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 ДВС /1/, 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 fk=fцφц/φчв (где k - номера гармонических составляющих, fц - 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 fk=fцφц/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).
Известен способ определения технического состояния ДВС /2/, заключающийся в том, 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 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, отражающий 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 в каждом цилиндре, 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 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, отражающий 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.
Недостатками известного способа является сложность, вызванная необходимостью выполнения ряда разнородных и многократно повторяемых измерений и вычислительных операций при различных режимах работы ДВС, в частности при измерении амплитудных и фазовых частотных характеристик, амплитудных частотных спектров процессов, а также при идентификации нелинейностей 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 /2/, 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, датчик угловых меток-зубьев, формирователь импульсов-зубьев, элемент ИЛИ цикла, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, блок идентификации, задатчик моделей процессов, блок классификации состояний, задатчик функций изменения параметров, анализатор спектра, алгебраический сумматор-усреднитель, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора, формирователь импульсов ротора, 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 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, а 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, причем 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, кроме того, 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 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, причем 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 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, а 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 частотных и фазовых частотных характеристик двигателя, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора и измерителя амплитудных частотных характеристик 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 фазовых частотных характеристик двигателя, а выход 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.
Недостатком известной системы является сложность ее применения в условиях эксплуатации, обусловленная необходимостью использования сложных методов измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик, амплитудных частотных спектров процессов, а также методов идентификации нелинейностей. Кроме того, для известной системы характерна низкая точность и высокая трудоемкость испытаний 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).
Известен способ определения технического состояния ДВС /3/, выбранный прототипом предлагаемого способа, заключающийся в том, что предварительно измеряют средние значения за цикл, рабочий такт и за отдельные участки цикла двигателя, непрерывно измеряют мгновенные значения за цикл, рабочий такт и за отдельные участки цикла двигателя в стационарном режиме полной нагрузки при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала крутящего момента, угловых скорости и ускорения коленчатого вала, угловых скорости, ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, непрерывно измеряют мгновенные значения за рабочий такт и за отдельные участки цикла двигателя в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной крутящего момента, углового ускорения коленчатого вала, усреднения их по множеству циклов работы двигателя, сравнения полученных величин 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, соотнесения изменения измеренных величин с различными неисправностями, измерения угловых меток по параметрам ускорения и параметрам впрыскивания топлива для идентификации номеров цилиндров, измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определяют градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения: крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, мгновенные значения крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определяют у каждого цилиндра по отдельности градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения: крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в зонах перекладки поршней в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, мгновенные значения крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определяют градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения выделенных значений: крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов в зонах перекладки поршней судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя. Измеряют по множеству циклов за исключением зон перекладки поршней в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, мгновенные значения крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определяют градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения выделенных значений: крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют на регуляторном участке скоростной характеристики по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла мгновенные значения перемещения рейки топливного насоса, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, сглаживают их с целью исключения незначительных случайных выбросов и определяют градиент перемещения рейки топливного насоса по углу поворота коленчатого вала или скорость перемещения, при появлении существенных выбросов этого градиента или скорости перемещения в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по ширине этих выбросов при значениях градиента, или скорости перемещения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, сглаживают их с целью исключения незначительных случайных выбросов и определяют градиент по углу поворота коленчатого вала, а также скорость изменения, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, при появлении существенных выбросов этого градиента, а также скорости изменения, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по ширине этих выбросов при значениях градиента, а также скорости изменения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности мгновенные значения крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, в зонах перекладки поршней мгновенные значения крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в зонах перекладки поршней в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, за исключением зон перекладки поршней, мгновенные значения крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов за исключением зон перекладки поршней в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют на регуляторном участке скоростной характеристики по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения перемещения рейки топливного насоса, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дисперсии или средние квадратические отклонения полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента, или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, аналогично измеряют эти процессы в зонах перекладки поршней, а также аналогично измеряют эти процессы в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дисперсии или средние квадратические отклонения полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих дисперсий или средних квадратических отклонений на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, аналогично, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения дисперсий или средних квадратических отклонений в зонах перекладки поршней с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, аналогично сравнивают полученные при различных частотах вращения значения дисперсий или средних квадратических отклонений в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют на регуляторном участке скоростной характеристики по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения перемещения рейки топливного насоса, измеряют мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, измеряют по множеству циклов дисперсию или среднее квадратическое отклонение перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке, дисперсию или среднее квадратическое отклонение давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения дисперсий или средних квадратических отклонений перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения этих дисперсий или средних квадратических отклонений давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени мгновенные значения за цикл крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсной поверхности судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей внутри импульсных поверхностей с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности мгновенные значения крутящего момента двигателя или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, аналогично измеряют эти процессы в зонах перекладки поршней, а также аналогично измеряют эти процессы в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, кроме того, вычитают из измеренных крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей внутри импульсных поверхностей с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, аналогично при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей в зонах перекладки поршней судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерного дифференциального закона распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей внутри импульсных поверхностей с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, аналогично при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерного дифференциального закона распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей внутри импульсных поверхностей с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют на регуляторном участке скоростной характеристики по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенные значения перемещения рейки топливного насоса, измеряют мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, измеряют по множеству циклов двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, аналогично измеряют по множеству циклов двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, при появлении существенных выбросов этого закона на регуляторном участке в форме импульсной поверхности судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей внутри импульсных поверхностей с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, аналогично при появлении существенных выбросов двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в форме импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей внутри импульсных поверхностей с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса. Измеряют в стационарном режиме полной нагрузки по множеству оборотов ротора турбокомпрессора в функции времени с привязкой к определенной угловой метке мгновенные значения давления наддува турбокомпрессора, а также углового ускорения ротора турбокомпрессора, измеряют по множеству оборотов ротора турбокомпрессора дифференциальные законы распределения вероятностей давления наддува, а также углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, измеряют дисперсии или средние квадратические отклонения давления наддува или углового ускорения ротора турбокомпрессора, кроме того, усредняют измеренные мгновенные значения давления наддува, а также углового ускорения ротора турбокомпрессора по множеству циклов, сглаживают их с целью исключения незначительных случайных выбросов и определяют скорости изменения давления наддува турбокомпрессора, а также углового ускорения ротора турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих скоростей в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по ширине этих выбросов при значениях скоростей, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей давления наддува или углового ускорения ротора турбокомпрессора в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, сравнивают полученные значения дисперсий или средних квадратических отклонений давления наддува или углового ускорения ротора турбокомпрессора с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора турбокомпрессора. Измеряют в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной непрерывно с привязкой к началу цикла мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя за исключением зон перекладки поршней, при достижении заданной частоты вращения усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов, вычитают из измеренных крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определяют градиенты, а также скорости изменения крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, при появлении существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, при появлении существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности в форме импульсов судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в зонах перекладки поршней в форме импульсов судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной непрерывно по множеству циклов с привязкой к началу цикла мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, при достижении заданной частоты вращения вычитают из измеренных крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей, в том числе дисперсии или средние квадратические отклонения, полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, при появлении существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности в форме импульсов судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, сравнивают полученные при различных частотах вращения на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности значения дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в зонах перекладки поршней в форме импульсов судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалу между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, сравнивают полученные при различных частотах вращения в зонах перекладки поршней значения дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, при появлении существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, сравнивают полученные при различных частотах вращения в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, значения дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной непрерывно по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени с привязкой к началу цикла, в том числе на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя за исключением зон перекладки поршней, мгновенные значения за цикл двигателя крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, при достижении заданной частоты вращения вычитают из измеренных крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют по множеству циклов двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей в зонах перекладки поршней судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсных поверхностей в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения площадей с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Измеряют в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной малоцилиндровых двигателей непрерывно по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла, мгновенные значения крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала за цикл двигателя, при достижении заданной частоты вращения вычитают из измеренных крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционную составляющую крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определяют момент перехода полученных процессов в тактах расширения с плюса на минус, сравнивают при различных частотах вращения значения смещений этих моментов перехода относительно эталонных моментов перехода аналогичных процессов в тактах расширения с плюса на минус, измеренных предварительно и соотнесенных с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени смещений судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
