а выходы измерителя экстремума ускорений и запоминающего устройства ускорений соединены соответственно с первым и вторым входами арифметического устройства, вторые входы цифрового дискриминатора знака, измерителя экстремума ускорений, запоминающего устройства ускорений, третий вход арифметического устройства, первые входы генератора функций, блоков идентификации и классификации состояний соединены с первым выходом блока управления, а третьи входы измерителя экстремумов ускорений, запоминающего устройства ускорений, четвертый вход арифметического устройства, вторые входы генератора функций, блоков идентификации и классификации состояний, а также первые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров соединены с выходом формирователя команд обработки, причем пятый вход арифметического устройства соединен с выходом генератора функций, а выход - с вторыми входами вычислительного блока и блока вывода. Третий вход блока идентификации, а также вторые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров соединены с выходом вычислительного блока, четвертый вход - с выходом задатчика моделей процессов, а выход - с третьим входом блока классификации состояний, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика функций изменения параметров, а выход - с четвертым входом блока вывода, причем шестой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом коммутатора. Блок управления содержит формирователи сигналов угловых меток, оборота, начала цикла и команд управления, счетчик текущего угла, избирательный блок, делитель периода и первый элемент И, причем к первому входу первого элемента И подключен первый выход формирователя команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока управления, первый вход которого является входом формирователя сигналов угловых меток, а второй вход является входом формирователя сигналов оборота, при этом второй вход формирователя сигналов начала цикла является третьим входом блока управления, а выход подключен через счетчик текущего угла к входу избирательного блока и первому входу формирователя команд управления, причем выход счетчика текущего угла является третьим выходом блока управления, выход делителя периода соединен с третьим входом формирователя сигналов начала цикла, вторым входом счетчика текущего угла, вторым входом формирователя команд управления и вторым входом первого элемента И, первый вход которого подсоединен к первому выходу формирователя команд управления, а выход первого элемента И является вторым выходом блока управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя команд управления и выход избирательного блока. Кроме того, в блоке управления имеется два элемента ИЛИ и второй элемент И, причем выход формирователя сигналов угловых меток соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу делителя периода и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом формирователя команд управления, причем выход формирователя сигналов оборота связан с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу формирователя сигналов начала цикла, выход второго элемента И и третий выход формирователя команд обработки являются соответственно пятым и шестым выходами блока управления, а вторые входы первого и второго элементов ИЛИ являются соответственно шестым и седьмым входами блока управления.
Недостатком известной системы является сложность и связанная с этим низкая точность, при экспертизе двигателя в эксплуатационных условиях, вызванная необходимостью иметь в своем составе генератор функций с параметрами, которые должны оперативно изменяться в соответствии с изменением текущего значения частоты вращения коленчатого вала, а также иметь устройство ввода измерительной информации с датчиков в ЭВМ, управляющее, вычислительное и запоминающее устройства, которые обеспечивали бы оперативное получение информации о состоянии двигателя при проведении ряда измерений, осуществляемых на различных режимах его работы.
Известна экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания /2/, являющаяся прототипом, содержащая датчики давления в цилиндрах с усилителями и аналого-цифровыми преобразователями, датчик угловых меток с отметчиком оборота, блок управления, первый и второй пороговые триггеры, блок ручного управления, приемник, электронно-вычислительную машину, цифровой индикатор, блок вывода, генератор тактовых импульсов, распределитель тактов, задатчик алгоритмов обработки, формирователь команд обработки, коммутатор, вычислительный блок, схему формирования импульсов коррекции, элемент ИЛИ цикла, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, датчик угловых меток-зубьев, формирователь импульсов зубьев, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, измеритель динамической мощности, блок инерционных констант, анализатор спектра, алгебраический сумматор-усреднитель, блок идентификации, блок классификаций состояний, задатчик моделей процесса, задатчик функций изменения параметров, регистратор скоростных характеристик, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора, формирователь импульсов ротора, селектор частоты вращения, причем выходы датчика угловых меток с отметчиком оборота подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, четвертый вход которого соединен с блоком ручного управления, пятый вход подключен через приемник к электронно-вычислительной машине, первый выход блока управления подключен к первому входу цифрового индикатора и первому входу блока вывода, выход которого связан с электронно-вычислительной машиной. Второй выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей, причем выходы датчиков давлений в цилиндрах через усилители связаны с соответствующими информационными входами аналого-цифровых преобразователей, третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного блока, четвертый выход подключен к корректирующим входам усилителей через схему формирования импульсов коррекции и к первому входу формирователя команд обработки, второй вход которого соединен через задатчик алгоритмов обработки с выходом приемника, а третий вход - с первым выходом вычислительного блока, второй выход блока управления соединен с первым входом распределителя тактов, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход распределителя тактов соединен с четвертым входом формирователя команд обработки и первым управляющим входом коммутатора, остальные входы которого подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей, причем выход коммутатора соединен с вторыми входами блока вывода и вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу формирователя команд обработки, а четвертый вход - к первому выходу блока управления, второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом блока цифрового индикатора и третьим входом блока вывода. Вход первого порогового триггера соединен с выходом одного из усилителей, а выход - с первым входом элемента ИЛИ цикла, выход которого соединен с третьим входом блока управления. Датчик впрыска через последовательно соединенные усилитель впрыска и второй пороговый триггер подключен к второму входу элемента ИЛИ цикла, а датчик угловых меток-зубьев через формирователь импульсов зубьев соединен с шестым входом блока управления, пятый выход которого соединен с входом двойного цифрового дифференциатора, выход которого связан с первыми входами цифрового дискриминатора знака, измерителя динамической мощности и анализатора спектра, выход цифрового дискриминатора знака подключен к седьмому входу блока управления, вторые входы измерителя динамической мощности, цифрового дискриминатора знака, анализатора спектра, алгебраического сумматора-усреднителя, регистратора скоростных характеристик, первые входы блоков идентификации и классификации состояний, а также вход блока инерционных констант соединены с первым выходом блока управления, а вторые входы блоков идентификации и классификации состояний, первые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров, а также третьи входы анализатора спектра, алгебраического сумматора-усреднителя, регистратора скоростных характеристик соединены с выходом формирователя команд обработки. Третьи входы блока идентификации и цифрового индикатора, пятый вход блока вывода, а также вторые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров соединены с выходом регистратора скоростных характеристик, четвертый вход - с выходом задатчика моделей процессов, а выход - с третьим входом блока классификации состояний, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика функций изменения параметров, а выход - с четвертым входом блока вывода, причем шестой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом коммутатора, третий вход измерителя динамической мощности связан с выходом блока инерционных констант, четвертый вход - с выходом формирователя команд обработки, а выход - с четвертым входом анализатора спектра, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом алгебраического сумматора-усреднителя, выход которого соединен с первым входом регистратора скоростных характеристик, четвертый вход которого связан с третьим выходом вычислительного блока, причем восьмой вход блока управления соединен через формирователь импульсов с датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора, а пятый вход анализатора спектра - с третьим выходом вычислительного блока.
Блок управления содержит формирователи сигналов угловых меток, сигналов оборота, сигналов начала цикла и команд управления, счетчик текущего угла, избирательный блок, делитель периода, первый, второй и третий элементы И, с первого по четвертый элементы ИЛИ, причем первый вход блока управления является входом формирователя сигналов угловых меток, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого является шестым входом блока управления, а выход соединен с входом делителя периода, второй вход блока управления является входом формирователя сигналов оборота, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является седьмым входом блока управления, а выход соединен с первым входом формирователя сигналов начала цикла, второй вход которого является третьим входом блока управления, а выход формирователя сигналов начала цикла подключен через счетчик текущего угла к входу избирательного блока и первому входу формирователя команд управления, причем выход счетчика текущего угла является третьим выходом блока управления. Выход делителя периода соединен с третьим входом формирователя сигналов начала цикла, вторым входом счетчика текущего угла и вторым входом формирователя команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока управления, а первый выход формирователя команд управления подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу делителя периода. Выход первого элемента И является вторым выходом блока управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя команд управления и выход избирательного блока. Первый вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является пятым выходом блока управления, а второй вход связан с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с четвертым выходом формирователя команд управления, а второй вход является восьмым входом блока управления, причем вторые входы второго элемента И и четвертого элемента ИЛИ связаны с третьим выходом формирователя команд управления, выход четвертого элемента ИЛИ является шестым выходом блока управления.
Вычислительный блок содержит схему выбора экстремума, измеритель периода, цифровой дифференциатор, блок вычисления среднего индикаторного давления, блок регистров параметров и селектор частоты вращения, при этом третий вход вычислительного блока является первым управляющим входом блока регистров и первым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора, измерителя периода и блока вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока подсоединены к информационным входам блока регистров, при этом второй вход вычислительного блока является вторым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора и блока вычисления среднего индикаторного давления, третьим входом которых является выход блока регистров, причем четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления является первым входом вычислительного блока, а выход цифрового дифференциатора соединен с четвертым входом схемы выбора экстремума, второй выход которого является первым выходом вычислительного блока, второй выход и четвертый вход которого являются соответственно выходом и вторым управляющим входом блока регистров, причем выход измерителя периода связан с первым входом селектора частоты вращения, второй вход которого соединен с вторым входом блока регистров, а выход является третьим выходом вычислительного блока.
Недостатком известной системы является сложность ее применения в условиях эксплуатации, обусловленная необходимостью использования датчиков давления в цилиндрах двигателя. Это возможно осуществить только установкой взамен штатной специальной головки блока цилиндров с каналами для установки датчиков давления. Кроме того, для известной системы характерна низкая точность и высокая трудоемкость при идентификации измеренных данных и отнесении двигателя к определенному классу состояний, из-за невозможности оперативного выявления изменения структурных параметров, являющихся причиной изменения параметров функционирования двигателя (локализации неисправностей).
Цель заявляемого технического решения - упрощение, снижение трудоемкости и повышение точности классификации при определении технического состояния двигателей внутреннего сгорания в эксплуатационных условиях.
Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет в эксплуатационных условиях упростить и значительно снизить трудоемкость экспертизы технического состояния двигателя путем косвенного определения параметров индикаторных диаграмм цилиндров и других показателей технического состояния ДВС и его составных элементов за счет исключения разборочно-сборочных операций, выполнения ряда измерений и вычислительных операций при различных режимах работы ДВС по выявлению изменения структурных параметров, являющихся причиной изменения параметров функционирования двигателя и его составных элементов (локализации неисправностей).
По сравнению с базовым объектом - индицированием цилиндров по косвенным индикаторным диаграммам трудоемкость определения технического состояния двигателя и его составных элементов снижается в 3-5 раз.
Поставленная цель в способе достигается за счет того, что предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя, при появлении гармоники крутящего момента, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя, амплитудную частотную характеристику топливного насоса, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя, при появлении гармоники крутящего момента, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент и давление наддува, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя, турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя, при появлении гармоники крутящего момента, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя, турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя, при появлении гармоники крутящего момента, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала, при появлении гармоники ускорения, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя, амплитудную частотную характеристику топливного насоса, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала, при появлении гармоники ускорения, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос, с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя и давление наддува, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала, при появлении гармоники ускорения, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала, при появлении гармоники ускорения, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности крутящий момент, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих крутящих моментов, при появлении гармоник крутящего момента, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности крутящий момент, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, среднюю амплитудно-частотную характеристику топливного насоса, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр - топливный насос, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих крутящих моментов, при появлении гармоник крутящего момента, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности крутящий момент, измеряют среднее за цикл давление наддува, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих крутящих моментов, при появлении гармоник крутящего момента, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности крутящий момент, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих крутящих моментов, при появлении гармоник крутящего момента, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднее давление в каждом цилиндре, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в каждом цилиндре, при появлении гармоник давлений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-регулятор с частотных характеристик соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднее давление в каждом цилиндре, а также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, средние амплитудно-частотные характеристики топливного насоса по секциям, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр - секция топливного насоса, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в каждом цилиндре, при появлении гармоник давлений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднее давление в каждом цилиндре, измеряют среднее за цикл давление наддува, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в каждом цилиндре, при появлении гармоник давлений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднее давление ротора в каждом цилиндре, измеряют частоту вращения турбокомпрессора, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений цилиндр-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в каждом цилиндре, при появлении гармоник давлений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за рабочий такт каждого цилиндра угловые скорости вала двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные и фазовые частотные характеристики центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоник ускорения, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за рабочий такт каждого цилиндра угловые скорости вала двигателя, а также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, средние амплитудно-частотные характеристики топливного насоса по секциям, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр - секция топливного насоса, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоник ускорения, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за рабочий такт каждого цилиндра угловые скорости вала двигателя, измеряют среднее за цикл давление наддува, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные и фазовые частотные характеристики турбокомпрессора, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоник ускорений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за рабочий такт каждого цилиндра угловые скорости вала двигателя, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, амплитудные и фазовые частотные характеристики турбокомпрессора, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоник ускорений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра, а по значению амплитуд этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя, среднюю амплитудную частотную характеристику топливного насоса, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники крутящих моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент и давление наддува, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента коленчатого вала в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель- турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента коленчатого вала в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя, среднюю амплитудную частотную характеристику топливного насоса, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники угловых ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, измеряют среднее за цикл давление наддува, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют среднюю за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя, среднюю амплитудную частотную характеристику топливного насоса и результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент и давление наддува, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов, при появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя, амплитудную частотную характеристику топливного насоса и результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за цикл угловую скорость вала двигателя и давление наддува, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя и частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала, за исключением зон перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих ускорений, при появлении гармоники ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл крутящий момент двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке, при появлении гармоники перемещения рейки топливного насоса, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные и фазовые частотные характеристики двигателя и центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке, при появлении гармоники перемещения рейки топливного насоса, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя, среднюю амплитудную частотную характеристику топливного насоса и результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, при появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя, среднюю амплитудную частотную характеристику топливного насоса и результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель - топливный насос, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, при появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности крутящий момент, а также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, средние амплитудные частотные характеристики топливного насоса по секциям и результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр - секция топливного насоса, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, при появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях секций топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности угловую скорость вала двигателя, а также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, средние амплитудные частотные характеристики топливного насоса по секциям и результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр - секция топливного насоса, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, при появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях секций топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Предварительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднее давление в каждом цилиндре, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра амплитудные и фазовые частотные характеристики каждого цилиндра по отдельности, средние амплитудные частотные характеристики топливного насоса по секциям и результирующие амплитудные и фазовые частотные характеристики соединений цилиндр - секция топливного насоса, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям, при появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях секций топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за цикл крутящий момент двигателя и давление наддува турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки двигателя измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давления наддува турбокомпрессора, при появлении гармоники давления наддува, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл крутящий момент двигателя, а также частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки двигателя измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений ротора турбокомпрессора, при появлении гармоники ускорения, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя и давление наддува турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки двигателя измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давления наддува турбокомпрессора, при появлении гармоники давления наддува, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора.
Предварительно при переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя, а также частоту вращения ротора турбокомпрессора, определяют средние за цикл амплитудную и фазовую частотные характеристики двигателя и турбокомпрессора, а также результирующие амплитудную и фазовую частотные характеристики соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки двигателя измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений ротора турбокомпрессора, при появлении гармоники угловых ускорений ротора турбокомпрессора, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора.
Поставленная цель в экспертной системе достигается тем, что в известную систему дополнительно введены датчики крутящего момента, перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам, функциональные преобразователи крутящего момента, перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам, с первого по пятый цифровые мультиплексоры, усреднители крутящего момента, перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам, угловых скоростей коленчатого вала двигателя и ротора турбокомпрессора, измерители амплитудных частотных характеристик двигателя, центробежного регулятора скорости, топливного насоса и турбокомпрессора, измерители фазовых частотных характеристик двигателя, центробежного регулятора скорости и турбокомпрессора, сумматор сигналов трубопроводов, формирователи результирующих амплитудных частотных характеристик соединений двигатель - центробежный регулятор скорости, двигатель - топливный насос и двигатель - турбокомпрессор, формирователи результирующих фазовых частотных характеристик соединений двигатель - центробежный регулятор скорости и двигатель - турбокомпрессор, блоки сравнения характеристик, моделирования нелинейностей и выбора нелинейностей, идентификатор гармоник спектра, измеритель амплитуд гармоник спектра, причем выходы датчика угловых меток с отметчиком оборота подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, четвертый вход блока управления соединен с блоком ручного управления, пятый вход подключен через приемник к электронно-вычислительной машине, первый выход блока управления подключен к первому входу цифрового индикатора и первому входу блока вывода, выход которого связан с электронно-вычислительной машиной.
Второй выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей, причем выходы датчиков давлений в цилиндрах через усилители связаны с соответствующими информационными входами аналого-цифровых преобразователей, третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного блока, четвертый выход подключен к корректирующим входам усилителей через схему формирования импульсов коррекции и к первому входу формирователя команд обработки, второй вход которого соединен через задатчик алгоритмов обработки с выходом приемника, а третий вход - с первым выходом вычислительного блока, второй выход блока управления соединен с первым входом распределителя тактов, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход распределителя тактов соединен с четвертым входом формирователя команд обработки и первым управляющим входом коммутатора, остальные входы которого подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей, причем выход коммутатора соединен с вторыми входами блока вывода и вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу формирователя команд обработки, а четвертый вход - к первому выходу блока управления, второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом блока цифрового индикатора и третьим входом блока вывода.
Вход первого порогового триггера соединен с выходом одного из усилителей, а выход - с первым входом элемента ИЛИ цикла, выход которого соединен с третьим входом блока управления, датчик впрыска через последовательно соединенные усилитель впрыска и второй пороговый триггер подключен к второму входу элемента ИЛИ цикла, а датчик угловых меток-зубьев через формирователь импульсов зубьев соединен с шестым входом блока управления, пятый выход которого соединен с входом двойного цифрового дифференциатора, выход которого связан с первым входом цифрового дискриминатора знака. Выход цифрового дискриминатора знака подключен к седьмому входу блока управления, вторые входы цифрового дискриминатора знака, анализатора спектра, алгебраического сумматора-усреднителя, первые входы блоков идентификации и классификации состояний соединены с первым выходом блока управления, вторые входы блоков идентификации и классификации состояний, первые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров, а также третьи входы анализатора спектра и алгебраического сумматора-усреднителя соединены с выходом формирователя команд обработки.
Четвертый вход блока идентификации соединен с выходом задатчика моделей процессов, а выход - с третьим входом блока классификаций состояний, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика функций изменения параметров, а выход - с четвертым входом блока вывода, причем шестой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом коммутатора, а вторые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров - с третьими входами блока идентификации и цифрового индикатора, с пятым входом блока вывода. Выход анализатора спектра связан с первым входом алгебраического сумматора-усреднителя, а четвертый вход - с третьим выходом вычислительного блока, причем восьмой вход блока управления соединен через формирователь импульсов с датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора,
Первый вход первого цифрового мультиплексора связан с выходом двойного цифрового дифференциатора, а его выход - с первым входом анализатора спектра, выход алгебраического сумматора-усреднителя соединен с первым входом идентификатора гармоник спектра, датчик крутящего момента через функциональный преобразователь крутящего момента связан с первым входом усреднителя крутящего момента и третьим входом первого цифрового мультиплексора, датчики перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам соединены через соответствующие функциональные преобразователи крутящего момента, перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам с первыми входами усреднителей перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам соответственно, а также с четвертым, пятым и шестыми по числу цилиндров входами первого цифрового мультиплексора соответственно. Выходы усреднителей крутящего момента и угловых скоростей коленчатого вала двигателя связаны с первым и вторым входами второго цифрового мультиплексора, третий вход которого подключен к второму выходу вычислительного блока, а выход соединен с входами измерителей амплитудной частотной и фазовой частотной характеристик двигателя. Выход усреднителя перемещения рейки топливного насоса связан с входами измерителей амплитудной частотной и фазовой частотной характеристик центробежного регулятора скорости.
Первые входы усреднителей угловых скоростей коленчатого вала двигателя и турбокомпрессора соединены с выходом двойного цифрового дифференциатора, выходы усреднителей угловой скорости ротора и давления наддува турбокомпрессора связаны с первым и вторым входами третьего цифрового мультиплексора, выход которого соединен с входами измерителей амплитудной частотной и фазовой частотной характеристик турбокомпрессора, выходы усреднителей давлений в трубопроводах к форсункам подключены к соответствующим входам сумматора сигналов трубопроводов, выход которого соединен с входом измерителя амплитудной частотной характеристики топливного насоса, вторые входы усреднителей крутящего момента, угловых скоростей коленчатого вала двигателя и турбокомпрессора, перемещения рейки топливного насоса, давления наддува, давлений в трубопроводах к форсункам связаны с выходом формирователя команд обработки. Выходы измерителей амплитудных и фазовых частотных характеристик двигателя, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора и выход измерителя амплитудной частотной характеристики топливного насоса соединены с первого по седьмой входы четвертого цифрового мультиплексора, выход которого связан с входами формирователей результирующих амплитудных частотных характеристик соединений двигатель - центробежный регулятор скорости, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор и входами формирователей результирующих фазовых частотных характеристик соединений двигатель - центробежный регулятор скорости и двигатель-турбокомпрессор, выходы которых связаны с первого по пятый входами пятого цифрового мультиплексора соответственно, шестой вход которого связан с выходом измерителя фазовой частотной характеристики двигателя.
Выход пятого цифрового мультиплексора подключен к первому входу блока сравнения характеристик, выход идентификатора гармоник спектра связан с первым входом измерителя амплитуд гармоник спектра, вторые входы первого цифрового мультиплексора, блока сравнения характеристик, идентификатора гармоник спектра, измерителя амплитуд гармоник спектра, блока моделей нелинейностей, а также четвертый вход второго цифрового мультиплексора, третий вход третьего цифрового мультиплексора, восьмой вход четвертого цифрового мультиплексора и седьмой вход пятого цифрового мультиплексора соединены с первым выходом блока управления, причем третий вход блока сравнения характеристик подключен к третьему выходу вычислительного блока, четвертый вход - к выходу блока моделей нелинейностей, а выход соединен с третьим входом идентификатора гармоник спектра, первый вход блока моделей нелинейностей связан с выходом блока выбора нелинейностей, выход измерителя амплитуд гармоник спектра соединен с третьим входом блока идентификации.
Вычислительный блок содержит схему выбора экстремума, измеритель периода, цифровой дифференциатор, блок вычисления среднего индикаторного давления, блок регистров параметров и селектор частоты вращения, при этом третий вход вычислительного блока является первым управляющим входом блока регистров и первым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора, измерителя периода и блока вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока подсоединены к информационным входам блока регистров, при этом второй вход вычислительного блока является вторым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора и блока вычисления среднего индикаторного давления, третьим входом которых является выход блока регистров, четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления является первым входом вычислительного блока, а выход цифрового дифференциатора соединен с четвертым входом схемы выбора экстремума, второй выход которой является первым выходом вычислительного блока, второй выход и четвертый вход которого являются соответственно выходом и вторым управляющим входом блока регистров, причем выход измерителя периода связан с первым входом селектора частоты вращения, второй вход которого соединен со вторым входом блока регистров, а выход является третьим выходом вычислительного блока.
Блок управления содержит формирователи сигналов угловых меток, оборота, начала цикла и команд управления, счетчик текущего угла, избирательный блок, делитель периода, три элемента И и четыре элемента ИЛИ, причем первый вход блока управления является входом формирователя сигналов угловых меток, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого является шестым входом блока управления, а выход соединен с входом делителя периода, второй вход блока управления является входом формирователя сигналов оборота, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является седьмым входом блока управления, а выход соединен с первым входом формирователя сигналов начала цикла, второй вход которого является третьим входом блока управления, а выход формирователя сигналов начала цикла подключен через счетчик текущего угла к входу избирательного блока и первому входу формирователя команд управления, причем выход счетчика текущего угла является третьим выходом блока управления, выход делителя периода соединен с третьим входом формирователя сигналов начала цикла, вторым входом счетчика текущего угла и вторым входом формирователя команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока управления, а первый выход формирователя команд управления подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу делителя периода.
Выход первого элемента И является вторым выходом блока управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя команд управления и выход избирательного блока, первый вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является пятым выходом блока управления, а второй вход связан с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с четвертым выходом формирователя команд управления, а второй вход является восьмым входом блока управления, причем вторые входы второго элемента И и четвертого элемента ИЛИ связаны с третьим выходом формирователя команд управления, выход четвертого элемента ИЛИ является шестым выходом блока управления.
На фиг.1 приведена структурная схема ДВС, форсированного газотурбонаддувом. На фиг.2 приведены структурные функциональные схемы ДВС при наличии нелинейного элемента в замкнутом контуре управления: в составе двигателя, центробежного регулятора скорости (ЦРС), топливного насоса и турбокомпрессора по отдельности и совместно. На фиг.3 показано изменение амплитуды гармоники в замкнутом контуре управления в зависимости от степени нелинейности. На фиг.4 приведены статические характеристики, выражения для определения эквивалентных амплитудных и фазовых характеристик нелинейных звеньев, а также логарифмические обратные амплитудные и фазовые характеристики нелинейных звеньев типа "зона нечувствительности", "идеальное реле" и "люфт", появляющихся в контурах управления ДВС. На фиг.5 показано, в качестве примеров, совпадение измеренных гармоник ускорения с частотами пересечения результирующих амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик двигатель-регулятор (двигатель Д-144 с ЦРС) с обратными эквивалентными амплитудными характеристиками "зона нечувствительности", "идеальное реле" "люфт". На фиг.6, 7 изображены функциональные схемы экспертной системы для осуществления способа, а также ее блок управления и вычислительный блок соответственно.
Заявленный способ осуществляют в следующей последовательности. Вначале проводится экспресс-экспертиза двигателя. При этом используются параметры физических процессов, измеряемые без особого труда.
Из теории ДВС известно, что их работа при переходе из одного установившегося режима в другой (на переходных режимах) описывается нелинейным дифференциальным уравнением в моментах из-за нелинейности статической характеристики двигателя (зависимости коэффициентов уравнения от угловой скорости вала). Однако его можно представить в виде квазилинейного звена, применяя кусочно-линейную аппроксимацию, т.е. линеаризацию уравнения на отдельных участках в окрестности определенного значения угловой скорости n=n*.
Наличие в двигателе значительных неисправностей: жесткости горения топлива, сил сухого трения или люфтов (износов) может привести к тому, что уравнение динамики станет существенно нелинейным. Однако, как показывает практика испытаний ДВС, даже при выходе структурных параметров двигателя, центробежного регулятора скорости (ЦРС), топливного насоса и турбокомпрессора за предельно допустимые значения обнаружить появление существенных нелинейностей, анализируя временные, скоростные, регуляторные, статические и переходные характеристики, весьма затруднительно. Это обусловлено низким уровнем отклонений выходных процессов ДВС из-за нелинейностей (их вклад существенно меньше, чем вклад других нормально работающих компонентов). Из-за частичного перекрытия (суперпозиции) амплитурно-частотных спектров отдельно работающих узлов двигателя и низкого уровня гармоник от нелинейностей обнаружение их по амплитудно-частотным спектрам выходных процессов двигателя также вызывает трудности.
Из теории автоматического управления известно, что в замкнутой системе автоматического управления при наличии в ней существенных нелинейностей возникают (генерируются) автоколебания, частота и уровень которых определяются видом статической характеристики нелинейного элемента и значением амплитуды этой характеристики. Эти положения можно использовать для обнаружения и классификации нелинейных элементов, возникших в ДВС, ЦРС, топливном насосе и турбокомпрессоре при изменении их технического состояния.
На фиг.1 приведена структурная схема ДВС, форсированного газотурбонаддувом. На фиг.1 обозначено: gц - цикловая подача топлива; nд, nР, nтк, nнас - угловые скорости валов двигателя, регулятора, турбокомпрессора и топливного насоса (ТН). РГ, РК - давления отработавших газов и турбокомпрессора; Z и Ψ - перемещения муфты ЦРС и рейки топливного насоса; Кr, Кнас - передаточные отношения рычажной системы ЦРС-ТН; Рнг - сила нагрузки на валу двигателя; αР - перемещение пружины (настройка) ЦРС.