Недостатками известного способа является низкая точность и высокая трудоемкость при идентификации измеренных данных и отнесении двигателя к определенному классу состояний, из-за невозможности оперативного выявления функциональных и структурных параметров двигателя, его систем и составных частей, являющихся причиной изменения их технического состояния (локализации неисправностей) ввиду недостаточно адекватных связей измеряемых параметров физических процессов с фактическими значениями функциональных и структурных параметров двигателя
Известна экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания /3/, 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, датчик угловых меток-зубьев, формирователь импульсов-зубьев, элемент ИЛИ цикла, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, блок идентификации, задатчик моделей процессов, блок классификации состояний, задатчик функций изменения параметров, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора, формирователь импульсов ротора, 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, первый и второй цифровые мультиплексоры, устройство хранения и вычитания, измерители скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, причем выходы датчика угловых меток 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, а 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 седьмым входом первого цифрового мультиплексора, 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 и первого цифрового мультиплексора, 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 и восьмой вход первого цифрового мультиплексора соединены с выходом формирователя команд обработки, причем 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, причем восьмой вход блока управления соединен через формирователь импульсов с датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора, кроме того, 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 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, причем первый вход первого цифрового мультиплексора связан с первым выходом двойного цифрового дифференциатора, датчики крутящего момента, 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 третьим, четвертым, пятым и шестыми по числу цилиндров входами первого цифрового мультиплексора соответственно, второй вход первого цифрового мультиплексора соединен с первым выходом блока управления, причем девятый вход первого цифрового мультиплексора соединен с вторым выходом двойного цифрового дифференциатора, а выход первого цифрового мультиплексора связан с первым входом устройства хранения и вычитания, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий вход - с выходом формирователя команд обработки, четвертый вход - с третьим выходом вычислительного блока, а пятый вход - с вторым выходом блока управления, выход устройства хранения и вычитания соединен с вторыми входами измерителей скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, первые входы которых связаны с выходом формирователя команд обработки, а третьи входы - с первым выходом блока управления, причем первый выход измерителя скорости, выходы измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени соединены с первого по восьмой входами второго цифрового мультиплексора, девятый вход которого связан с первым выходом блока управления, а выход - с пятым входом блока вывода, причем второй выход измерителя скорости соединен с четвертым входом измерителя градиента по углу поворота, пятый вход которого и четвертый вход измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени связаны с вторым выходом блока управления, а четвертый вход измерителя дисперсии или среднеквадратического отклонения связан с выходом измерителя скользящего среднего значения. Измеритель скорости содержит цифровой дифференциатор с усреднением, измерители экстремумов и временного интервала, генератор тактовых импульсов, причем выход цифрового дифференциатора с усреднением является вторым выходом измерителя скорости и соединен через измеритель экстремумов с первым входом измерителя интервала, второй вход которого связан с генератором тактовых импульсов, а выход является первым выходом измерителя скорости, первый, второй и третий входы цифрового дифференциатора с усреднением являются с первого по третий входами измерителя скорости, измеритель градиента по углу поворота содержит делительное устройство с усреднением, измерители экстремумов и углового интервала, причем выход делительного устройства с усреднением соединен через измеритель экстремумов с первым входом измерителя углового интервала, второй вход которого является пятым входом измерителя градиента по углу поворота, а выход - выходом измерителя градиента, с первого по четвертый входы делительного устройства с усреднением являются соответственно с первого по четвертый входами измерителя градиента по углу поворота, измеритель дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала содержит измерители закона по числу импульсов и по угловым интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов и ширины между экстремумами, с первого по третий усреднители по углу в заданном интервале, причем выходы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов и первым входом измерителя ширины между экстремумами, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремумов и выход измерителя ширины между экстремумами соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале, а выход является выходом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, причем выход измерителя экстремумов соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами, первые входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам являются вторым входом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, третьим входом которого являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель дифференциального закона распределения вероятностей по времени содержит измерители закона по числу импульсов и по временным интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов и ширины между экстремумами, с первого по третий усреднители по времени в заданном интервале, причем выходы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов и первым входом измерителя ширины между экстремумами, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремумов и выход измерителя ширины между экстремумами соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале, а выход является выходом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени, причем выход измерителя экстремумов соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами, первые входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам являются вторым входом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени, третьим входом которого являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени содержит измерители двумерного закона по числу импульсов и по интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремальной поверхности и площади между экстремальной поверхностью, с первого по третий усреднители в заданном интервале, причем выходы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремальной поверхности и первым входом измерителя площади между экстремальной поверхностью, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремальной поверхности и выход измерителя площади между экстремальной поверхностью соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей в заданном интервале, а выход является выходом измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, причем выход измерителя экстремальной поверхности соединен с вторым входом измерителя площади между экстремумами, первые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам являются вторым входом измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, третьим входом которого являются вторые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени содержит усреднитель по множеству, цифровой сглаживающий фильтр, схему сравнения кодов, измеритель интервала, схемы ИЛИ и И, генератор тактовых импульсов, причем выход усреднителя по множеству соединен через цифровой сглаживающий фильтр и схему сравнения кодов с первым входом измерителя интервала, второй вход которого связан с выходом схемы ИЛИ, а выход является выходом измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, первый и второй входы схемы ИЛИ соединены соответственно с выходом схемы И и выходом генератора тактовых импульсов, вход которого связан с первым входом схемы И и третьим входом усреднителя по множеству и является третьим входом измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, второй вход схемы И является четвертым входом, а первый и второй входы усреднителя по множеству - первым и вторым входами измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени.
Недостатком известной системы является низкая точность и высокая трудоемкость испытаний при идентификации измеренных данных и отнесении двигателя к определенному классу состояний, из-за невозможности оперативного выявления функциональных и структурных параметров двигателя, его систем и составных элементов, являющихся причиной изменения их технического состояния (локализации неисправностей) ввиду недостаточно адекватных связей измеряемых системой параметров физических процессов с фактическими значениями функциональных и структурных параметров двигателя.
Задача заявляемого технического решения - снижение трудоемкости, повышение оперативности и точности классификации при определении технического состояния двигателей внутреннего сгорания в эксплуатационных условиях.
Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет в эксплуатационных условиях упростить, значительно снизить трудоемкость и повысить оперативность экспертизы и классификации технического состояния двигателя, его систем и составных элементов за счет оперативного выявления функциональных и структурных параметров двигателя, его систем и составных элементов, являющихся причиной изменения их технического состояния (локализации неисправностей) путем автоматической подстройки математических моделей к измеренным данным и автоматическому поиску неисправностей.
По сравнению с базовым объектом - измерением амплитудных и фазовых частотных характеристик, амплитудных частотных спектров, градиентов, скоростей изменения, дифференциальных законов распределения вероятностей, дисперсий, авто- и взаимокорреляционных функций процессов трудоемкость определения технического состояния двигателя и его составных элементов снижается в 2,5-3 раза.
Поставленная задача в способе решается тем, что строят модель динамики исправных безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, топливного насоса, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, двигателя, форсированного газотурбонаддувом, при стационарном режиме полной нагрузки на различных частотах вращения коленчатого вала и при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой, строят модель динамики исправного безнаддувного двигателя в режимах разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной и выбега от максимальной до минимальной частоты вращения, используя выходные процессы моделей двигателей: угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения определяют характеристики и параметры, аналогичные измеренным, а также градиенты выходных процессов моделей безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, топливного насоса, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, двигателя, форсированного газотурбонаддувом, по соответствующим характеристикам и параметрам, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры и коэффициенты моделей до их совпадения с заданной точностью с измеренными параметрами и коэффициентами испытуемого двигателя и его составных частей, сравнивают полученные значения характеристик и параметров с эталонными значениями, 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, соотносят изменения измеренных характеристик и параметров с различными неисправностями, классифицируют по степени их близости состояние двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора.