Линеаризованные уравнения динамики ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора в моментах (фиг.1), а также уравнения связи можно записать в безразмерных координатах (в приращениях) в виде (в окрестности nд=nд*):
где nд, nтк - угловые скорости двигателя и ротора турбокомпрессора, рад/с;
Ψ - перемещение органа топливоподачи (рейки топливного насоса);
; Рнаг - сила сопротивления (нагрузки);
РК=ΔРK/РКном (PK - давление наддува, РКном - при полной нагрузке и nд=nд ном);
- постоянная времени ДВС в окрестности nд=nд*;
Кψ, КP - постоянные коэффициенты усиления при nд=nд*;
β=nд ном/Me ном (Me - эффективный момент ДВС);
(Z - перемещение муфты регулятора);
(αР - настройка регулятора);
(gц - цикловая подача топлива);
Тr, Тк - постоянные времени ЦРС (чувствительного элемента и катаракта);
δ - коэффициент неравномерности чувствительного элемента;
kα - постоянный коэффициент настройки ЦРС;
Ттк - постоянная времени турбокомпрессора;
Кнд, kΨT, knд, kтк - постоянные коэффициенты, зависящие от конструктивных параметров турбокомпрессора;
kB, θB, kg, θn - постоянные коэффициенты, определяемые конструктивными параметрами ДВС, топливного насоса и турбокомпрессора.
Так как для уравнений (1) справедлив принцип суперпозиции, то комплексную, амплитудную и фазовую частотные характеристики (КЧХ, АЧХ, ФЧХ) ДВС можно определить, подавая по отдельности скачкообразные воздействия 
или 
:
где КД=КΨ/β; 
, ω=2πƒ, ƒ - частота, Гц.
Логарифмические АЧХ и ФЧХ (ЛАЧХ и ЛФЧХ) имеют вид
Аналогично можно получить КЧХ, АЧХ, ФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ ЦРС (при фиксированной настройке αР=αР *), топливного насоса и турбокомпрессора:
где 
Постоянная времени ДВС является функцией частоты вращения вала (среднего значения за оборот угловой скорости). Например, для вихрекамерных дизелей
, где 
; Jд - приведенный к валу момент инерции ДВС, кгм2, Ne ном - номинальная эффективная мощность двигателя, кВт.
Следовательно, необходимо определять состояние ДВС в окрестности определенного значения nд=nд*.
Эквивалентные комплексные частотные характеристики (КЧХ) нелинейных двухзначного ("люфта") и однозначного ("идеальное реле", "зона нечувствительности") звеньев соответственно:
J(A)=a(A)+jb(A)=q(A)exp[jμ(A)];
J(A)=a(A),
где q(A), μ(A) - эквивалентные амплитудная и фазовая характеристики нелинейного звена: 
; μ(A)=arctg[b(A)/a(A)], при этом для однозначных нелинейностей b(A)=0 и q(A)=а(А); μ(A)=0.
Характеристическое уравнение замкнутой нелинейной системы:
где W(jω) - КЧХ линейной части системы:
W(jω)=Н(ω)еjθ(ω); Н(ω) и θ(ω) - амплитудная и фазовая частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) линейной части разомкнутой системы: для контура регулирования ДВС-ЦРС WД-Р(jω)=WД(jω)WЦРС(jω),
НД-Р(ω)=НД(ω)НЦРС(ω), θД-Р(ω)=θД(ω)+θЦРС(ω); для контура регулирования ДВС - топливный насос WД-н(jω)=WД(jω)Wн(jω), НД-н(ω)=НД(ω)Нн(ω), θД-н(ω)=θД(ω); для контура регулирования ДВС - турбокомпрессор WД-тк(jω)=WД(jω)Wтк(jω),
HД-тк(ω)=HД(ω)Hтк(ω), θД-тк(ω)=θД(ω)+θтк(ω).
В системе возникнут колебания только при выполнении условия гармонического баланса (одновременного баланса амплитуд и баланса фаз). После подстановки в (4) J(A) и W(jω) это условие запишется в виде:
Для удобства графического представления условие (5) можно записать в виде:
Одновременность выполнения условий (5) графически выражается в том, что точки пересечения амплитудных характеристик Н(ω) и 1/q{A), a также фазовых характеристик θ(ω) и ρ={-π-μ(A)}, лежат на одной вертикали, или для логарифмических характеристик: точки пересечения характеристик Lm=20lgH(ω) и La=20lg[1/q(A)], а также θ(ω) и ρ={-π-μ(A)}, лежат на одной вертикали.
В системе с однозначной нелинейностью имеем
На фиг.2 приведены структурные функциональные схемы ДВС: а - при наличии нелинейного элемента в составе двигателя; б - упрощенная схема (варианта а); в - при наличии нелинейного элемента в составе ЦРС; г - при наличии нелинейного элемента в составе топливного насоса; д - при наличии нелинейного элемента в составе турбокомпрессора; е - при наличии нелинейных элементов в составе ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора; ж - при наличии нелинейных элементов в составе цилиндров ДВС. На фиг.2 обозначено: ψ{t) - перемещение рейки топливного насоса; JД(A), JР(A), Jн(A), JT(A) - эквивалентные комплексные частотные характеристики нелинейных элементов в составе ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора соответственно; WД(jω), WР(jω), Wн(jω), WТ(jω) - комплексные частотные характеристики ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора; nд(t), nтк(t) - угловые скорости вала ДВС и ротора турбокомпрессора; PГ(t), PК(t) - давления отработавших газов и наддува; СЭ - сравнивающий элемент.
Согласно теории автоматического управления возникновение автоколебаний не зависит от места нахождения нелинейного элемента в замкнутом контуре (фиг.2). В зависимости от степени нелинейности амплитуда гармоники изменяется (например, на фиг.3 показано изменение амплитуды А первой гармоники колебания y(t)=Asinωt на выходе нелинейного элемента типа "идеальное реле" ("сухое трение") с различным уровнем нелинейности y1(t) и y2(t).
Характеристики La и ρ, а также выражения для определения q(A) и μ(A) нелинейных элементов типа "идеальное реле", "зона нечувствительности" и "люфт" представлены на фиг.4. Для примера на фиг.5, а показано одновременное совпадение измеренной гармоники ускорения (с частотой ωа=30 с-1 и амплитудой А=с/0,7): с частотой пересечения средней за цикл АЧХ Lт двигателя Д-144 (с ЦРС) с обратной эквивалентной амплитудной характеристикой La и ФЧХ θ(ω) с характеристикой ρ={-π-μ(А)} "зона нечувствительности". Это свидетельствует, согласно выражениям для q(A) и μ(A), о наличии износа в сопряжениях двигателя. На фиг.5, б показано одновременное совпадение измеренной гармоники ускорения (с частотой ωa=28 c-1 и амплитудой А=с/0,37): с частотой пересечения средней за цикл АЧХ Lт двигателя Д-144 (с ЦРС) с обратной эквивалентной амплитудной характеристикой La и ФЧХ θ(ω) с характеристикой ρ={-π-μ(A)} "идеальное реле". Это свидетельствует, согласно выражений для q(A) и μ(A), о жесткости работы двигателя. На фиг.5,в показано одновременное совпадение измеренной гармоники ускорения (с частотой ωа=33с-1 и амплитудой А=с/0,6): с частотой пересечения средней за цикл АЧХ Lт двигателя Д-144 (с ЦРС) с обратной эквивалентной амплитудной характеристикой "люфта" La и ФЧХ θ(ω) с характеристикой ρ={-π-μ(A)}. Это свидетельствует, согласно выражениям для q(А) и μ(A), о наличии износа в ЦПГ двигателя.
АЧХ и ФЧХ линейной части ДВС определяются экспериментально на корректорном участке скоростной характеристики при скачкообразном набросе и сбросе нагрузки двигателя по формулам:
где 
x(t) - кривая переходного процесса (выходного процесса ДВС, например, среднего за цикл значения угловой скорости 
вала двигателя).
АЧХ топливного насоса определяется аналогично по формулам (6), в которых в качестве x(t) выступает давление в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива gц. АЧХ и ФЧХ центробежного регулятора скорости (ЦРС) вращения определяются на регуляторном участке скоростной характеристики аналогично по формулам (6), в которых в качестве x(t) выступает перемещение рейки топливного насоса. АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора также определяются по формулам (6), только в качестве x(t) используется давление наддува РК или среднее за цикл значение угловой скорости nтк ротора турбокомпрессора.
Для повышения точности измерения проводятся многократно с последующим усреднением характеристик (многократно повторяются тестовые переходные режимы).
В стационарном режиме работы под нагрузкой непрерывно (в том числе случайным образом) происходит замыкание того или иного или всех вместе контуров управления ДВС, а также их размыкание, т.е. происходит непрерывная смена переходных режимов ускорение-замедление (разгон-выбег под нагрузкой). При этом, если в контуре имеются существенно нелинейные звенья, возникают автоколебания, которые характеризуют вид и степень нелинейности, а следовательно, и соответствующие отклонения в состоянии элементов контуров от заданных значений.
С помощью имеющихся на испытательном стенде штатных измерителей крутящего момента ДВС (тензометрических моментомеров, нагрузочных генераторов и др.), а также дополнительно легко устанавливаемого датчика перемещения рейки топливного насоса и соответствующих устройств обработки этих процессов, при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. По формулам (6) определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя, центробежного регулятора скорости и результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор путем перемножения указанных двух АЧХ и суммирования ФЧХ или суммирования логарифмических АЧХ И ФЧХ (для вычислительных устройств последняя операция предпочтительнее). Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя. При появлении гармоники крутящего момента, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ И ФЧХ соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Ввиду влияния остаточных технологических и конструктивных факторов у ДВС и его элементов, даже находящихся в нормальном технически исправном состоянии, всегда присутствуют нелинейные звенья. Поэтому предварительно проводят испытания исправного нормального двигателя данной марки (с нормативными индикаторными диаграммами давлений в цилиндрах), аналогично определяют идентифицированную гармонику крутящего момента, измеряют ее частоту и амплитуду, которые принимают за эталонные значения. Затем сравнивают полученные при различных частотах вращения значения амплитуд гармоник крутящего момента испытуемого двигателя с эталонными значениями и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Известно, что достоверность экспертизы тем выше, чем больше признаков (симптомов), указывают на появление той или иной неисправности. Поэтому целесообразно дополнительно измерить средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, аналогично определить средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя, топливного насоса и результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель - топливный насос, по идентифицированной гармонике крутящего момента аналогично классифицировать состояние двигателя.
Также дополнительно измеряется средняя за цикл угловая скорость вала двигателя, по которой определяется средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя.
На регуляторном участке скоростной характеристики по перемещению рейки топливного насоса определяются АЧХ и ФЧХ ЦРС. Находятся результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряется амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала. При появлении гармоники ускорения, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ И ФЧХ соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Дополнительно аналогично определяются средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя. Измеряются средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, по которым определяют среднюю за цикл АЧХ топливного насоса и результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель - топливный насос. Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала. При идентификации гармоники угловых ускорений используют результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель - топливный насос. В остальном испытания аналогичны предыдущему случаю.
У двигателя, форсированного газотурбонаддувом, дополнительно при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя. Измеряют среднее за цикл давление наддува, определяют АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора и результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор, затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя. При появлении гармоники крутящего момента, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ И ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.
Аналогично при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой дополнительно для определения АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора вместо частоты давления наддува используют вращения ротора турбокомпрессора. Затем также дополнительно для определения АЧХ и ФЧХ двигателя измеряют вместо крутящего момента среднюю за цикл угловую скорость вала двигателя. В стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала. При идентификации гармоники ускорения применяют результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор и аналогично классифицируют состояние двигателя.
Если при всех или большинстве вариантов полученных результирующих АЧХ и ФЧХ соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор появляется гармоника крутящего момента или гармоника углового ускорения коленчатого вала, совпадающая одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ И ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", амплитуда которой превышает эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии жесткости работы двигателя. В этом случае переходят к углубленной экспертизе состояния ДВС и его элементов.
При этом аналогично, как и при предварительной экспертизе, измеряют средний крутящий момент, но за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, а также аналогично на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. Определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, АЧХ и ФЧХ ЦРС и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор. Затем в стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих крутящих моментов. При появлении гармоник крутящего момента, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ И ФЧХ соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этих гармоник - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Затем аналогично определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, измеряют средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива. Определяют среднюю АЧХ топливного насоса и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - топливный насос. Аналогично идентифицируют гармоники крутящих моментов и классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Кроме того, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, аналогично по крутящему моменту определяют средние за рабочий такт АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности. Измеряют среднее за цикл давление наддува и определяют АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-турбокомпрессор. Аналогично идентифицируют гармоники крутящих моментов и классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Затем у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, аналогично определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности. При нахождении АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора вместо давления наддува измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора. Далее экспертиза проводится аналогично предыдущему случаю.
Для уточнения экспертизы при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за рабочий такт каждого цилиндра угловые скорости вала двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. Определяют средние за рабочий такт АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, АЧХ и ФЧХ ЦРС и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор. В стационарном режиме полной нагрузки выделяют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, измеряют амплитудные спектры этих ускорений. При появлении гармоник ускорения, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Кроме того, по измеренным угловым скоростям вала двигателя аналогично определяют средние за рабочий такт АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности. Измеряют также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям. Определяют средние АЧХ топливного насоса по секциям и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - секция топливного насоса. Затем аналогично классифицируют состояние отдельных цилиндров.
У двигателя, форсированного газотурбонаддувом, по измеренным угловым скоростям вала двигателя аналогично определяют средние за рабочий такт АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности. Измеряют среднее за цикл давление наддува. Определяют АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-турбокомпрессор. Идентифицируют гармоники ускорения вала ДВС, совпадающие с частотами пересечения соответствующих результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - турбокомпрессор, и аналогично классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Повторно при испытании двигателя, форсированного газотурбонаддувом, для определения АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора используют частоту вращения ротора турбокомпрессора. Далее экспертизу ДВС проводят аналогично.
Для уточнения при углубленной экспертизе при переходе двигателя с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют среднее давление в каждом цилиндре, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. Определяют АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, АЧХ и ФЧХ ЦРС, а также результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор. Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в каждом цилиндре. При появлении гармоник давлений, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих амплитуд с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.
После этого аналогично измеряют среднее давление в каждом цилиндре, а также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива по секциям. Определяют средние за рабочий такт АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, средние АЧХ топливного насоса по секциям и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - секция топливного насоса. При идентификации используют гармоники давлений в каждом цилиндре, совпадающих с частотами пересечения соответствующих результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - секция топливного насоса. Аналогично классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Аналогично у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, измеряют среднее давление в каждом цилиндре, измеряют давление наддува. Определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора, а также результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-турбокомпрессор. При идентификации гармоник давлений в каждом цилиндре применяют АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-турбокомпрессор. Аналогично классифицируют состояние отдельных цилиндров.
Затем у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, для определения АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора используют частоту вращения ротора турбокомпрессора. В остальном испытание ДВС проводится аналогично.
Если при всех или большинстве вариантов полученных результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр-турбокомпрессор появляется гармоника крутящего момента или гармоника углового ускорения коленчатого вала, совпадающая одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле", амплитуда которой превышает эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии жесткости работы отдельных цилиндров двигателя.
При углубленной экспертизе проводится дальнейший поиск неисправностей. С этой целью при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. Определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя, АЧХ и ФЧХ ЦРС, а также результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор. Затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки выделяют мгновенные значения крутящего момента двигателя в зонах перекладки поршней, измеряют амплитудные спектры этих моментов. При появлении гармоники моментов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа. Сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние каждой цилиндропоршневой группы двигателя.
Аналогично для уточнения экспертизы вместо АЧХ и ФЧХ ЦРС, а также результирующих АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор определяют по измеренным средним за цикл давлениям в трубопроводах к форсункам или по любому другому косвенному параметру, отражающему цикловую подачу топлива, средние АЧХ и ФЧХ секций топливного насоса. Находят результирующие АЧХ и ФЧХ соединений двигатель - секция топливного насоса. Далее испытания проводят аналогично предыдущему случаю.
Затем для уточнения экспертизы у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент. Определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя. Измеряют среднее за цикл давление наддува и определяют АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора, а также результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор. В остальном испытания аналогичны предыдущему случаю.
Для уточнения экспертизы при следующем испытании у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, для определения АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора вместо давления наддува измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора. Далее испытания проводятся аналогично.
После этого для уточнения экспертизы о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы повторяют испытания, измеряя вместо крутящего момента угловую скорость вала двигателя, выделяя мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала в зонах перекладки поршней. Определяют АЧХ и ФЧХ ДВС по угловой скорости вала двигателя. Последовательно по измеренным процессам: перемещению рейки топливного насоса, средним за цикл давлениям в трубопроводах к форсункам или любому другому косвенному параметру, отражающему цикловую подачу топлива, давлению наддува и частоте вращения ротора турбокомпрессора (для ДВС с турбонаддувом) определяют АЧХ и ФЧХ топливного насоса, ЦРС и турбокомпрессора. Находят результирующие АЧХ и ФЧХ соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор. В остальном испытания аналогичны рассмотренному случаю.
Если при всех или большинстве вариантов полученных результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр-турбокомпрессор появляется гармоника крутящего момента или гармоника углового ускорения коленчатого вала, совпадающая одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр-регулятор, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", амплитуда которой превышает эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы.
Дальнейший поиск неисправностей направлен на экспертизу состояния сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. При этом испытания проводятся в той же последовательности, что и при экспертизе состояния ЦПГ. Отличие заключается в том, что измеряют мгновенные значения крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала двигателя, за исключением зон перекладки поршней. Определяются аналогично АЧХ и ФЧХ ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор сравниваются с обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности". Идентифицируются гармоники крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала. Если при всех испытаниях амплитуда этих гармоник превышает эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии износа сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
Затем при углубленной экспертизе оценивается состояние ЦРС в следующей последовательности. При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл крутящий момент двигателя, а также на регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. Определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя, АЧХ и ФЧХ ЦРС и результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор. Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке. При появлении гармоники перемещения рейки топливного насоса, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-регулятор с обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях ЦРС, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа. Сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние ЦРС.
Испытания повторяют, при этом для определения АЧХ и ФЧХ ДВС вместо крутящего момента измеряют угловую скорость вала двигателя. Если в результате обоих испытаний идентифицированные гармоники превышают эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии износа в сопряжениях ЦРС.
Оценку состояния топливного насоса проводят следующим образом. При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за цикл двигателя крутящий момент, а также средние за цикл давления в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива. Определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя, среднюю АЧХ топливного насоса и результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель - топливный насос. Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива. При появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединения двигатель - топливный насос с обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа. Сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Испытания повторяют, при этом для определения АЧХ и ФЧХ ДВС вместо крутящего момента измеряют угловую скорость вала двигателя.
Для уточнения экспертизы состояния топливного насоса при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средний за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности крутящий момент, а также средние за рабочий такт каждого цилиндра давления в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям. Определяют средние за рабочий такт каждого цилиндра АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности, средние АЧХ топливного насоса по секциям и результирующие АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - секция топливного насоса. Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива по секциям. При появлении гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующей амплитудно-частотной характеристики соединений цилиндр - секция топливного насоса с обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях секций топливного насоса, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени износа. Сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса.
Испытания повторяют, при этом для определения АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности вместо крутящего момента измеряют средние за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности угловые скорости вала двигателя.
Для уточнения экспертизы топливного насоса аналогично проводят испытания, причем для определения АЧХ и ФЧХ каждого цилиндра по отдельности вместо крутящего момента измеряют среднее давление в каждом цилиндре по отдельности.
Если при всех или большинстве вариантов полученных результирующих АЧХ и ФЧХ соединений цилиндр - секция топливного насоса идентифицируется гармоника давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, амплитуда которой превышает эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии износов секций топливного насоса.
При углубленной экспертизе оценка состояния турбокомпрессора проводится в такой последовательности. При переходе двигателя, форсированного газотурбонаддувом, с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют крутящий момент двигателя, а также среднее за цикл давление наддува турбокомпрессора. Определяют средние за цикл АЧХ и ФЧХ двигателя, АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора, а также результирующие АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор. Затем в стационарном режиме полной номинальной нагрузки двигателя измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давления наддува турбокомпрессора. При появлении гармоники давления наддува, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор с обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности", судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этих износов. Сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора.
Испытания повторяют, причем для определения АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора вместо давления наддува используют частоту вращения ротора турбокомпрессора. Для уточнения, кроме того, испытания повторяют еще дважды, измеряя, с целью определения АЧХ и ФЧХ ДВС, вместо крутящего момента угловую скорость вала двигателя, а для определения АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора - в первый раз давление наддува, во второй - частоту вращения ротора турбокомпрессора. Затем весь цикл экспертизы повторяют, идентифицируя гармонику угловых ускорений ротора турбокомпрессора.
Если при всех или большинстве вариантов полученных результирующих АЧХ и ФЧХ соединения двигатель-турбокомпрессор идентифицируется гармоника давления наддува или угловых ускорений ротора турбокомпрессора, амплитуда которой превышает эталонное значение, то принимается окончательное решение о наличии износов в сопряжениях турбокомпрессора.
Предварительно для нормального исправного двигателя определяют во всем диапазоне частот вращения с помощью датчика, установленного в камере сгорания, индикаторную диаграмму давлений цилиндра, а также числовые показатели этой диаграммы (максимальное давление Pz, давление сжатия Pc, среднее индикаторное давление Pi, максимальную скорость нарастания давления (dP/dϕ)max и соответствующие угловые положения этих показателей (ϕz, ϕс, ϕdmax)). Для этого же состояния измеряют при переходе двигателя (в том числе форсированного газотурбонаддувом) с одного стационарного режима полной нагрузки на другой крутящий момент, угловую скорость коленчатого вала ДВС (в том числе по цилиндрам двигателя и секциям топливного насоса, в зонах перекладки поршней и вне этих зон), перемещение рейки топливного насоса, давления в трубопроводах к форсункам, давление наддува и частоту вращения ротора турбокомпрессора. По измеренным параметрам указанных процессов определяют АЧХ и ФЧХ двигателя, отдельных цилиндров, ЦРС и турбокомпрессора, АЧХ топливного насоса и его секций, а также результирующие АЧХ и ФЧХ соединений двигатель - ЦРС, цилиндр - ЦРС, двигатель-турбокомпрессор, цилиндр-турбокомпрессор, результирующие АЧХ двигатель - топливный насос, цилиндр-секция топливного насоса. Выделяют гармоники спектров мгновенных значений указанных процессов. Сравнивают результирующие АЧХ и ФЧХ указанных соединений с соответствующими обратными эквивалентными амплитудными характеристиками и отрицательными, сдвинутыми по фазе на 180°, фазовыми характеристиками "идеальное реле", "зона нечувствительности" и "люфта". Идентифицируют гармоники спектров этих процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих АЧХ и ФЧХ соединений (ФЧХ однозначных нелинейностей постоянна и равна - 180°, ФЧХ топливного насоса и его секций равна нулю). Измеряют амплитуды этих гармоник, которые принимают за эталонные. Предварительно также определяют зависимость изменения индикаторной диаграммы давлений и идентифицированных гармоник амплитудных спектров указанных процессов ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора при изменении их состояния от нормального до допустимого и предельного. Эти зависимости можно получить, например, проводя ускоренные износные испытания или активный многофакторный эксперимент, учитывающий изменения наиболее значимых факторов. В последнем случае эти зависимости можно описать квадратичным полиномом.
На фиг.5 проиллюстрировано появление автоколебаний в системе ДВС-ЦРС, вызванных наличием нелинейностей типа "зона нечувствительности" (а), "идеальное реле" (б) и "люфт" (в). С ухудшением состояния двигателя и его элементов амплитуды идентифицированных гармоник спектра растут. Для большей достоверности могут быть измерены амплитуды этих гармоник в области нижних и верхних частот вращения. Затем сравнивают идентифицированные гармоники спектра с эталонными, а также с зависимостью, описывающей изменение этих величин при изменении состояния двигателя и его элементов от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя и его элементов. В качестве меры близости может быть принято, например, обычное евклидово расстояние:
где 
- вектор i-го измерения испытуемого двигателя или его элементов; 
- вектор средних значений признаков модели (эталона или образца); r - число признаков, характеризующих состояние двигателя или его элементов.
Расстояние d определяется для всех идентифицированных гармоник спектров во всем диапазоне частот вращения двигателя. Из-за разброса рабочих процессов от цикла к циклу необходимо определять среднее значение расстояния d, полученное по множеству циклов (не менее 30), или находить расстояние d для усредненных значений ANi.
Состояние двигателя условно можно разбить на классы: нормальное - при отклонении диаграммы давлений и ее числовых показателей, а также параметров элементов ДВС, примерно на ±1% от номинальных значений; допустимое - при их отклонении в худшую сторону на 1-5%; предельное - при их отклонении в ту же сторону на 5-15% и предаварийное - при их отклонении в ту же сторону более чем на 15%. По значению расстояний от измеренных идентифицированных гармоник спектров до эталонной модели и до соответствующих указанным классам моделей принимается решение о состоянии двигателя и его составных элементов. Например, по минимальному значению указанного среднего расстояния можно судить о принадлежности двигателя и его составных элементов к данному классу состояния.
Экспертная система для определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания (фиг.6) содержит датчики 11-1n давления в цилиндрах, усилители 21-2n с коррекцией нулевой линии, аналого-цифровые преобразователи 31-3n, датчик 4 угловых меток с отметчиком оборота, блок 5 управления, первый пороговый триггер 6, блок 7 ручного управления, приемник 8, ЭВМ 9, цифровой индикатор 10, блок вывода 11, генератор 12 тактовых импульсов, распределитель 13 тактов, задатчик 14 алгоритмов обработки, формирователь 15 команд обработки, коммутатор 16, вычислительный блок 17, схему 18 формирования импульсов коррекции, элемент ИЛИ цикла 19, датчик 20 впрыска топлива, усилитель 21 впрыска, второй пороговый триггер 22, датчик 23 угловых меток-зубьев, формирователь 24 импульсов зубьев, двойной цифровой дифференциатор 25, цифровой дискриминатор 26 знака, первый цифровой мультиплексор 27, датчик крутящего момента 28, анализатор спектра 29, алгебраический сумматор-усреднитель 30, блок 31 идентификации, блок 32 классификаций состояний, задатчик 33 моделей процесса, задатчик 34 функций изменения параметров, идентификатор гармоник спектра 35, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора 36, формирователь 37 импульсов ротора, функциональный преобразователь 38 крутящего момента, датчики перемещения рейки топливного насоса 39, давления наддува 40, давлений в трубопроводах к форсункам 411-41n, функциональные преобразователи перемещения рейки топливного насоса 42, давления наддува 43, давлений в трубопроводах к форсункам 441-44n, усреднители крутящего момента 45 и угловых скоростей коленчатого вала двигателя 46, второй цифровой мультиплексор 47, измерители амплитудных частотных характеристик двигателя 48 и фазовых частотных характеристик двигателя 49, усреднитель перемещения рейки топливного насоса 50, измерители амплитудной частотной характеристики центробежного регулятора скорости 51 и фазовой частотной характеристики центробежного регулятора скорости 52, усреднители угловой скорости ротора турбокомпрессора 53 и давления наддува 54, третий цифровой мультиплексор 55, измерители амплитудных частотных характеристик турбокомпрессора 56 и фазовых частотных характеристик турбокомпрессора 57, усреднители давлений в трубопроводах к форсункам 581-58n, сумматор давлений в трубопроводах 59, измеритель амплитудной частотной характеристики топливного насоса 60, четвертый цифровой мультиплексор 61, формирователи результирующих амплитудных частотных характеристик соединений двигатель - центробежный регулятор скорости 62, двигатель - топливный насос 63 и двигатель - турбокомпрессор 64, формирователи результирующих фазовых частотных характеристик соединений двигатель - центробежный регулятор скорости 65 и двигатель - турбокомпрессор 66, пятый цифровой мультиплексор 67, блок сравнения характеристик 68, измеритель амплитуд гармоник спектра 69, блоки моделирования нелинейностей 70 и выбора нелинейностей 71.