В модели динамики исправного безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров для конкретной марки двигателя и условий испытаний задают константы, начальные условия, а также воздействие нагрузки, вводят входное воздействие с выхода модели топливного насоса, определяют настраиваемые коэффициенты, строят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» в соответствующих интервалах по углу поворота коленчатого вала, аналогичных интервалам испытуемого двигателя, задают начальный уровень сигналов перестраиваемого в зависимости от частоты вращения генератора сигналов, кратных с первой по четвертую гармоникам частоты вращения, имитирующего неуравновешенные конструкционную и остаточные инерционные составляющие, а также генератора низкочастотного нормального случайного процесса, имитирующего трение и неравномерность работы цилиндров, которые вводятся в дифференциальное уравнение в нормированном виде, решают дифференциальное уравнение в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала поочередно по каждому воздействию, с последующим суммированием результатов решения, снятием нормировки, двойным дифференцированием и передачей на выход в функции времени процессов изменения угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения, причем в модели топливного насоса для конкретной марки двигателя и условий испытаний задают константы и нормированное значение перемещения органа управления топливоподачей, которое также может изменяться при поступлении воздействия с выхода модели регулятора скорости, определяют настраиваемые коэффициенты, аналогично вводят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», определяют цикловую подачу топлива, являющуяся выходом модели топливного насоса, для двигателя, форсированного газотурбонаддувом задают свои константы и дополнительно вводят входное воздействие с выхода модели турбокомпрессора, причем в модели турбокомпрессора для конкретной марки турбокомпрессора и условий испытаний задают константы, определяют настраиваемые коэффициенты, вводят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», которые используются в дифференциальном уравнении в виде нормированных моментов, совместно с дифференциальным уравнением модели безнаддувного двигателя решают дифференциальное уравнение модели турбокомпрессора в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала при одновременном поступлении воздействий с выхода моделей топливного насоса и безнаддувного двигателя с последующей передачей на выход в функции времени процессов изменения углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора.
В модели динамики исправного безнаддувного двигателя в режимах разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной и выбега от максимальной до минимальной частоты вращения для конкретной марки двигателя и условий испытаний задают константы, начальные условия, вводят входное воздействие с выхода модели топливного насоса, определяют настраиваемые коэффициенты, задают уровень сигналов перестраиваемого в зависимости от частоты вращения генератора сигналов, кратных с первой по четвертую гармоникам частоты вращения, имитирующего неуравновешенные конструкционную и остаточные инерционные составляющие, которые вводят в дифференциальное уравнение в нормированном виде, решают дифференциальное уравнение в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угловой скорости коленчатого вала с последующим снятием нормировки, дифференцированием и передачей на выход в функции времени процессов изменения угловых скорости и ускорения, причем при достижении заранее заданной частоты срабатывания регулятора скорости совместно с дифференциальным уравнением модели безнаддувного двигателя решают дифференциальное уравнение модели регулятора скорости в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходного процесса в функции перемещения муфты, при одновременном поступлении с выхода модели безнаддувного двигателя угловой скорости на вход моделей топливного насоса и регулятора скорости и с выхода модели регулятора скорости на вход модели топливного насоса для изменения перемещения органа управления топливоподачей, причем в модели регулятора скорости для его конкретной марки и условий испытаний задают константы, частоту срабатывания, вводят входное воздействие с выхода модели безнаддувного двигателя, определяют настраиваемые коэффициенты, вводят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
В стационарном режиме полной нагрузки усредняют по множеству циклов с привязкой к началу цикла мгновенные значения за цикл модели двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и в цикле, за исключением зон перекладки поршней, модели двигателя углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала на частоте вращения, соответствующей этому режиму. Определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле, за исключением зон перекладки поршней, градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, определяют в указанных интервалах градиенты углового ускорения коленчатого вала моделей безнаддувного двигателя, кроме того, у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора по настраиваемым параметрам двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса, нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности»,
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты и параметры указанных моделей, при появлении в цикле настроенных моделей двигателей существенных выбросов градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиента по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные значения градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты и скорости изменения давления наддува турбокомпрессора и углового ускорения ротора турбокомпрессора, с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении подобных существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов на рабочем такте настроенной модели каждого цилиндра по отдельности судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя при данной частоте вращения, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра, а при появлении подобных существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей в зонах перекладки поршней судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении существенных выбросов указанных градиентов и скоростей изменения в цикле, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов, судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов и скоростей изменения близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния сопряжении коренных и шатунных подшипников от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
В стационарном режиме полной нагрузки в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, усредняют по множеству циклов мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива модели топливного насоса, определяют градиенты по настраиваемым параметрам топливного насоса, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели топливного насоса, определяют градиент и скорость изменения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива настроенной модели топливного насоса, по углу поворота коленчатого вала, при появлении существенных выбросов этого градиента, а также скорости изменения, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по ширине этих выбросов при значениях градиента, а также скорости изменения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса,
На регуляторном участке скоростной характеристики в функции времени, с привязкой к началу цикла усредняют по множеству циклов мгновенные значения перемещения рейки модели топливного насоса, определяют градиенты по настраиваемым параметрам модели регулятора скорости, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели регулятора скорости, определяют скорость перемещения этой рейки, при появлении существенных выбросов этой скорости перемещения в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по ширине этих выбросов при значениях скорости перемещения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния регулятора от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости,
В стационарном режиме полной нагрузки по множеству оборотов ротора модели турбокомпрессора в функции времени с привязкой к определенной угловой метке усредняют по множеству оборотов ротора мгновенные значения давления наддува турбокомпрессора и углового ускорения ротора турбокомпрессора, определяют градиенты по настраиваемым параметрам модели турбокомпрессора, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели турбокомпрессора, определяют скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора настроенной модели турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих скоростей в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по ширине этих выбросов при значениях скоростей, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния турбокомпрессора.
В стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, используют мгновенные значения за цикл модели двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней модели двигателя углового ускорения коленчатого вала, а также у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, мгновенные значения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют за цикл автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, а также максимумы импульсов этой автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу. Находят разность этих максимумов, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют градиенты полученных разности максимумов автокорреляционных функций и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по значению разности максимумов автокорреляционных функций и значению непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля настроенной модели безнаддувного двигателя, судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния безнаддувного двигателя.
Определяют за цикл у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора, а также максимумы импульсов этих автокорреляционных функций, соответствующих по времени нулю и соседнему импульсу, находят разность этих максимумов, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют градиенты полученных разности максимумов автокорреляционных функций и значений непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели двигателя, и по значению разности максимумов автокорреляционных функций и значению непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля настроенной модели двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, форсированного газотурбонаддувом.
Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, максимумы импульсов автокорреляционных функций и их значения при верхней мертвой точке, первые максимумы и значения выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, определяют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя, максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, первые максимумы энергетических спектров этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора, максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы спектров, определяют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя, максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, первые максимумы спектров этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя. Определяют на периоде оборота модели безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, определенные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции или гармонику с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по соотношению автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, энергетических, взаимных энергетических спектров или максимумов импульсов автокорреляционных и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров безнаддувного двигателя.
Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты значений автокорреляционных функций углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя при верхних мертвых точках, градиенты значений выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, определяют на периоде оборота модели двигателя градиенты максимума разностной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра. Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по соотношению указанных значений автокорреляционных функций при верхних мертвых точках, выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по максимуму разностной автокорреляционный функции или по гармонике с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра судят о степени неуравновешенности двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния уравновешенности безнаддувного двигателя.
Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций углового ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом. Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели двигателя, и по соотношению автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, энергетических и взаимных энергетических спектров ускорений ротора турбокомпрессора и давлений наддува, или максимумов импульсов автокорреляционных и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров двигателя, форсированного газотурбонаддувом.
Определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, по множеству циклов и оборотов ротора турбокомпрессора дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения углового ускорения коленчатого вала, а у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, мгновенные значения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, определяют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют в указанных интервалах градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей по параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности»,
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса, при появлении в цикле настроенных моделей двигателей существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсов, а двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсной поверхности, судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей, по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении на рабочем такте настроенных моделей цилиндров двигателя существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя. При появлении в зонах перекладки поршней настроенных моделей цилиндров двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей -о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров,
При появлении в цикле за исключением зон перекладки поршней настроенных моделей двигателей аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения указанных интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у 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 сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
При появлении в настроенной модели топливного насоса существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов или импульсной поверхности двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса, в том числе по секциям, от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей топливного насоса, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса и его секций.
При появлении в настроенной модели турбокомпрессора существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов, дисперсий или средних квадратических отклонений давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей турбокомпрессора, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния турбокомпрессора.
На регуляторном участке скоростной характеристики модели двигателя по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, используют мгновенные значения перемещения рейки модели топливного насоса, определяют по множеству циклов дифференциальный закон распределения вероятностей, дисперсию или среднее квадратическое отклонение перемещения рейки модели топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, определяют двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, определяют градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратическое отклонение, указанных дифференциальных законов распределения вероятностей перемещения рейки модели топливного насоса по настраиваемым параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», входящих в модель регулятора скорости. Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры моделей нелинейностей, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов. Сравнивают полученные значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния регулятора от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости.
При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, используют средние за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, значения угловой скорости вала модели безнаддувного двигателя, давление в каждом цилиндре, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, модели топливного насоса, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, средние значения давления наддува или частоты вращения ротора модели турбокомпрессора, на регуляторном участке скоростной характеристики перемещения рейки модели топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики указанных процессов моделей двигателя, топливного насоса, турбокомпрессора, центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики процессов соединений моделей двигатель - топливный насос, двигатель -турбокомпрессор, двигатель - регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор с последующим определением в стационарном режиме полной нагрузки амплитудных спектров мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала модели двигателя за цикл, за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности, на регуляторном участке перемещения рейки модели топливного насоса, давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора.
Определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор, а также за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности соединений моделей цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор, цилиндр - топливный насос, цилиндр -секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «идеального реле». Определяют в зонах перекладки поршней гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «люфта». Определяют в цикле, за исключением зон перекладки поршней, гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют на регуляторном участке гармоники перемещения рейки модели топливного насоса, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристикой «зоны нечувствительности». Определяют гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристикой «зоны нечувствительности».
Определяют в указанных интервалах градиенты соответствующих гармоник по настраиваемым параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», входящих в модели безнаддувного двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса и регулятора скорости. Настраивают поочередно путем уменьшения этих градиентов параметры моделей указанных нелинейностей, при появлении в цикле настроенной модели безнаддувного двигателя гармоники углового ускорения коленчатого вала, а у настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - топливный насос, двигатель - регулятор, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателей.
При появлении на рабочем такте настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник давлений в каждом цилиндре, гармоник угловых ускорений коленчатого вала, а у настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, гармоник давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - регулятор, цилиндр - секция топливного насоса, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в зонах перекладки поршней настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник углового ускорения коленчатого вала, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, 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 амплитуд этих гармоник - о степени этого износа. Сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в цикле, за исключением зон перекладки поршней, настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник углового ускорения коленчатого вала, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, 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 амплитуд этих гармоник - о степени этих износов. Сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние коренных и шатунных подшипников, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния коренных и шатунных подшипников.
При появлении на регуляторном участке настроенной модели центробежного регулятора скорости 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости.
При появлении в цикле настроенной модели топливного насоса 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса.
При появлении у настроенной модели топливного насоса гармоник 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 значениям амплитуд этих гармоник - о степени износа, сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние секций топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния секций топливного насоса.
В режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной используют средние по множеству циклов работы двигателя мгновенные значения за оборот коленчатого вала, за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя за исключением зон перекладки поршней модели безнаддувного двигателя угловых скорости и ускорения коленчатого вала в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при достижении заданной частоты вращения определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, модели безнаддувного двигателя по настраиваемым параметрам моделей двигателя, топливного насоса, нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности». Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты и параметры моделей.
При появлении в цикле настроенной модели двигателя существенных выбросов градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиента, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения. Сравнивают полученные значения градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении на рабочих тактах настроенных моделей цилиндров безнаддувного двигателя существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра при данной частоте вращения. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя.
При появлении существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в зонах перекладки поршней в форме импульсов судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа. Сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя. Используя указанные градиенты, определяют соответствующие характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров двигателя.
При появлении существенных выбросов градиента, а также скорости изменения, в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этих износов. Сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Используя указанные градиенты, определяют соответствующие характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
При достижении заданной частоты вращения определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, определяют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют в указанных интервалах градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей по параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» двигателя, топливного насоса. При появлении в цикле настроенной модели двигателя существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсов, а двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсной поверхности, судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей, по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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. Используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении на рабочем такте настроенных моделей цилиндров двигателя существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя.
При появлении в зонах перекладки поршней настроенных моделей цилиндров двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя. Используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в цикле за исключением зон перекладки поршней настроенной модели двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения указанных интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у 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 сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками. Используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
При появлении в настроенной модели топливного насоса существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов или импульсной поверхности двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов. Сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса, в том числе по секциям, от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса. Используя указанные градиенты определяют параметры нелинейностей топливного насоса, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса и его секций.
Определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала модели двигателя, определяют максимумы импульсов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, определяют разность этих максимумов и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют на рабочем такте каждого цилиндра автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций или их значений при верхних мертвых точках или первые максимумы этих энергетических спектров и их выбросы при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, и соотношения автокорреляционных функций или их максимумов, энергетических спектров или их первых максимумов или указанных выбросов по отдельности.
Определяют на рабочих тактах цилиндров взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя и максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы взаимных энергетических спектров и соотношения взаимокорреляционных функций или их максимумов и взаимных энергетических спектров или их первых максимумов. Определяют на периоде оборота коленчатого вала модели безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию или энергетический спектр углового ускорения, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности. Определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции и гармоники с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра. Определяют градиенты полученного за цикл максимума разности автокорреляционных функций и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам моделей безнаддувного двигателя.
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты моделей безнаддувного двигателя, и по значению разности максимумов автокорреляционных функций и значению непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния безнаддувного двигателя.
Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя. Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты моделей безнаддувного двигателя, и по соотношению автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, энергетических, взаимных энергетических спектров или их максимумов настроенной модели безнаддувного двигателя, судят о степени неравномерности работы цилиндров. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров безнаддувного двигателя.
Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты значений автокорреляционных функций углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя при верхней мертвой точке, градиенты значений выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя. Определяют на периоде оборота модели двигателя градиенты максимума разностной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра.
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по соотношению указанных значений автокорреляционных функций при верхних мертвых точках, выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по максимуму разностной автокорреляционный функции или по гармонике с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени неуравновешенности двигателя. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния уравновешенности безнаддувного двигателя.
В режиме разгона непрерывно определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала модели безнаддувного двигателя за цикл, за рабочий такт, на регуляторном участке, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их центры тяжести. При достижении заданной средней за цикл частоты вращения находят произведения этих средних значений с указанной частотой вращения. Определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения градиенты средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, рабочий такт, на регуляторном участке, градиенты произведения этих ускорений с указанной частотой вращения, градиенты центров тяжести зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя.
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по значениям средних значений углового ускорения коленчатого вала и указанного произведения за цикл и за рабочие такты настроенной модели безнаддувного двигателя судят о мощности двигателя, цилиндров и их неравномерности работы, по значениям угловых ускорений коленчатого вала на регуляторном участке - о состоянии регулятора скорости, по значениям центров тяжести указанных зависимостей - о расходе топлива и угле опережения подачи топлива двигателя и отдельных цилиндров. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного мощности двигателя и цилиндров, их неравномерности работы, расхода топлива и угла опережения подачи топлива безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, регулятора скорости.
В режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала используют средние по множеству циклов работы модели двигателя мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала и при достижении двигателем заданной частоты вращения в цикле и на такте сжатия моделей двигателя и каждого цилиндра по отдельности определяют автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, а также максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы этих спектров. Определяют градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций и первых максимумов энергетических спектров модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности по настраиваемым коэффициентам и параметрам моделей безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности.
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты моделей безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности, по максимумам импульсов автокорреляционных функций и по первым максимумам энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала настроенной модели безнаддувного двигателя в цикле судят о герметичности двигателя, а по максимумам импульсов автокорреляционных функций и по первым максимумам энергетических спектров на тактах сжатия - о герметичности цилиндров. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного герметичности безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров.
В режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения непрерывно определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала модели безнаддувного двигателя за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности. Определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их центры тяжести. Определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения градиенты средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности, градиенты центров тяжести зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности.