Каждый из датчиков 11-1n давления в цилиндрах через усилители 21-2n с коррекцией нулевой линии подключен к своему аналого-цифровому преобразователю 31-3n, а первый и второй выходы датчика 4 угловых меток с отметчиком оборота - к первому и второму входам блока 5 управления соответственно. Выход одного из усилителей 21-2n соединен с входом первого порогового триггера 6, четвертый вход блока 5 управления соединен с блоком ручного управления 7, а пятый вход подключен через приемник 8 к электронно-вычислительной машине 9. Первый выход блока 5 управления соединен с первыми входами цифрового индикатора 10 и блока 11 вывода, а также с четвертым входом вычислительного блока 17, выход блока вывода 11 соединен с ЭВМ 9; второй выход блока 5 управления соединен с управляющими входами АЦП 31-3n. Генератор 12 тактовых импульсов соединен со вторым входом распределителя 13 тактов, первый вход которого соединен со вторым выходом блока 5 управления. Вход задатчика 14 алгоритмов обработки подключен к выходу приемника 8, а выход - ко второму входу формирователя 15 команд обработки, первый вход которого соединен с четвертым выходом блока 5 управления, четвертый вход - с выходом распределителя 13 тактов и первым управляющим входом коммутатора 16, третий вход - с первым выходом вычислительного блока 17, а выход - с третьим входом вычислительного блока 17. Вход схемы 18 формирователя импульсов коррекции соединен с четвертым выходом блока 5 управления, а выход - с корректирующими входами усилителей 21-2n. К третьему входу блока 5 управления подключен выход элемента ИЛИ цикла 19, первый вход которого соединен с выходом первого порогового триггера 6. Датчик 20 впрыска топлива через последовательно соединенные усилитель 21 впрыска и второй пороговый триггер 22 подключен к второму входу элемента ИЛИ цикла 19. Датчик 23 угловых меток - зубьев через формирователь 24 импульсов зубьев подключен к шестому входу блока 5 управления. Пятый выход блока 5 управления через двойной цифровой дифференциатор 25 подключен к первому входу цифрового дискриминатора знака 26. Выход цифрового дискриминатора знака 26 подключен к седьмому входу блока 5 управления.
Вторые входы цифрового дискриминатора знака 26, анализатора спектра 29, алгебраического сумматора-усреднителя 30, первые входы блоков идентификации 31 и классификации состояний 32 соединены с первым выходом блока 5 управления. Вторые входы блоков идентификации 31 и классификации состояний 32, первые входы задатчика 33 моделей процесса и задатчика 34 функций изменения параметров, а также третьи входы алгебраического сумматора-усреднителя 30 и анализатора спектра 29 соединены с выходом формирователя 15 команд обработки. Четвертый вход блока 31 идентификации связан с выходом задатчика 33 моделей процесса, а выход - с третьим входом блока 32 классификации состояний, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика 34 функций изменения параметров, а выход - с четвертым входом блока 11 вывода.
Шестой выход блока 5 управления связан с вторым управляющим входом коммутатора 16, вторые входы задатчика 33 моделей и задатчика 34 функций изменения параметров соединены с третьими входами цифрового индикатора 10 и блока 31 идентификации, а также с пятым входом блока вывода 11. Первый вход алгебраического сумматора-усреднителя 30 связан с выходом анализатора спектра 29. Второй вход цифрового индикатора 10 и третий вход блока вывода 11 соединены со вторым выходом вычислительного блока 17. Четвертый вход анализатора спектра 29 соединен с третьим выходом вычислительного блока 17, а второй вход блока вывода 11 - с выходом коммутатора 16 и вторым входом вычислительного блока 17. Выход датчика 36 угловых меток ротора турбокомпрессора связан через формирователь 37 импульсов ротора с восьмым входом блока 5 управления, выход 3 которого соединен с первым входом вычислительного блока 17, а выход 6 - со вторым управляющим входом коммутатора 16.
Первый вход первого цифрового мультиплексора 27 связан с выходом двойного цифрового дифференциатора 26, а его выход - с первым входом анализатора спектра 29, выход алгебраического сумматора-усреднителя 30 соединен с первым входом идентификатора 35 гармоник спектра, датчик 28 крутящего момента через функциональный преобразователь 38 крутящего момента связан с первым входом усреднителя 45 крутящего момента и третьим входом первого цифрового мультиплексора 27, датчики: перемещения рейки топливного насоса 39, давления наддува 40, давлений в трубопроводах к форсункам 411-41n соединены через соответствующие функциональные преобразователи: перемещения рейки топливного насоса 42, давления наддува 43, давлений в трубопроводах к форсункам 441-44n с первыми входами усреднителей: перемещения рейки топливного насоса 50, давления наддува 54, давлений в трубопроводах к форсункам соответственно 581-58n, а также с четвертым, пятым и шестыми по числу цилиндров входами первого цифрового мультиплексора 27 соответственно, выходы усреднителей крутящего момента 45 и угловых скоростей коленчатого вала двигателя 46 связаны с первым и вторым входами второго цифрового мультиплексора 47, третий вход которого подключен к второму выходу вычислительного блока 17, а выход соединен с входами измерителей амплитудной частотной 48 и фазовой частотной 49 характеристик двигателя, а выход усреднителя 50 перемещения рейки топливного насоса связан с входами измерителей амплитудной частотной 51 и фазовой частотной 52 характеристик центробежного регулятора скорости, первые входы усреднителей угловых скоростей коленчатого вала двигателя 46 и ротора турбокомпрессора 53 соединены с выходом двойного цифрового дифференциатора 25, выходы усреднителей угловой скорости ротора 53 и давления наддува 54 турбокомпрессора связаны с первым и вторым входами третьего цифрового мультиплексора 55, выход которого соединен с входами измерителей амплитудной частотной 56 и фазовой частотной 57 характеристик турбокомпрессора, выходы усреднителей 581 - 58n давлений в трубопроводах к форсункам подключены к соответствующим входам сумматора 59 сигналов трубопроводов, выход которого соединен с входом измерителя 60 амплитудной частотной характеристики топливного насоса, вторые входы усреднителей: крутящего момента 45, угловых скоростей коленчатого вала двигателя 46 и турбокомпрессора 53, перемещения рейки топливного насоса 50, давления наддува 54, давлений в трубопроводах к форсункам 581-58n связаны с выходом формирователя 15 команд обработки, выходы измерителей амплитудных частотных и фазовых частотных характеристик: двигателей 48 и 49, центробежного регулятора скорости 51 и 52, турбокомпрессора 56 и 57 и измерителя 60 амплитудных частотных характеристик топливного насоса соединены с первого по седьмой входами четвертого цифрового мультиплексора 61, выход которого связан с входами формирователей результирующих амплитудных частотных характеристик соединений: двигатель - центробежный регулятор скорости 62, двигатель - топливный насос 63, двигатель - турбокомпрессор 64 и входами формирователей результирующих фазовых частотных характеристик соединений: двигатель - центробежный регулятор скорости 65 и двигатель - турбокомпрессор 66, выходы которых связаны с первого по пятый входами пятого цифрового мультиплексора 67 соответственно, шестой вход которого связан с выходом измерителя 49 фазовых частотных характеристик двигателя, а выход подключен к первому входу блока 68 сравнения характеристик.
Выход идентификатора 35 гармоник спектра связан с первым входом измерителя 69 амплитуд гармоник спектра, вторые входы первого цифрового мультиплексора 27, блока 68 сравнения характеристик, идентификатора 35 гармоник спектра, измерителя 69 амплитуд гармоник спектра, блока 70 моделей нелинейностей, а также четвертый вход второго цифрового мультиплексора 47, третий вход третьего цифрового мультиплексора 55, восьмой вход четвертого цифрового мультиплексора 61 и седьмой вход пятого цифрового мультиплексора 67 соединены с первым выходом вычислительного блока 5, причем третий вход блока 68 сравнения характеристик подключен к третьему выходу вычислительного блока 17, четвертый вход - к выходу блока 70 моделей нелинейностей, а выход соединен с третьим входом идентификатора 35 гармоник спектра, первый вход блока 70 моделей нелинейностей связан с выходом блока 71 выбора нелинейностей, выход измерителя 69 амплитуд гармоник спектра соединен с третьим входом блока 31 идентификации.
Блок 5 управления (фиг.7, а) содержит формирователь 72 сигналов угловых меток, формирователь 73 сигналов оборота, формирователь 74 сигналов начала цикла, формирователь 75 команд управления, счетчик 76 текущего угла, избирательный блок 77, делитель периода 78, первый, второй и третий элементы И 79, 80, 81, с первого по четвертый элементы ИЛИ 82, 83, 84, 85. Первый вход блока 5 управления является входом формирователя 72 сигналов угловых меток, второй вход блока 5 управления является входом формирователя 73 сигналов оборота, второй вход формирователя 74 сигналов начала цикла является третьим входом блока 5 управления. Выход формирователя 74 начала цикла подключен через счетчик 76 текущего угла к входу избирательного блока 77 и к первому входу формирователя 75 команд управления, причем выход счетчика 76 текущего угла является третьим выходом блока управления. Выход делителя периода 78 соединен с третьим входом формирователя 74 сигналов начала цикла, вторым входом счетчика 76 текущего угла и вторым входом формирователя 75 команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока 5 управления.
Первый выход формирователя 75 команд управления подключен к первому входу первого элемента И 79, второй вход которого подсоединен к выходу делителя периода 78. Выход первого элемента И 79 является вторым выходом блока 5 управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя 75 команд управления и выход избирательного блока 77. Второй вход второго элемента И 80 соединен с третьим выходом формирователя 75 команд управления. Выход формирователя 72 сигналов угловых меток соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 82, выход которого подключен ко входу делителя периода 78 и первому входу второго элемента И 80. Выход формирователя 73 сигналов оборота связан с первым входом второго элемента ИЛИ 83, выход которого подключен к первому входу формирователя 74 сигналов начала цикла. Вторые входы элементов ИЛИ 82, 83 являются соответственно шестым и седьмым входами блока 5 управления. Четвертый выход формирователя 75 команд управления соединен с первым входом третьего элемента И 81, второй вход которого является восьмым входом блока 5 управления, а выход соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 84, первый вход которого связан с выходом второго элемента И 80, а выход является пятым выходом блока 5 управления. Первый и второй входы четвертого элемента ИЛИ 85 соединены соответственно с четвертым и третьим выходами формирователя 75 команд управления, а выход его является шестым выходом блока 5 управления.
Вычислительный блок 17 (фиг.7, б) содержит схему выбора экстремума 86, измеритель периода 87, цифровой дифференциатор 88, блок 89 вычисления среднего индикаторного давления, блок 90 регистров параметров и селектор 91 частоты вращения, при этом третий вход вычислительного блока 17 является первым управляющим входом блока 90 регистров и первыми входами схемы 86 выбора экстремума, цифрового дифференциатора 88, измерителя периода 87 и блока 89 вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока 17, подсоединены к информационным входам блока регистров 90, при этом второй вход вычислительного блока 17 является вторым входом схемы выбора экстремума 86, цифрового дифференциатора 88 и блока вычисления среднего индикаторного давления 89, третьим входом которых является выход блока регистров 90, причем четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления 89 является первым входом вычислительного блока 17, а выход цифрового дифференциатора 88 соединен с четвертым входом схемы 86 выбора экстремума, второй выход которой является первым выходом вычислительного блока 17, второй выход и четвертый вход которого являются соответственно выходом и вторым управляющим входом блока 90 регистров, причем первый вход селектора 91 частоты вращения связан с выходом измерителя периода 87, второй вход - со вторым входом блока 90.
В качестве датчика впрыска топлива 20 может быть применен тензо- или вибропреобразователь, устанавливаемый с помощью клипсы на трубопровод высокого давления (обычно первого цилиндра).
Второй пороговый триггер 22 выполнен аналогично первому 6 (по схеме триггера Шмитта). В качестве датчика 23 угловых меток - зубьев может использоваться индукционный датчик, устанавливаемый напротив зубчатого венца маховика двигателя. Двойной цифровой дифференциатор 25 может быть выполнен в виде двух последовательно соединенных цифровых дифференциаторов с усреднением, собранных по типовой схеме. Время скользящего усреднения такого дифференциатора будет определяться желаемым числом используемых угловых меток.
Цифровой дискриминатор знака 26 может быть выполнен по типовой схеме сравнивающего устройства кодов текущих чисел с нулем. Алгебраический сумматор - усреднитель 30, блоки идентификации 31 и классификации 32 могут быть построены на процессорах с жестко коммутируемой логикой. Задатчик 33 моделей процессов и задатчик 34 функций изменения параметров содержат наборы регистров, в которых хранятся соответствующие числовые значения моделей и функций соответственно. Анализатор спектра 29 (параллельный) может содержать набор цифровых фильтров, настроенных на определенные гармоники. Идентификатор гармоник спектра 35 может быть выполнен по типовой схеме сравнивающего устройства кодов текущих чисел с передачей на выход кода при равенстве этих кодов. В качестве датчика 28 крутящего момента ДВС могут использоваться, например, тензометрические моментомеры прямого и реактивного моментов, штатные измерители испытательных стендов (нагрузочные генераторы и др.). В качестве датчика 39 перемещения рейки топливного насоса может быть применен индуктивный или индукционный датчик перемещения, а в качестве датчика давления наддува 40 - тензометрический датчик давлений. Для измерений давлений в трубопроводах к форсункам могут использоваться датчики давления, встраиваемые в разрыв топливопроводов, или накладываемые на них тензометрические датчики перемещения 411-41n. В качестве датчика 36 угловых меток ротора может использоваться оптический датчик, устанавливаемый напротив крыльчатки турбины, или индукционный датчик при установке на валу турбокомпрессора ферромагнитного зубчатого диска.
Роль функциональных преобразователей: крутящего момента 38, давления наддува 43 и давлений в трубопроводах к форсункам 44 могут выполнять тензоизмерительные станции. В качестве функционального преобразователя крутящего момента 38 может использоваться также преобразователь тока в напряжение нагрузочного генератора. В качестве функционального преобразователя 42 перемещения рейки топливного насоса может выступать согласующий измерительный усилитель. Выполнение функций усреднителей 45, 46, 53, 54, 581-58n можно осуществить с помощью вычислителя, содержащего на входе аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с процессорным блоком вычисления среднего значения, имеющим жестко коммутируемую логику. Измерители АЧХ и ФЧХ 48, 49, 51, 52, 56, 57, 60 могут быть выполнены на процессоре с жестко коммутируемой логикой, выполняющим вычисления согласно выражениям (6). Для упрощения дальнейшего вычисления эти измерители могут вычислять логарифмические АЧХ и ФЧХ. Формирователи результирующих АЧХ и ФЧХ 62-66 также могут быть построены на процессоре с жестко коммутируемой логикой, выполняющим вычисления: умножение АЧХ и сложение ФЧХ или сложение логарифмических АЧХ и ФЧХ. Блок сравнения характеристик 68 может быть собран по типовой схеме двух сравнивающих устройств кодов текущих чисел с синхронным сдвигом кодов и передачей на выход кодов при равенстве кодов чисел. В качестве измерителя 69 амплитуд гармоник спектра может использоваться цифровой вольтметр. Блок 70 моделей нелинейностей содержит наборы регистров, в которых хранятся соответствующие числовые значения моделей характеристик заданных нелинейностей. Блок 71 выбора нелинейностей является коммутатором, с помощью которого вручную, или последовательно по программе коды выбранной нелинейности передаются из блока 70 в блок 68.
Экспертная система работает следующим образом. В системе предусмотрены пять режимов работы: измерения и регистрации индикаторной диаграммы давлений в цилиндрах, обучения, измерения и регистрации амплитудных и фазовых частотных характеристик в переходных режимах, измерения и регистрации спектров процессов в стационарных режимах, привязки.
При работе двигателя в режиме измерения и регистрации индикаторных диаграмм давлений в цилиндрах мгновенные значения давления газов в цилиндрах преобразуются датчиками 11-1n давлений в соответствующее электрическое напряжение, усиливаются усилителями 21-2n и поступают на сигнальные входы АЦП 31-3n. Одновременно с датчика 4 угловых меток на первый вход блока 5 управления поступают сигналы угловых меток, соответствующие равным изменениям угла ПКВ в определенном количестве за оборот, а сигнал оборота с датчика 4 поступает на второй вход блока 5 управления. Кроме того, на третий вход блока управления 5 через схему ИЛИ цикла 19 поступает сигнал разделения тактов работы цилиндров, идентифицирующий номер цилиндра. Этот сигнал формируется из сигнала давления, поступившего с выхода выбранного усилителя 2 на пороговый триггер 6, порог срабатывания которого устанавливается таким образом, чтобы исключить воздействие помех. Сигналы угловых меток нормируются по длительности и амплитуде в формирователе 72 и поступают через первую схему ИЛИ 82 на вход делителя периода 78, выходной сигнал которого соответствует равным изменениям угла ПКВ в количестве, возросшем в соответствии с коэффициентом деления. Сигнал оборота нормируется по длительности и амплитуде в формирователе 73 и поступает через вторую схему ИЛИ 83 на первый вход формирователя 74 сигналов начала цикла, на второй вход которого поступает сигнал разделения тактов работы цилиндров, а на третий вход - сигналы угловых меток с выхода делителя периода 78. Выходной сигнал формирователя 74 сигналов начала цикла служит импульсом начала цикла работы двигателя. Этот сигнал подается на вход начальной установки счетчика 76 текущего угла, на счетный вход которого поступают сигналы угловых меток с делителя периода 78. Код текущего угла ПКВ с выхода счетчика 76 поступает на первый вход формирователя 75 команд управления и на вход избирательного блока 77. В этом блоке путем дешифрации кода текущего угла ПКВ формируются сигналы, соответствующие отдельным тактам работы цилиндров и моментам ВМТ, которые поступают на четвертый выход блока 5 управления и обеспечивают избирательную работу экспертной системы по цилиндрам. Формирователь 75 команд управления по входам 4 и 5 блока управления 5 получает команды с блока 7 ручного управления и с ЭВМ 9 через приемник 8, на вход 2 его поступают также сигналы угловых меток с делителя 78.
На основе входных сигналов формируются сигналы команд управления в цифровом коде, поступающие по общему каналу с выхода 1 блока управления 5 на цифровой индикатор 10, блок вывода 11, вычислительный блок 17, цифровой дискриминатор 26 знака, анализатор спектра 29, алгебраический сумматор - усреднитель 30, блоки идентификации 31 и классификации 32, идентификатор 35 гармоник спектра, цифровые мультиплексоры с первого по пятый: 27, 47, 55, 61 и 67, блок 68 сравнения характеристик, измеритель 69 амплитуд гармоник спектра, блок 70 моделей нелинейностей. Каждый блок имеет свой адрес, благодаря чему он выполняет предназначенные ему команды. Кроме того, формирователь 75 команд управления вырабатывает сигнал включения процесса измерения, который разрешает прохождение сигналов угловых меток с делителя периода 78 через первый элемент И 79 на выход 2 блока управления 5. Все эти сигналы позволяют организовать процесс вычисления, управлять процессом цифровой индикации, а также регистрации индикаторных диаграмм и массива рассчитанных параметров, т.е. позволяют осуществить первичную обработку индикаторных диаграмм в реальном масштабе времени, визуализацию данных и обработку индикаторных диаграмм также с помощью ЭВМ.
Схема формирования импульсов коррекции 18 вырабатывает корректирующие импульсы из сигналов мертвых точек в определенный момент времени цикла для каждого цилиндра (например, в момент нижней мертвой точки такта сжатия данного цилиндра). Эти импульсы поступают на корректирующие входы усилителей 21-2n и позволяют производить периодическую автоматическую подстройку нулевой линии сигналов давления, что способствует повышению точности измерения и вычисления параметров, выраженных в абсолютных значениях давлений (максимальное давление Pz, давление в конце такта сжатия Рс и др.).
Сигнал, поступивший с выхода 2 блока управления 5, производит запуск АЦП 31-3n, которые преобразуют аналоговые сигналы давлений во всех цилиндрах в соответствующие цифровые коды, поступающие на сигнальные входы коммутатора 16. Кроме того, этот сигнал запускает распределитель 13 тактов, который формирует свою серию тактовых импульсов для каждого цилиндра за период поступающих угловых меток с учетом очередности работы цилиндров ДВС. Частота указанных тактовых импульсов определяется генератором 12 тактовых импульсов, а их число - алгоритмом обработки.
На вход 1 формирователя 15 команд обработки подаются сигналы мертвых точек и тактов работы цилиндров, поступающие с выхода 4 блока управления 5, на вход 2 - сигналы алгоритмов обработки, поступающие с задатчика 14 алгоритмов обработки, на вход 3 - сигналы моментов экстремальных значений информационных сигналов (например, момент максимального давления сгорания), поступающие с выхода 1 вычислительного блока 17, на вход 4 - тактовые импульсы, поступающие с распределителя 13.
Задатчик 14 представляет собой запоминающее устройство с числом ячеек, равным максимальному числу тактов обработки. Каждая ячейка содержит команду, причем последовательность их записи определяет алгоритм работы системы. Команды в задатчике 14 алгоритмов обработки задаются цифровым кодом как с помощью жестко закоммутированной логики, так и по программе ЭВМ 9 через приемник 8.
С учетом поступивших сигналов формирователь 15 команд обработки вырабатывает команды для вычисления всех параметров индикаторных диаграмм по всем цилиндрам в реальном масштабе времени в вычислительном блоке 17. Для каждого цилиндра рассчитывается, например, среднее индикаторное давление 
, максимальное давление Pz, максимальная скорость нарастания давления (dP/dϕ)max, давление в конце такта сжатия Рс, угловые и временные интервалы между ВМТ и положением Pz, Рс и т.д. Кроме того, вычисляются другие общие параметры, в частности период оборота и частота вращения. Расчет параметров для каждого цилиндра осуществляется на тактах "сжатие-расширение".
Процесс вычисления происходит следующим образом. После поступления команды на включение в режиме измерения индикаторной диаграммы на формирователь 15 команд обработки начинают поступать серии тактовых импульсов цилиндров. Вычисление всех параметров по всем цилиндрам производится в каждом угловом отсчете при заданной блоком 5 управления дискретизации по углу ПКВ. Формирование команд обработки для каждого цилиндра начинается с момента появления нижней мертвой точки, причем, вычисление внутри одного углового интервала производится последовательно по всем цилиндрам, оно определяется сигналами с распределителя тактов 13. На вычислительный блок 17 постоянно подается код текущего угла ПКВ, используемый при расчете угловых параметров и среднего индикаторного давления. При расчете параметров конкретного цилиндра через коммутатор 16 на вычислительный блок 17 проходит информация о текущем давлении этого цилиндра. Коды мгновенных значений давлений поступают на входы цифрового дифференциатора 88, схемы выбора экстремума 86, блока вычисления среднего индикаторного давления 89. Код текущего угла поступает в блок вычисления среднего индикаторного давления 89 и в блок регистров параметров 90 и служит для расчета угловых параметров и среднего индикаторного давления.
По командам обработки, поступающим на управляющие входы 1 и 3 блока 17 в цифровом коде по единому каналу, производится обработка поступающей информации. В блоке 89 рассчитывается среднее индикаторное давление методом численного интегрирования, а в цифровом дифференциаторе 88 - производная давления по углу ПКВ. Схема 86 выбора экстремума производит выделение моментов экстремальных значений информационных сигналов - давления и производных давления и выдает эти сигналы на выход 1 вычислительного блока 17 для формирования команд обработки. В измерителе 87 периода измеряются различные временные интервалы по поступающим командам обработки. Для реализации алгоритма вычисления параметров на третьи входы схемы 86 выбора экстремума, цифрового дифференциатора 88 и блока 89 вычисления среднего индикаторного давления подается информация о соответствующих результатах вычислений по данному цилиндру за предыдущий угловой отсчет с выхода блока 90 регистров. В каждом угловом отсчете с учетом текущей информации о давлении, поступающей на вторые входы указанных блоков с конкретного датчика по сигналу распределителей 13 тактов через коммутатор 16, производится обработка по заданным алгоритмам для каждого параметра каждого цилиндра, и промежуточные результаты постоянно заносятся в блок 90 регистров.
Вычисленные значения параметров за цикл работы каждого цилиндра поступают в блок 90 регистров параметров, где хранятся значения всего набора параметров по каждому цилиндру до поступления новых значений за следующий цикл работы. В течение этого времени по командам управления, поступающим на второй управляющий вход блока 90 регистров параметров, выводятся вычисленные параметры. Процесс расчета повторяется в каждом цикле работы цилиндра. При поступлении команды на выключение процесса измерения вычисление производится до конца по всем цилиндрам и в вычислительном блоке 17 хранятся значения параметров по всем цилиндрам за последний цикл. Вычисленные значения параметров могут высвечиваться на цифровом индикаторе 10 по командам с блока управления 5. Различные массивы вычисленных параметров, а также индикаторные диаграммы с дискретностью по углу ПКВ, определяемой блоком управления 5, могут заноситься в ЭВМ 9 для вторичной обработки по сложным программам, а также для долговременного хранения индикаторных диаграмм-образцов, соответствующих различным классам состояний ДВС.
Перед обучением экспертной системы первоначально необходимо наполнить базу данных и базу знаний информацией, необходимой для обеспечения классификации состояний двигателя. С этой целью в этом режиме регистрируются индикаторные диаграммы давлений, вычисляются их частные параметры, а также измеряются или вычисляются другие необходимые технические показатели двигателя (мощность, расход топлива и т.д.) и по ним определяют техническое состояние двигателя. В соответствии с требованиями нормативно-технической документации по отклонениям параметров от паспортных (нормальных) классифицируют состояние двигателя. Различные технические состояния двигателя (нормальное, допустимое, предельное и т.д.) могут быть также смоделированы путем разрегулировок, замены узлов, деталей и т.д.
После установления принадлежности испытуемого двигателя к конкретному классу состояний в режиме обучения измеряют и регистрируют на переходных режимах АЧХ и ФЧХ ДВС (в том числе по цилиндрам), топливного насоса (в том числе по секциям) и турбокомпрессора, используя различные физические процессы, отражающие состояние этих механизмов. Определяют результирующие амплитудную частотную и фазовую частотную характеристики соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор (в том числе для цилиндров и секций топливного насоса) для всех вариантов измеренных процессов. Затем в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений крутящего момента двигателя, идентифицируют гармонику крутящего момента, совпадающую одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "идеального реле". Значение амплитуды этой гармоники отражает допустимую для данной марки ДВС степень жесткости при данной частоте вращения. Операцию идентификации повторяют для соединений двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор. Таким же образом повторяют испытания, измеряя спектры углового ускорения вала двигателя. Аналогично проводят испытания для отдельных цилиндров, выделяя процессы на их рабочих участках, а также используя индикаторное давление в цилиндрах.
Затем повторяют в той же последовательности испытания, выделяя в стационарном режиме полной номинальной нагрузки мгновенные значения крутящего момента и углового ускорения двигателя в зонах перекладки поршней. Измеряют амплитудные спектры этих процессов, при появлении гармоники крутящего момента или ускорений, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик всех указанных соединений с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "люфта", судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по значению амплитуды этой гармоники - о степени этого износа, сравнивают амплитуду гармоники с эталонным значением, измеренным предварительно и соотнесенным с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние всех ЦПГ двигателя. Значение амплитуд этих гармоник отражает допустимую для данной марки ДВС степень износа ЦПГ при данной частоте вращения.
Аналогично проводят испытания, измеряя процессы кроме зон перекладки поршней. Идентифицируют гармоники этих процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик указанных соединений с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности". Значение амплитуды этой гармоники отражает допустимую для данной марки ДВС степень износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
В стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке. Идентифицируют гармонику перемещения рейки топливного насоса, совпадающую одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности". Значения амплитуд этой гармоники для всех соединений двигатель-регулятор отражает допустимую для данной марки степень износов сопряжений регулятора.
Аналогично в стационарном режиме полной нагрузки измеряют амплитудный спектр мгновенных значений давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива. Идентифицируют гармонику давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками "зоны нечувствительности". Значения амплитуд этой гармоники для всех соединений двигатель - топливный насос отражает допустимую для данной марки степень износов сопряжений топливного насоса. Испытания повторяют для отдельных секций топливного насоса.
Подобным же образом определяют состояние турбокомпрессора, измеряя в стационарном режиме полной нагрузки амплитудный спектр мгновенных значений давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора. Значения амплитуд идентифицированных гармоник для всех соединений двигатель-турбокомпрессор отражает допустимую для данной марки степень износов сопряжений турбокомпрессора.
Для двигателя с нормальным техническим состоянием эти характеристики и идентифицированные гармоники записывают в задатчик 33 моделей процессов. Аналогично измеряют и регистрируют АЧХ и ФЧХ, а также идентифицированные гармоники для других заранее установленных технических состояний двигателя, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора, относящихся к классам допустимого, предельного, предаварийного и других состояний двигателя при разных частотах (например, при nном., nMmax, nр и через каждые 100 об/мин). Значения характерных точек этих характеристик, а также идентифицированных гармоник записываются в задатчик 34 функций изменения параметров. Задатчик 33 вместе с блоком 90 регистров образуют базу данных, а задатчик 34 вместе с блоками идентификации 31 и классификации 32 - базу знаний экспертной системы.