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности, и по значениям средних значений углового ускорения за такт сжатия настроенной модели безнаддувного двигателя судят о герметичности цилиндров, а по значениям центров тяжести указанных зависимостей - о внутренних потерях безнаддувного двигателя и его цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного герметичности и внутренних потерях безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров.
Поставленная задача в устройстве решается тем, что в известное устройство дополнительно введены блок моделей, второй блок определения характеристик, второе устройство хранения и вычитания, второй блок идентификации, блок определения функций чувствительностей, блок ручного ввода констант, переключатель на две позиции и два положения, причем измерители скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, второго цифрового мультиплексора объединены в первый блок измерения характеристик, в который дополнительно введены усреднитель за цикл, усреднитель за рабочий такт и на регуляторном участке, умножитель сигналов, анализатор спектра угловых ускорений разгона, анализатор ширины спектра, блоки расчета интегральных характеристик временных зависимостей, а также динамических скоростных характеристик, анализатор спектра и фазы угловых и временных зависимостей, анализатор гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, управляемый переключатель на два положения, коррелометр, измеритель энергетического спектра, с первого по четвертый вычислители максимума, первый и второй блоки определения коэффициента неравномерности, первое и второе вычитающие устройства, в первый цифровой мультиплексор введен десятый вход.
Причем выходы датчика угловых меток 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, а 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 седьмым входом первого цифрового мультиплексора, 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 и первого цифрового мультиплексора, 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 и восьмой вход первого цифрового мультиплексора соединены с выходом формирователя команд обработки, причем 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, причем восьмой вход блока управления соединен через формирователь импульсов с датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора, причем девятый вход первого цифрового мультиплексора соединен с вторым выходом двойного цифрового дифференциатора, а выход первого цифрового мультиплексора связан с первым входом первого устройства хранения и вычитания, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий вход - с выходом формирователя команд обработки, четвертый вход - с третьим выходом вычислительного блока, а пятый вход - с вторым выходом блока управления, причем первый вход первого цифрового мультиплексора связан с первым выходом двойного цифрового дифференциатора, датчики крутящего момента, 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 третьим, четвертым, пятым и шестыми по числу цилиндров входами первого цифрового мультиплексора соответственно, второй вход первого цифрового мультиплексора соединен с первым выходом блока управления.
Причем с первого по четвертый входы первого блока определения характеристик соединены соответственно с выходами формирователя команд обработки, первого устройства хранения и вычитания, первым и вторым выходами блока управления, выход первого блока определения характеристик через переключатель на две позиции и три положения в первой позиции и первом положении соединен с пятым входом блока вывода, первый, второй и третий выходы блока моделей связаны с первым, вторым и четвертым входами второго блока определения характеристик соответственно, выход которого соединен с первым входом второго устройства хранения и вычитания, выход которого соединен с первым входом второго блока идентификации, выход которого связан с первым входом блока определения функций чувствительностей, выход последнего соединен с вторым входом блока моделей, первый вход которого соединен с выходом блока ручного ввода констант, третьи входы блока моделей, второго блока определения характеристик, второго устройства хранения и вычитания, второго блока идентификации, второй вход блока определения функций чувствительностей и вход блока ручного ввода констант связаны с первым выходом блока управления, выход второго устройства хранения и вычитания через переключатель на две позиции и три положения в первой позиции и во втором положении соединен с пятым входом блока вывода, второй вход второго блока идентификации через переключатель на две позиции и три положения во второй позиции и втором положении соединен с выходом первого блока определения характеристик, второй вход второго устройства хранения и вычитания соединен с выходом блока ручного ввода констант, выход блока определения функций чувствительностей через переключатель на две позиции и три положения в первой позиции и третьем положении соединен с третьим входом цифрового индикатора, десятый вход первого цифрового мультиплексора соединен с пятым выходом блока управления.
С первым и третьим входами первого блока определения характеристик соединены соответственно первые и третьи входы измерителей скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, усреднителя за цикл, усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, умножителя сигналов, анализатора спектра угловых ускорений разгона, анализатора ширины спектра, блока расчета интегральных характеристик временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, коррелометра и измерителя энергетического спектра, причем вторые входы измерителя скорости, измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, усреднителя за цикл, усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей, а коррелометра и измерителя энергетического спектра через управляемый переключатель в первом положении соединены с вторым входом первого блока определения характеристик, пятый вход измерителя градиента по углу поворота и четвертый вход измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени соединены с четвертым входом первого блока определения характеристик, четвертый вход измерителя градиента по углу поворота связан с вторым выходом измерителя скорости, выход измерителя скользящего среднего значения соединен с четвертым входом измерителя дисперсии или среднеквадратического отклонения, вторые входы умножителя сигналов, анализатора спектра угловых ускорений разгона, блоков расчета интегральных характеристик временных зависимостей и расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, соединены с выходом усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, выход усреднителя за цикл связан с четвертыми входами умножителя сигналов, анализатора ширины спектра, блока расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала. выход анализатора спектра угловых ускорений разгона соединен с вторым входом анализатора ширины спектра, а выход анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей - с пятым входом анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, четвертые входы коррелометра и измерителя энергетического спектра через управляемый переключатель во втором положении соединены с вторым входом, а управляемый вход переключателя - с третьим входом первого блока определения характеристик, выходы коррелометра и измерителя энергетического спектра соединены с входами первого и второго вычислителей максимумов и входами первого и второго вычитающих устройств соответственно, выходы первого и второго вычислителей максимумов соединены соответственно с входами первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров, а выходы первого и второго вычитающих устройств - с входами третьего и четвертого вычислителей максимумов, с первого по двадцать первый входы цифрового мультиплексора соединены соответственно с выходами измерителя скорости, измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, умножителя сигналов, анализатора спектра угловых ускорений разгона, анализатора ширины спектра, блока расчета интегральных характеристик временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник и фазы угловых и временных зависимостей, коррелометра и измерителя энергетического спектра, первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров, третьего и четвертого вычислителей максимумов, усреднителя за цикл, двадцать второй управляющий вход цифрового мультиплексора соединен с третьим входом первого блока определения характеристик, а выход цифрового мультиплексора является выходом первого блока определения характеристик.
Причем блок моделей содержит блоки моделей двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, турбокомпрессора, топливного насоса, регулятора скорости, безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, цифровой мультиплексор, блок модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом содержит блок расчета коэффициентов и задания начальных условий, блок настраиваемых коэффициентов, блок решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматор решений, первый и второй дифференциаторы, блок настраиваемых нелинейностей, перестраиваемый генератор гармоник, кратных частоте вращения вала, генератор нормального шума, блок входных воздействий, блок формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров, блок модели турбокомпрессора содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматор решений, блок настраиваемых нелинейностей, блок модели топливного насоса содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, расчета цикловой подачи топлива, настраиваемых нелинейностей, управляемый переключатель на два положения, блок задания перемещения рейки топливного насоса, блок модели регулятора скорости содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, входных воздействий, настраиваемых нелинейностей, управляемый переключатель на два положения, блок модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматор решений, дифференциатор, перестраиваемый генератор гармоник, кратных частоте вращения вала, блок входных воздействий.
Причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока моделей двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений, выход сумматора решений соединен с первым входом первого дифференциатора, выход первого дифференциатора связан с первыми входами второго дифференциатора и перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, с четвертыми входами блока настраиваемых нелинейностей и блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, второй вход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки связан с выходом блока входных воздействий, четвертый вход - с выходом блока настраиваемых нелинейностей, а второй вход сумматора решений - с выходом перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, выход генератора нормального шума соединен с четвертым входом сумматора решений, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки соединен с вторым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий и с первым входом блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров, выход которого связан с пятым входом блока настраиваемых нелинейностей, третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматора решений, блока настраиваемых нелинейностей, вторые входы блока входных воздействий, первого и второго дифференциаторов, перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров, вход генератора нормального шума соединены с третьим входом блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, первый вход блока входных воздействий - четвертым входом, пятый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - пятым входом, выходы сумматора решений, первого и второго дифференциаторов, перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых нелинейностей, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров являются соответственно с первого по восьмой выходами блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом.
Причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока турбокомпрессора соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений и четвертым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, выход сумматора решений соединен с вторыми входами блока расчета коэффициентов и задания начальных условий и блока настраиваемых нелинейностей, выход которого соединен с вторым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, блока настраиваемых нелинейностей и второй вход сумматора решений соединены с третьим входом блока турбокомпрессора, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, четвертый и пятый входы блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки - четвертым и пятым входами, выход сумматора решений - первым выходом, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки - вторым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - третьим выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей - четвертым выходом блока турбокомпрессора.
Причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели топливного насоса соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока расчета цикловой подачи топлива, второй вход которого соединен с выходом блока задания перемещения рейки топливного насоса, четвертый вход - с выходом блока настраиваемых нелинейностей, а пятый вход - с выходом управляемого переключателя на два положения, с которым также соединен второй вход блока настраиваемых нелинейностей, второй вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, третьи входы блока настраиваемых коэффициентов, блока расчета цикловой подачи топлива, блока настраиваемых нелинейностей и управляемый вход переключателя на два положения соединены с третьим входом блока модели топливного насоса, первые входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий и блока задания перемещения рейки топливного насоса являются первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, первое и второе положения управляемого переключателя на два положения - пятым и четвертым входами, второй вход блока задания перемещения рейки топливного насоса шестым входом, выход блока расчета цикловой подачи топлива - первым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - вторым выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей - третьим выходом блока модели топливного насоса.
Причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели регулятора скорости соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, второй вход которого соединен с выходом блока настраиваемых нелинейностей, четвертый вход - с выходом блока входных воздействий, второй вход которого соединен с выходом управляемого переключателя на два положения, вторые входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых нелинейностей, третьи входы блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, первый вход блока входных воздействий и управляемый вход управляемого переключателя на два положения соединены с третьим входом блока модели регулятора скорости, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, первое и второе положения управляемого переключателя на два положения - пятым и четвертым входами, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки - первым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - вторым выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей - третьим выходом блока модели регулятора скорости.
Причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений и первым входом перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, второй вход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки связан с выходом блока входных воздействий, второй вход сумматора решений - с выходом перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, выход сумматора решений соединен с первым входом дифференциатора и вторым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматора решений, вторые входы дифференциатора и перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, вход блока входных воздействий соединены с третьим входом блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов - вторым входом, четвертый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - четвертым входом, выход сумматора решений - первым выходом, выход дифференциатора - вторым выходом, выход перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, - третьим выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - четвертым выходом блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега.
Причем с первого по третьи входы блоков моделей двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, турбокомпрессора, топливного насоса, регулятора скорости, безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега являются с первого по третий входами блока моделей соответственно, второй выход блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с четвертым входом блока модели турбокомпрессора, с пятыми входами блока модели топливного насоса и блока модели регулятора скорости, пятые входы блоков модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и модели турбокомпрессора, четвертый вход блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега соединены с первым выходом блока модели топливного насоса, четвертый вход блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с первым выходом блока модели турбокомпрессора, шестой вход блока модели топливного насоса связан с первым выходом блока модели регулятора скорости, четвертые входы блоков модели топливного насоса и модели регулятора скорости соединены с первым выходом блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, третий вход блока моделей, седьмой и с первого по пятый выходы блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, первые выходы блока модели турбокомпрессора и блока модели регулятора скорости, второй выход блока модели топливного насоса, второй и третий выходы блока модели турбокомпрессора, второй выход блока модели регулятора скорости, с первого по четвертый выходы блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, шестой выход блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, четвертый выход блока модели турбокомпрессора, третьи выходы блока модели топливного насоса и блока модели регулятора скорости соединены с первого по двадцать первый входами цифрового мультиплексора, выход цифрового мультиплексора является первым выходом, а седьмой и восьмой выходы блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом - вторым и третьим выходами блока моделей.
Причем во второй блок определения характеристик, построенный аналогично первому блоку определения характеристик добавлено устройство временного хранения, с первого по третий входы которого соединены с первого по третий входами второго блока определения характеристик, а выход - с вторыми входами измерителя скорости, измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, усреднителя за цикл, усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, анализатора спектра угловых временных зависимостей, коррелометра и измерителя энергетического спектра через управляемый переключатель в первом положении.
Причем блок определения функций чувствительностей содержит устройство временного хранения, цифровой мультиплексор, использующие в стационарном режиме и переходе из одного стационарного режима в другой непосредственно уравнения динамики моделей двигателей, топливного насоса, регулятора скорости и турбокомпрессора, определители градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей, составляющих углового ускорения коленчатого вала по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам и по параметрам нелинейностей, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, а также по параметрам нелинейностей, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени и по параметрам нелинейностей, в этих же условиях определители градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянная времени, определитель градиентов гармоник углового ускорения, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определитель градиентов спектров автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определитель градиентов энергетических спектров и автокорреляционных функций угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определитель градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала по параметрам нелинейностей, определитель градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определитель градиентов скользящего среднего значения, дисперсии или средне-квадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определитель градиентов смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик по параметрам коэффициента усиления и постоянной времени.
Причем в блоке определения функций чувствительностей первые и третьи входы, а вторые входы через устройство временного хранения, устройства временного хранения, использующие в стационарном режиме и переходе из одного стационарного режима в другой непосредственно уравнения динамики моделей двигателей, топливного насоса, регулятора скорости и турбокомпрессора, определителей градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей, составляющих углового ускорения коленчатого вала по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам и по параметрам нелинейностей, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, а также по параметрам нелинейностей, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени и по параметрам нелинейностей, в этих же условиях определителей градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянная времени, определителя градиентов гармоник углового ускорения, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов спектров автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определителя градиентов энергетических спектров и автокорреляционных функций угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала по параметрам нелинейностей, определителя градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определителя градиентов смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определителя градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик по параметрам коэффициент усиления и постоянная времени соединены соответственно с первого по третий входами блока определения функций чувствительностей, с первого по двадцать девятый входы цифрового мультиплексора соединены соответственно с выходами определителей градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей, составляющих углового ускорения коленчатого вала по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам и по параметрам нелинейностей, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, а также по параметрам нелинейностей, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени и по параметрам нелинейностей, в этих же условиях определителей градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянная времени, определителя градиентов гармоник углового ускорения, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов спектров автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определителей градиентов энергетических спектров и автокорреляционных функций угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала по параметрам нелинейностей, определителя градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определителя градиентов смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определителя градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик по параметрам коэффициент усиления и постоянная времени, тридцатый вход цифрового мультиплексора соединен с третьим входом блока определения функций чувствительностей, а выход цифрового мультиплексора является выходом блока определения функций чувствительностей.
Измеритель скорости содержит цифровой дифференциатор с усреднением, измерители экстремумов и временного интервала, генератор тактовых импульсов, причем выход цифрового дифференциатора с усреднением является вторым выходом измерителя скорости и соединен через измеритель экстремумов с первым входом измерителя интервала, второй вход которого связан с генератором тактовых импульсов, а выход является первым выходом измерителя скорости, первый, второй и третий входы цифрового дифференциатора с усреднением являются с первого по третий входами измерителя скорости, измеритель градиента по углу поворота содержит делительное устройство с усреднением, измерители экстремумов и углового интервала, причем выход делительного устройства с усреднением соединен через измеритель экстремумов с первым входом измерителя углового интервала, второй вход которого является пятым входом измерителя градиента по углу поворота, а выход - выходом измерителя градиента, с первого по четвертый входы делительного устройства с усреднением являются соответственно с первого по четвертый входами измерителя градиента по углу поворота, измеритель дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала содержит измерители закона по числу импульсов и по угловым интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов и ширины между экстремумами, с первого по третий усреднители по углу в заданном интервале, причем выходы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов и первым входом измерителя ширины между экстремумами, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремумов и выход измерителя ширины между экстремумами соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале, а выход является выходом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, причем выход измерителя экстремумов соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами, первые входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам являются вторым входом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, третьим входом которого являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель дифференциального закона распределения вероятностей по времени содержит измерители закона по числу импульсов и по временным интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов и ширины между экстремумами, с первого по третий усреднители по времени в заданном интервале, причем выходы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов и первым входом измерителя ширины между экстремумами, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремумов и выход измерителя ширины между экстремумами соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале, а выход является выходом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени, причем выход измерителя экстремумов соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами, первые входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам являются вторым входом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени, третьим входом которого являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени содержит измерители двумерного закона по числу импульсов и по интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремальной поверхности и площади между экстремальной поверхностью, с первого по третий усреднители в заданном интервале, причем выходы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремальной поверхности и первым входом измерителя площади между экстремальной поверхностью, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремальной поверхности и выход измерителя площади между экстремальной поверхностью соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей в заданном интервале, а выход является выходом измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, причем выход измерителя экстремальной поверхности соединен с вторым входом измерителя площади между экстремумами, первые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам являются вторым входом измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, третьим входом которого являются вторые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени содержит усреднитель по множеству, цифровой сглаживающий фильтр, схему сравнения кодов, измеритель интервала, схемы ИЛИ и И, генератор тактовых импульсов, причем выход усреднителя по множеству соединен через цифровой сглаживающий фильтр и схему сравнения кодов с первым входом измерителя интервала, второй вход которого связан с выходом схемы ИЛИ, а выход является выходом измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, первый и второй входы схемы ИЛИ соединены соответственно с выходом схемы И и выходом генератора тактовых импульсов, вход которого связан с первым входом схемы И и третьим входом усреднителя по множеству и является третьим входом измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, второй вход схемы И является четвертым входом, а первый и второй входы усреднителя по множеству -первым и вторым входами измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени.