Работа экспертной системы в режиме привязки осуществляется в следующей последовательности. Устанавливают двигателю минимальную частоту вращения холостого хода. Сигнал с датчика 20 через усилитель впрыска 21 подается на вход второго порогового триггера 22, в котором при появлении сигнала с датчика 21, превысившего порог, формируется импульс, причем порог срабатывания триггера 22 выбирается таким, чтобы исключить действие помех с уровнем, меньшим амплитуды усиленного сигнала датчика 20. Сигнал с выхода порогового триггера 21 проходит через схему ИЛИ цикла 19 на третий вход блока 5 управления. Сигнал с датчика 23 угловых меток-зубьев через формирователь 24 импульсов зубьев подается на шестой вход блока 5 управления, который одновременно является вторым входом первого элемента ИЛИ 82. С выхода этого элемента сформированные угловые метки при наличии разрешающего сигнала с формирователя 75 команд управления проходят последовательно через второй элемент И 80 и третий элемент ИЛИ 84 на пятый выход блока 5 управления. Этот разрешающий сигнал формируется в формирователе 75 команд управления только в режиме привязки, обучения и измерения АЧХ и ФЧХ, а также спектров отдельных цилиндров и подается на один из входов второго элемента И 80, а также через четвертую схему ИЛИ - на шестой выход блока 5 управления, откуда он поступает на второй управляющий вход коммутатора 16, для которого является запрещающим, препятствующим прохождению каких-либо сигналов через коммутатор 16. С пятого выхода блока управления сигналы угловых меток подаются на вход двойного цифрового дифференциатора 25, в котором рассчитывается угловое ускорение в течение следования трех или более соседних угловых меток. Коды этого ускорения непрерывно подаются на первый вход цифрового дискриминатора знака 26. В режиме привязки на второй вход этого дискриминатора с выхода 1 блока 5 управления поступает сформированная в формирователе 75 команд управления команда на разрешение работы дискриминатора.
В дискриминаторе 26 знака происходит сравнение текущих кодов ускорений с нулем и в моменты смены знаков с минуса на плюс с его выхода на вход 7 блока 5 управления, который одновременно является вторым входом второго элемента ИЛИ 83, подается импульс длительностью не более интервала между соседними угловыми метками. Прошедшая через формирователь 74 сигналов начала цикла угловая метка, серия которых поступает на третий вход этого формирователя с выхода делителя периода 78, принимается за начало цикла работы двигателя. Она соответствует ВМТ того цилиндра, на котором установлен датчик 20 впрыска топлива (обычно это первый цилиндр). Сигнал начала цикла с выхода формирователя 74 поступает на вход начальной установки счетчика 76 текущего угла, на счетный вход которого поступает серия угловых меток с выхода делителя 78 периода. Выработанный код текущего угла ПКВ поступает на первый вход формирователя 75 команд управления и на вход избирательного блока 77, в котором формируются сигналы, соответствующие тактам мертвых точек. Остальные блоки экспертной системы в работе в этом режиме не участвуют, так как на них не подаются команды включения в работу с блока управления 5.
Привязка по углу ПКВ сохраняется в режиме обучения и в режимах измерения и регистрации спектров процессов отдельных цилиндров. Более точная привязка, в особенности при измерении спектров давлений в цилиндрах, может осуществляться с помощью индикаторной диаграммы какого-либо цилиндра.
Работа экспертной системы в режиме обучения осуществляется следующим образом. После того, как в режиме измерения и регистрации индикаторных диаграмм давлений в цилиндрах выявлен класс технического состояния, к которому относится испытуемый двигатель (например, "нормальное состояние"), измеряются и регистрируются АЧХ и ФЧХ, а также спектры в следующей последовательности. С учетом привязки по углу ПКВ, осуществленной в режиме привязки, а также с учетом команд управления, поступившим по входам 4 и 5 блока 5 управления с блока 7 ручного управления и с ЭВМ 9 через приемник 8, формирователь 75 команд управления формирует сигналы команд управления, поступающие по общему каналу с выхода 1 блока 5 управления на цифровой индикатор 10, блок вывода 11, вычислительный блок 17, дискриминатор знака 26, анализатор спектра 29, алгебраический сумматор - усреднитель 30, блоки 31 идентификации и 32 классификации состояний, блок 68 сравнения характеристик, идентификатор 35 гармоник спектра, измеритель 69 амплитуд гармоник спектра, блок 70 моделей нелинейностей, первый - пятый цифровые мультиплексоры 27, 47, 55, 61 и 67.
Формирователь 75 команд управления вырабатывает также сигналы включения процесса измерения, один из которых разрешает прохождение сигналов угловых меток с поделенным периодом с делителя 78 через первый элемент И 79 на выход 2, а второй - сформированных угловых меток с выхода первого элемента ИЛИ 82 через второй элемент И 80 и третий элемент ИЛИ 84 на выход 5 блока 5 управления. Сигнал включения, полученный с выхода 3 формирователя 75 команд управления, поступает также через четвертый элемент ИЛИ 85 на выход 6 блока 5 управления. Все эти сигналы обеспечивают процессы вычисления, хранения, создания баз данных и знаний, управления цифровой индикацией, регистрации АЧХ и ФЧХ, а также спектров и массивов рассчитанных параметров гармоник, т.е. позволяют осуществить первичную обработку информации в реальном масштабе времени, их визуализацию, обработку с помощью ЭВМ.
Сигнал включения с выхода 6 блока 5 управления поступает на второй управляющий вход коммутатора 16, который в режимах обучения и измерения АЧХ, ФЧХ и спектров препятствует прохождению сигналов на выход коммутатора 16 (кроме варианта измерения спектров давлений в цилиндрах). Работа генератора тактовых импульсов 12, распределителя тактов 13, задатчика алгоритмов обработки 14 и формирователя команд обработки 15 аналогична работе в режиме измерения индикаторных диаграмм давлений. Сигналы угловых меток с пятого выхода блока 5 управления поступают на вход двойного цифрового дифференциатора 25, в котором осуществляется вычисление текущих значений угловых скорости и ускорения коленчатого вала, а также турбокомпрессора.
В подрежиме обучения "определение АЧХ и ФЧХ" предварительно задают частоту вращения, при которой необходимо измерить характеристики. Она вводится с блока 7 ручного управления (на вход 4 блока 5 управления) или с ЭВМ 9 через приемник 8 (на вход 5 блока 5 управления). Код требуемой частоты через формирователь 75 команд управления блока 5 управления поступает на вход 4 вычислительного блока 17 и дальше на второй вход селектора 91 частоты вращения, на первый вход которого поступают коды текущей частоты вращения с выхода измерителя 87 периода.
При определении АЧХ и ФЧХ в разгоне двигателю устанавливается по возможности минимальная частота вращения (для большей точности - под нагрузкой), затем орган управления топливоподачи резко перемещается в сторону полной подачи. При определении АЧХ и ФЧХ в выбеге двигателю устанавливается по возможности максимальная частота вращения под нагрузкой. Коды текущих значений угловых скорости и ускорения коленчатого вала или турбокомпрессора с выхода двойного цифрового дифференциатора 25 непрерывно поочередно или последовательно в разгонах подаются на первые информационные входы усреднителей угловых скоростей вала ДВС 46 и ротора турбокомпрессора 53. По командам, поступающим с выхода формирователя 15 команд обработки на вторые входы усреднителей 46 и 53, задается временной интервал цикла.
В режиме обучения устанавливаются все датчики. Определение АЧХ и ФЧХ по сигналам с датчиков может проводиться одновременно с поочередным переключением или последовательно в различных разгонах. Сигналы с датчиков: крутящего момента 28, перемещения рейки топливного насоса 39, давления наддува 40, давлений в трубопроводах к форсункам 411-41n преобразуются в напряжение с помощью соответствующих функциональных преобразователей 38, 42, 43 и 441-44n. Усредненные за весь цикл или его часть (по командам, поступающим с выхода формирователя 15 команд обработки на вторые входы усреднителей) коды с выходов усреднителей 45, 46, 50, 53, 54 и 581-58n поступают или на информационные входы цифровых мультиплексоров - второго 47 и третьего 55, или непосредственно на информационные входы измерителей АЧХ и ФЧХ регулятора 51 и 52, или на сумматор 59 кодов давлений в трубопроводах. Второй цифровой мультиплексор 47 по командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления, осуществляет поочередную в течение одного разгона или выбега или в разных разгонах (выбегах) передачу кодов с 1-3 информационных входов на информационные входы измерителей 48 и 49 АЧХ и ФЧХ двигателя. При определении АЧХ и ФЧХ двигателя используются сигналы, следующие после преобразования с датчиков: крутящего момента 28, угловых меток 4 и давлений в цилиндрах 11-1n. Третий цифровой мультиплексор 55 по командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления, осуществляет поочередную в течение одного разгона или выбега или в разных разгонах (выбегах) передачу кодов с 1 и 2 информационных входов на информационные входы измерителей 56 и 57 АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора. При этом используются сигналы, следующие после преобразования с датчиков 36 угловых меток ротора и 28 давления наддува турбокомпрессора. С выхода сумматора 59 просуммированные в течение заданного временного интервала коды поступают на вход измерителя 60 АЧХ топливного насоса.
Определенные по выражениям (6) коды АЧХ и ФЧХ двигателя, ЦРС, турбокомпрессора и топливного насоса с выходов измерителей 48, 49, 51, 52, 56, 57 и 60 передаются с помощью четвертого цифрового мультиплексора 61, в соответствии с командами, поступающими с первого выхода блока 5 управления, поочередно на входы формирователей результирующих АЧХ соединений: двигатель - ЦРС 62, двигатель - топливный насос 63, двигатель - турбокомпрессор 64; формирователей результирующих ФЧХ соединений: двигатель - ЦРС 65 и двигатель - турбокомпрессор 66. Пятый цифровой мультиплексор 67 в соответствии с командами, поступающими с первого выхода блока 5 управления на его седьмой вход, осуществляет поочередно совместную передачу кодов с выхода формирователей результирующих АЧХ и ФЧХ соединений 62 и 65, 63 и 49, 64 и 66 на первый информационный вход блока 68 сравнения характеристик. Вычисление АЧХ и ФЧХ ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора, а также результирующих АЧХ и ФЧХ указанных соединений происходит непрерывно в течение всего разгона (выбега). При поступлении команды с селектора 91 частоты вращения (с третьего выхода вычислительного блока 17) на третий вход блока 68 сравнения характеристик перезапись кодов в этом блоке, поступающих с пятого цифрового мультиплексора 67, прекращается. Эта команда может быть подана также и на все измерители АЧХ и ФЧХ для остановки их работы.
По команде, поступившей с блока 71 выбора нелинейностей или с ЭВМ 9 через приемник 8 (с первого выхода блока 5 управления), с выхода блока 70 моделей нелинейностей коды обратной эквивалентной амплитудной характеристики и фазовой характеристики соответствующей нелинейности передаются в блок 68 сравнения характеристик. В этом блоке проводится сравнение результирующих АЧХ и ФЧХ указанных соединений с соответствующими характеристиками нелинейности путем пошагового сдвига их относительно друг друга. Коды гармоники (частоты и амплитуды), соответствующей одновременному совпадению амплитудных и фазовых характеристик, передаются с выхода блока 68 сравнения характеристик на третий (информационный) вход идентификатора 35 гармоник спектра.
В подрежиме обучения "измерение гармоник спектра" двигателю устанавливают стационарный режим полной нагрузки на заданной частоте вращения. Коды сигналов угловых скоростей вала ДВС (ротора турбокомпрессора) подаются с выхода двойного цифрового дифференциатора 25 на первый информационный вход первого цифрового мультиплексора 27, на 2-4 и 6-е информационные входы которого поступают коды сигналов с функциональных преобразователей: крутящего момента 38, перемещения рейки топливного насоса 42, давления наддува 43, давлений в трубопроводах к форсункам 441-44n. На 7-й информационный вход первого цифрового мультиплексора 27 подаются также коды сигналов давлений в цилиндрах, следующие с выхода коммутатора 16. По командам, поступающим на второй вход первого цифрового мультиплексора 27 с первого выхода блока 5 управления, проводится поочередная передача кодов, поступивших на 1-5, 7 и 6-е входы мультиплексора, на первый информационный вход анализатора спектра 29 в течение временного интервала, определяемого командами, подающимися на 8-й вход мультиплексора с выхода формирователя команд обработки 15. На второй управляющий вход анализатора спектра 29 подается команда на включение, поступающая с выхода 2 формирователя 75 команд управления (с первого выхода блока 5 управления). На третий управляющий вход анализатора спектра 29 подаются команды, соответствующие интервалу времени цикла работы двигателя.
В стационарном режиме полной нагрузки из-за влияния различных возмущающих воздействий происходит постоянная смена режимов замедление-ускорение (разгон-выбег) двигателя. Анализатор спектра 29 непрерывно в течение цикла определяет спектры сигнала. Для того чтобы отнести спектры к определенной частоте вращения ДВС, необходимо исключить их измерение при выходе двигателя за заданный диапазон частот: например, n=nном±1%nном. При достижении верхнего или нижнего предела заданной частоты вращения коды на входах селектора 91 частоты вращения становятся равными, тогда на его выходе появляется сигнал, который с третьего выхода вычислительного блока 17 поступает на четвертый вход анализатора спектра 29. В результате дальнейший анализ спектра прекращается. Возобновление анализа производится по команде, поступившей с выхода 1 блока 5 управления. Коды гармоник спектра за последний цикл передаются с выхода анализатора спектра 29 на первый информационный вход алгебраического сумматора-усреднителя 30, на второй вход которого с первого выхода блока 5 управления поступает команда на включение, а на третий вход - команды временного интервала цикла. В рассматриваемом подрежиме алгебраический сумматор 30 обеспечивает запоминание составляющих спектра, поступивших на его первый вход в режиме ускорения (разгона), а затем замедления (выбега) или наоборот, расчет среднего значения каждой составляющей спектра по множеству разгонов-выбегов, их алгебраическое сложение и передачу усредненных спектров с выхода на первый информационный вход идентификатора 35 гармоник спектра.
Идентификатор 35 гармоник спектра осуществляет хранение гармоник (кодов частот и амплитуд), поступивших на его первый и третий информационные входы, сравнение их друг с другом, выявление (идентификацию) совпавших по частоте гармоник и передачу идентифицированных гармоник на первый информационный вход измерителя 69 амплитуд гармоник. Идентификация осуществляется по командам, поступающим с выхода 1 блока 5 управления. Коды амплитуд идентифицированных гармоник, измеренные по какой-либо шкале (например, в вольтах), а также коды их частот передаются с выхода измерителя 69 амплитуд гармоник, в соответствии с командами, поступающими с выхода 1 блока 5 управления, на третий вход цифрового индикатора 10, где они могут быть представлены в числовом виде, на пятый вход блока вывода 11 для их передачи в ЭВМ 9, а также подаются на вторые (информационные) входы задатчика 33 моделей процесса и задатчика 34 функций изменения параметров. По командам, поступающим с выхода формирователя 15 команд обработки на первые (управляющие) входы этих задатчиков, происходит запись и хранение кодов идентифицированных гармоник эталона всех нелинейностей нормального исправного двигателя. В задатчике 33 хранятся модели-эталоны идентифицированных гармоник всех нелинейностей ДВС, ЦРС, топливного насоса и турбокомпрессора.
Аналогично последовательно в соответствии с командами, поступающими с выхода 1 блока 5 управления, проводят измерение и анализ спектров сигналов с выходов функциональных преобразователей: крутящего момента 38, перемещения рейки топливного насоса 42 и давления наддува 43, которые поступают на 3-5 входы первого цифрового мультиплексора 27. При измерении и анализе спектров угловой скорости турбокомпрессора устанавливают по командам с блока 7 ручного управления или с ЭВМ 9 передачу на вход двойного цифрового дифференциатора 25 сигналов угловых меток с пятого выхода блока 5 управления, которые получены от датчика 36 угловых меток ротора турбокомпрессора и пропущены через формирователь 37 импульсов ротора. Эти импульсы поданы на восьмой вход блока 5 управления, т.е. на второй вход третьего элемента И 81, с выхода которого они поступают на первый вход третьего элемента ИЛИ 84, выход которого является пятым выходом блока 5 управления. Команда на передачу этих угловых меток поступает на первый вход третьего элемента И 81 с четвертого выхода формирователя 75 команд управления, в котором она образуется с учетом команд, поступивших на его третий и четвертый входы, т.е. на четвертый или пятый входы блока 5 управления с блока 7 ручного управления и с ЭВМ 9 через приемник 8 соответственно.
Затем устанавливают с помощью блока 7 ручного управления или с помощью ЭВМ 9 и приемника 8 через формирователь 75 команд управления в селекторе 91 частоты вращения другую частоту вращения, при которой вновь измеряются аналогично спектры. Процесс повторяется до получения спектров во всем диапазоне частот вращения ДВС для всех сигналов.
Затем по командам с блока 7 ручного управления, поступающим на вход 4 блока управления 5 или с ЭВМ 9 через приемник 8, поступающим на вход 5 блока 5 управления, устанавливается подрежим обучения "измерение гармоник спектров цилиндров двигателя и секций топливного насоса". Перед включением этого подрежима необходимо обязательно включить режим привязки, который может быть включен перед режимом обучения или перед рассматриваемым подрежимом обучения. В первом случае измеряются и обрабатываются сигналы с датчика угловых меток в течение цикла работы двигателя без учета отдельных цилиндров (720° поворота коленчатого вала четырехтактных ДВС). При этом датчик 20 впрыска может отсутствовать. Однако в этом случае предварительно необходимо установить вручную емкость счетчика 76 текущего угла, равной числу угловых меток за цикл для испытуемого двигателя, и подать разрешающий сигнал на первый вход счетчика 76.
Работа экспертной системы в этом подрежиме обучения аналогична работе в предыдущем подрежиме, за исключением того, что измерение спектра в анализаторе 29, суммирование и усреднение в алгебраическом сумматоре-усреднителе 30, а также идентификация гармоник спектров в идентификаторе 35 гармоник и измерение их амплитуд в измерителе 69 амплитуд гармоник осуществляется по каждому цилиндру и секции топливного насоса по отдельности. Для обеспечения работы на вторые входы этих блоков подаются команды управления с выхода 1 блока 5 управления, которые вырабатываются в формирователе 75 блока 5 с учетом команд, полученных этим формирователем по входу 4 с блока 7 ручного управления и по входу 5 с ЭВМ 9 через приемник 8. На третьи входы анализатора спектра 29 и алгебраического сумматора - усреднителя 30 поступают команды с выхода формирователя 15 команд обработки, которые обеспечивают обработку сигнала с учетом распределения рабочих тактов цилиндров в двигателе по информации, поступающей на четвертый вход этого формирователя с выхода распределителя 13 тактов, и алгоритмов обработки, поступающих на второй вход формирователя 15 с ЭВМ 9 через приемник 8 и задатчик 14 алгоритмов обработки. На первый информационный вход анализатора спектра 29 поочередно через первый цифровой мультиплексор 27 передаются коды сигналов с выхода двойного цифрового дифференциатора 25 (углового ускорения), с выходов функциональных преобразователей: крутящего момента 38, перемещения рейки топливного насоса 42, давлений в трубопроводах к форсункам 441-44n, а также с выхода коммутатора 16 (давлений в цилиндрах), которые поступают на 3, 4, 61-6n и 7-й входы первого цифрового мультиплексора 27. Идентифицированные гармоники спектров всех сигналов аналогично поступают на третий вход цифрового индикатора 10, на пятый вход блока вывода 11 для их передачи в ЭВМ 9, а также подаются на вторые (информационные) входы задатчика 33 моделей процесса и задатчика 34 функций изменения параметров.
Затем на испытательный стенд устанавливают двигатель с другим известным классом состояний (например, допустимым) или моделируют это состояние искусственным внесением неисправностей. В режиме измерения индикаторных диаграмм давлений регистрируется индикаторная диаграмма давлений и ее параметры. Этим самым более точно подтверждается класс состояния двигателя. После этого в последовательности, аналогичной вышеописанной в режиме обучения, вновь измеряются АЧХ и ФЧХ отдельных элементов, а также спектры сигналов с датчиков, определяются результирующие АЧХ и ФЧХ тех же соединений, идентифицируются и измеряются параметры совпадающих гармоник. Коды амплитуд и частот этих гармоник поступают также по командам формирователя 15 команд управления в задатчик 34 функций изменения параметров. В этом задатчике для каждой идентифицированной гармоники спектра на соответствующей частоте вращения определяется уравнение перехода из одного класса состояний в другой. Например, если испытывается двигатель только в двух состояниях: нормальном и допустимом, то это уравнение является уравнением прямой. Для получения более точного уравнения перехода необходимо аналогично найти промежуточные 2-3 точки между указанными классами состояний. В этом случае уравнение перехода может быть, например, квадратичным. Полученные уравнения перехода из класса нормального состояния в допустимое хранятся в задатчике 34 функций изменения параметров. Эти уравнения получают отдельно для каждой из идентифицированных гармоник, позволяющих локализовать неисправности. В результате создаются предпосылки для классификации состояний двигателя углубленно по каждой системе и узлу, для которых имеется идентифицированная гармоника.
В такой же последовательности определяются уравнения перехода из класса допустимых состояний в класс предельных состояний, для чего испытываются двигатели с соответствующим состоянием. Полученные уравнения связи хранятся в задатчике 34 функций изменения параметров. Для повышения достоверности классификации в задатчике 33 моделей процесса могут храниться образцы каждого класса состояний. Модели-эталоны, модели-образцы и уравнения связи могут быть переданы в ЭВМ 9, а также вызваны оттуда и переданы в задатчики 33 и 34.
В режимах "измерения и регистрации амплитудных и фазовых частотных характеристик в переходных режимах", "измерения и регистрации спектров процессов в стационарных режимах", если для данной марки двигателя было проведено обучение экспертной системы, осуществляется измерение АЧХ и ФЧХ отдельных элементов, а также спектров сигналов с датчиков, определяются результирующие АЧХ и ФЧХ тех же соединений, идентифицируются и измеряются параметры совпадающих гармоник в последовательности, аналогичной вышеописанной в режиме обучения, за исключением того, что коды идентифицированных гармоник по командам формирователя 15 команд обработки и командам, поступающим от ЭВМ 9 через приемник 8 и блок 5 управления (с первого выхода), подаются на третий (информационный) вход блока 31 идентификации. В этом блоке происходит сравнение текущих кодов идентифицированных гармоник с аналогичными значениями кодов модели-эталона или модели-образца, хранящимися в задатчике 33 моделей процесса. Результаты сравнения в виде разности кодов поступают на третий (информационный) вход блока классификации 32, который производит вычисление меры близости, например вида (7), а также с учетом знаний о поведении двигателя и его составных частей при изменении их состояния, т.е. функций перехода из класса в класс, хранящихся в задатчике 34 функций изменения параметров, осуществляет вычисление по заданному решающему правилу и выносит экспертное заключение о принадлежности испытуемого двигателя к определенному классу состояний. В качестве решающего правила может использоваться, например минимальное значение вычисленного среднего значения (7) между измеренным процессом и моделью-эталоном или моделью-образцом, в зависимости от того, хранится ли в задатчике 33 моделей процесса одна модель-эталон или также модели-образцы классов. Из-за разброса параметров процессов горения от цикла к циклу вычисление расстояния (7) в блоке классификации 32 осуществляется по множеству циклов. Информация о результатах экспертизы может быть передана в ЭВМ 9 для создания досье на конкретный двигатель, а также для проведения других более сложных вычислительных операций, например прогнозирования технического состояния двигателя, а также его составных систем и узлов. При этом вычисленные меры близости (7) и нахождение минимального значения среднего расстояния (7) между измеренными значениями каждой идентифицированной гармоники и моделью-эталоном или моделью-образцом позволяют классифицировать двигатель, его составные системы и узлы по каждой неисправности в отдельности.
Экспертиза состояний проводится последовательно. Если в подрежиме "экспертиза общего состояния ДВС, ЦРС, турбокомпрессора" режима "измерения и регистрации спектров процессов в стационарных режимах" обнаружен блоком классификации 32 выход из класса нормального состояния, то включаются последовательно следующие подрежимы этого режима "экспертиза состояния цилиндров ДВС", "экспертиза состояния секций топливного насоса", "экспертиза состояния сопряжений КШМ", "экспертиза состояния сопряжений ЦРС", "экспертиза состояния сопряжений турбокомпрессора".
Предлагаемый способ и экспертная система для определения технического состояния двигателя и его составных элементов могут использоваться как для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания и автоматизации управления его работой, так и для проведения экспертизы технического состояния ДВС и его составных элементов в производственных и эксплуатационных условиях при предварительном обучении экспертной системы. Способ и экспертная система позволяют оперативно и точно получить объективное экспертное заключение о техническом состоянии двигателя и его составных элементов. Экспертная система обеспечивает оперативное измерение, обработку и регистрацию больших массивов данных - множества последовательно чередующихся индикаторных диаграмм давлений, АЧХ и ФЧХ ДВС и его составных элементов, а также спектров, с использованием различных физических процессов, с визуализацией промежуточных и результирующих данных, с возможностью выхода на ЭВМ и вывода результатов обработки на любое устройство вывода (цифропечатающее устройство, дисплей, принтер, графопостроитель и т.д.). Она позволяет путем создания баз данных и баз знаний неограниченного объема использовать накопленный интеллектуальный потенциал разработчиков, исследователей, диагностов, эксплуатационников для проведения объективной экспертизы ДВС и его составных элементов.
Источники информации
1. Авт. свид. №1777025 SU, МКИ3, кл. G 01 М 15/00. Способ определения технического состояния цилиндра двигателей внутреннего сгорания. Опубл. 1983.
2. Патент №2175120 RU, МКИ3, кл. G 01 М 15/00. Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления. Заявл. 13.04.99. №99108635/06, опубл. 2001. Бюл. №29.
3. Патент №2078324 RU, МКИ3, кл. G 01 М 15/00. Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления. Заявл. 22.09.94. №94-037900/06, опубл. 1997, Бюл. №12.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2571693C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ | 2000 |
|
RU2200959C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2175120C2 |
| Способ определения цикловой подачи топлива и устройство для его осуществления | 2015 |
|
RU2665566C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ | 2013 |
|
RU2535102C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2013 |
|
RU2543091C1 |
| Анализатор спектра | 1991 |
|
SU1799474A3 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2012 |
|
RU2541072C2 |
| АКУСТИЧЕСКИЙ ЭХОЛОКАТОР | 2002 |
|
RU2205421C1 |
| СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ УРОВНЯ БОКОВЫХ ЛЕПЕСТКОВ СЖАТОГО ЛЧМ-СИГНАЛА | 2010 |
|
RU2447455C1 |
Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к определению технического состояния путем измерения параметров, отражающих давление в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в эксплуатационных условиях. Предложенное техническое решение позволяет в эксплуатационных условиях упростить и значительно снизить трудоемкость экспертизы технического состояния двигателя путем косвенного определения параметров индикаторных диаграмм цилиндров и других показателей технического состояния ДВС и его составных элементов за счет исключения разборочно-сборочных операций, выполнения ряда измерений и вычислительных операций при различных режимах работы ДВС по выявлению изменения структурных параметров, являющихся причиной изменения параметров функционирования двигателя и его составных элементов (локализации неисправностей). Предлагаемый способ и экспертная система для определения технического состояния двигателя и его составных элементов могут использоваться как для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания и автоматизации управления его работой, так и для проведения экспертизы технического состояния ДВС и его составных элементов в производственных и эксплуатационных условиях при предварительном обучении экспертной системы. Способ и экспертная система позволяют оперативно и точно получить объективное экспертное заключение о техническом состоянии двигателя и его составных элементов. Экспертная система обеспечивает оперативное измерение, обработку и регистрацию больших массивов данных - множества последовательно чередующихся индикаторных диаграмм давлений, АЧХ и ФЧХ ДВС и его составных элементов, а также спектров, с использованием различных физических процессов, с визуализацией промежуточных и результирующих данных, с возможностью выхода на ЭВМ и вывода результатов обработки на любое устройство вывода. Она позволяет путем создания баз данных и баз знаний неограниченного объема использовать накопленный интеллектуальный потенциал разработчиков, исследователей, диагностов, эксплуатационников для проведения объективной экспертизы ДВС и его составных элементов. 2 н. и 46 з.п.ф-лы, 7 ил.
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2175120C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1994 |
|
RU2078324C1 |
| СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАШИН ПО ВИБРАЦИИ КОРПУСА | 1996 |
|
RU2103668C1 |
| RU 2064171 С1, 20.07.1998 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1996 |
|
RU2145068C1 |
| Способ определения технического состояния цилиндра двигателя внутреннего сгорания | 1991 |
|
SU1777025A1 |
| US 4539841 А, 10.09.1985 | |||
| US 5396427 A, 07.03.1995 | |||
| US 5446664 А, 29.08.1995. | |||