Кроме того, 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 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.
Перечень зависимостей и схем по способу и устройству.
Фиг. 1. Зависимости силовых компрессионной K1(φ) и индикаторной S1(φ) функций вихрекамерных ДВС при различной степени сжатия cсж: а - кривые 1 - cсж = 12; 2 - cсж = 14; 3 - cсж = 16; 4 - cсж = 20; б - кривые 1 - cсж = 14; 2 - cсж = 16 3 - cсж = 20.
Фиг. 2: Зависимости компрессионной K1+(φ), индикаторной S1(φ) функций и индикаторного момента 
Фиг. 3. Формирование углового ускорения ДВС компоновки 4-Р.
Фиг. 4. Формирование углового ускорения ДВС в разгоне при идентичности цилиндров и отсутствии составляющей трения.
Фиг. 5. Структурная схема ДВС, форсированного газотурбонаддувом.
Фиг. 6. Зависимости крутящих моментов турбины МТб(ωк) и компрессора Мк(ωк) от частоты вращения ротора ωк (а) и параметра πк=f(Gк, ωк) от подачи воздуха компрессором во впускной коллектор и ωк (б).
Фиг. 7. Зависимости цикловой подачи топлива от частоты вращения вала топливного насоса (а) и перемещения органа топливоподачи (б).
Фиг. 8. Зависимости подачи отработавшего газа Gг и расхода газа через турбину GT от давления газов перед турбиной.
Фиг. 9. Структурная схема решений первого (а) и второго (б) уравнений (14).
Фиг. 10. Структурная схема решений первого уравнения ДВС без наддува (8) при независимости моментов от угла поворота коленчатого вала и Мнг=0 (а) и при учете переменности моментов (б).
Фиг. 11. Структурная схема решения уравнения (17) по воздействию 
Фиг. 12. Структурная схема решения уравнения (22) по воздействию
Фиг. 13. Динамические скоростные характеристики (ДСХ) свободного разгона для ускорения коленчатого вала 
и мощности 
(а), интегральные характеристики ДСХ, т.е. их центры тяжести (б).
Фиг. 14. Диаграммы логарифмических амплитудных спектров средних за цикл значений динамической эффективной мощности, соответствующие различным тракторным двигателям (кривые 1 - 
; 2 - 
; 3 - 
; 4 - 
) при достижении ими в разгоне без нагрузки номинальных частот вращения.
Фиг. 15. Информативные гармоники амплитудных спектров мгновенных значений углового ускорения коленчатого вала двигателя компоновки 4-Р (4×13/14) в стационарном режиме при различной мощности двигателя (∧ - номинальная, × - половинная, ● - 0,1 номинальной) на номинальной частоте вращения при неравномерности вращения вала: а - нормальной; б - предельной; ♦ - гармоники при одном неработающем цилиндре.
Фиг. 16. Параметры и характеристики нелинейностей.
Фиг. 17. Эквивалентные амплитудная и фазовая характеристики нелинейных звеньев (фиг. 16)
Фиг. 18. Преобразование нелинейностями нормального дифференциального закона распределения вероятностей случайного процесса.
Фиг. 19. Нормированные автокорреляционная функция и энергетический спектр треугольного импульса.
Фиг. 20. Автокорреляционная функция и энергетический спектр неуравновешенной 2-й гармоники частоты вращения двигателя компоновки 4-Р.
Фиг. 21. Автокорреляционная функция и энергетический спектр суммы треугольного импульса и неуравновешенной 2-й гармоники частоты вращения двигателя компоновки 4-Р.
Фиг. 22. Энергетический спектр и автокорреляционная функция бесконечной последовательности равноотстоящих некоррелированных импульсов цилиндров.
Фиг. 23. Энергетический спектр и автокорреляционная функция пачки N равноотстоящих некоррелированных импульсов цилиндров.
Фиг. 24. Энергетический спектр и автокорреляционная функция пачки N равноотстоящих коррелированных импульсов цилиндров.
Фиг. 25. Упрощенная одномерная схема непрерывной настраиваемой модели объекта экспертизы.
Фиг. 26. Структурная схема решения уравнения (80) для определения величин 
.
Фиг. 27. Структурные схемы определения функций чувствительности ДВС по параметрам 
и 
(а) и регулятора скорости по параметрам Tk и υ (б).
Фиг. 28. Определение функций чувствительности по двум параметрам с помощью градиентного дискретного метода.
Фиг. 29. Функциональная схема экспертной системы.
Фиг. 30. Функциональная схема первого блока определения характеристик.
Фиг. 31. Функциональная схема блока моделей.
Фиг. 32. Функциональная схема второго блока определения характеристик.
Фиг. 33. Функциональная схема блока определения функций чувствительностей.
Фиг. 34. Функциональная схема измерителей скорости (а) и градиента по углу поворота (б).
Фиг. 35. Функциональная схема измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала
Фиг. 36. Функциональная схема измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени.
Фиг. 37. Функциональная схема измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени.
Фиг. 38. Функциональная схема измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени.
Фиг. 39. Функциональная схема блока управления.
Фиг. 40. Функциональная схема вычислительного блока.
Фиг. 41. Функциональная схема устройства моделирования функций K(φ) и S(φ) в блоке моделей (в блоке расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом) ДВС компоновки 4-Р: а - стуктурная схема; б и в - функциональные схемы устройств моделирования суммарных функций KΣ(φ) и SΣ(φ); г и д - зависимости функций |K(φ)| и S(φ) вихрекамерного двигателя 4×13/14; е и ж - зависимости функций KΣ(φ) и SΣ(φ) при отклонении от номинального значения одного из цилиндров.
Настраиваемая модель реализует известные из теории уравнения ДВС в моментах:
где 
- моменты: инерции, индикаторный, газовая и компрессионная составляющие индикаторного момента, трения, нагрузки, инерционный, инерционный остаточный; ω, ε - угловые скорость и ускорение коленчатого вала; 
- составляющие ускорения: компрессионная, газовая, термодинамическая, инерционная переменная неуравновешенная, инерционная остаточная, трения в цилиндропоршневых группах εT1 и в остальных сопряжениях ε0 T ДВС, нагрузки); φ - угол поворота коленчатого вала (ПКВ); ψ - перемещение органа топливоподачи (ход рейки топливного насоса); fнаг - сила нагрузки; ξm - угол сдвига по фазе между индикаторными моментами отдельных цилиндров согласно диаграмме распределения вспышек; ζm - угол сдвига по фазе между инерционными составляющими отдельных цилиндров согласно их компоновки; iц - число цилиндров.
Для каждого из цилиндров составляющие полного ускорения:
где εц - ускорение коленчатого вала, вызванное работой одного цилиндра (для упрощения в дальнейшем - ускорение цилиндра); Vц - рабочий объем цилиндра двигателя; рс - давление сжатия; 
r и L - радиус кривошипа и длина шатуна; γсж - степень сжатия; n и q - средние значения показателей политроп сжатия и расширения; ρi - степень предварительного расширения продуктов сгорания;
Функции K(φ) и S(φ) для всего множества, например, вихрекамерных ДВС при различных значениях политроп сжатия и расширения могут быть аппроксимированы набором кривых, зависящих только от степени сжатия cсж (фиг. 1; фиг. 2 для двигателя 4×13/14 
;
- положительная ветвь функции K(φ); a
к, a
s, bк, bs - константы.
В стационарном режиме полной нагрузки, а также в свободном разгоне и выбеге полное ускорение коленчатого вала ДВС:
Изменение ускорений εц цилиндров отражает неравномерность работы цилиндров, а в выбеге при низких частотах вращения - герметичность отдельных цилиндров. На фиг. 3 показано формирование ускорения ДВС компоновки 4-Р, а на фиг. 4 - в разгоне (при идентичности цилиндров и отсутствии составляющей трения).
При этом в окрестности квазистатического режима ω=ω*j; ψ=ψ*j; φ=φ*j; fнаг=fнаг*j нелинейное уравнение (1) можно линеаризовать, применяя метод малых отклонений. После нормировки уравнения собственно двигателя, регулятора скорости, турбокомпрессора (ТКР) при автономном газотурбонаддуве, топливоподающей аппаратуры, впускного и выпускного коллекторов (фиг. 5):
где
Тз и φз - интервал времени и угол опережения подачи топлива;
φm - постоянная для данного ДВС величина;
z - перемещение муфты центробежного регулятора скорости;
αp - настройка центробежного регулятора скорости: αp=Δψ/ψном;
Tr, Tк - постоянные времени: массы и демпфера регулятора скорости;
υ - коэффициент неравномерности (статизма) чувствительного элемента;
kα - коэффициент усиления регулятора скорости;
γ - передаточное число;
для ДВС с газотурбонаддувом:
Hu - теплотворная способность топлива; ηе - эффективный КПД двигателя;
αв - коэффициент избытка воздуха; ηv - коэффициент наполнения цилиндра;
τд - тактность двигателя (для 4-тактного ДВС τд=2); l0 - количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива; ρк - плотность сжатого воздуха; ωк - угловая скорость ротора турбокомпрессора, рад/с; 
; PK - давление наддува; 
; PTб - давление газов перед турбиной; 
; РKном и РТб ном - давления при полной нагрузке и ω=ωном;
(gц - цикловая подача топлива); Ттк - постоянная времени ТКР: 
- момент инерции ротора ТКР; Fк=(∂Мк/∂ωк)-(∂МТб/∂ωк) - фактор устойчивости ТКР; МTб и Mк - крутящий момент турбины и момент сопротивления компрессора (нагнетателя); 
- постоянные коэффициенты, связывающие конструктивные параметры ДВС, топливного насоса и ТКР; для двигателя без наддува kp=0.
Уравнение ТКР в (8) можно представить также в виде:
Для расчета коэффициентов в уравнениях (1), (8) и (9) используются известные из теории ДВС зависимости. Например, для вихрекамерных дизельных двигателей компоновки 4-Р:
где mr2 - момент инерции вращающихся частей шатуна и кривошипа; ре и pT - давления эффективное и внутренних потерь, кг/см2; hm=0,8; pa=0,875 кг/см2; Ne - эффективная мощность, кВт; ge, Gч и Gc - удельный (г/кВт), часовой (кг/ч) и секундный (кг/с) расходы топлива; зависимости МTб(ωк) и Мк(ωк) имеют вид (фиг. 6,а); Ga - подача воздуха из атмосферы (фиг. 5); Gг - подача отработавшего газа; Gвых - поток газа, выпускаемый в атмосферу; Gд - подача воздуха в цилиндры; Gк - подача воздуха компрессором во впускной коллектор и находится из зависимости πк=f(Gк, ωк), показанной на фиг. 6,б, где кривые 1…4 - Gд, кривые 5…8 - Gк, (a
к, bк - постоянные величины); nk - показатель политропы сжатия; πк=Pк/P0; P0, Т0 - давление и температура воздуха окружающей среды; R - газовая постоянная; ηмк - механический коэффициент полезного действия компрессора; GT - расход газа через турбину; kT - показатель адиабаты; ηT - эффективный (мощностный) коэффициент полезного действия турбины; РTk, ТTk - давление и температура газов на входе в турбину; ηT - коэффициент наполнения двигателя; ϕа - коэффициент продувки; 
; зависимости gц (ω, ψ) показаны на фиг. 7 (на фиг. 7, ψ6>ψ5>…, на фиг. 7,б линии 1…6 соответствуют ωнac6>ωнac5>…); зависимости GT(РTб) и Gг(РTб) показаны на фиг. 8; для механических всережимных регуляторов скорости (например, типа УТН) значения коэффициентов определяются по формулам:
Для двигателя с автономным газотурбонаддувом совместное уравнение ДВС и турбокомпрессора (8) можно представить в виде (без учета изменения моментов по углу ПКВ):
Для двигателя с автономным газотурбонаддувом совместное уравнение ДВС (8) и турбокомпрессора (9) с учетом изменения моментов по углу ПКВ можно представить в виде:
Если воздействия 
При нулевых начальных условиях, объединив уравнения (8) и применив символ дифференцирования p=d/dt, в разгоне для системы автоматического регулирования скорости безнаддувного ДВС (в силу инерционности наддува ДВС с автономным газотурбонаддувом можно рассматривать как безнаддувный, при экспертизе состояния регулятора зависимость моментов от угла не используется) имеем:
где
В силу принципа суперпозиции уравнение (13) можно представить в виде двух отдельных уравнений:
В свободном разгоне динамика описывается первым уравнением в (14). Ступенчатое задающее воздействие 
, т.е. осуществляется настройка регулятора на требуемый скоростной режим. Вводя вспомогательную переменную и, (текущие значения на выходах интеграторов, 1/р - символ интегрирования), на входах интеграторов имеем рui (i=1, 2, 3), первое уравнение представим в форме (фиг. 9,а):
Переходный процесс 
находится путем численного интегрирования (15) при нулевых начальных условиях u1(0)=0, u2(0)=0, u3(0)=0. Второе уравнение системы (14) в такой же форме, как (15) (фиг. 9,б):
где 
Так как первое уравнение системы (14) с переменными коэффициентами, зависящими от угла ПКВ (или времени), то
На безрегуляторном участке скоростной характеристики первое уравнение ДВС без наддува в (8) можно представить аналогично (15) при независимости моментов от угла ПКВ и Мнг=0 (фиг. 10,а):
где
В силу принципа суперпозиции при работе двигателя в этом режиме под нагрузкой 
Результирующее решение получится путем алгебраического суммирования решений по воздействиям 
В режиме свободного разгона при 
где
При работе двигателя в этом режиме под нагрузкой после указанной замены уравнение (17) и схема (фиг. 10,а) будут также справедливы при замене
Структурная схема уравнения турбокомпрессора (9) по воздействию
На безрегуляторном участке скоростной характеристики уравнение ДВС с автономным газотурбонаддувом (12) с учетом изменения моментов по углу ПКВ аналогично (13)-(16) по воздействиям
Структурная схема уравнения (20) по воздействию
В силу принципа суперпозиции структурная схема уравнения (20) по воздействию
На безрегуляторном участке скоростной характеристики уравнение ДВС с автономным газотурбонаддувом (11) без учета изменения моментов по углу ПКВ аналогично (19)-(20) воздействиям
где
Структурная схема уравнения (22) по воздействию
В силу принципа суперпозиции структурная схема уравнения (22) по воздействию
Решение уравнения центробежного регулятора скорости (8) проводится аналогично (22), (23) и фиг. 12 при замене 
.
Расчет переходных процессов нелинейного параметрического уравнения модели ДВС (1) в стационарном режиме, в разгоне и выбеге связан с большими затратами времени. Поэтому можно находить по отдельности решение линеаризованных уравнений динамики (8)-(23). В этом случае расчет переходных процессов модели ДВС, в том числе под нагрузкой, заключается в интегрировании этих уравнений при определенных воздействиях на входе (в частности, ступенчатом). Сущность методики интегрирования заключается в следующем. Весь переходный процесс ω(t) (в том числе в стационарном режиме) разбивается на 
интервалов Δω изменения от ω*j=0(t)=ω*нач(t)=ω*уст min(t) в случае начала переходного процесса двигателя от минимально устойчивой частоты вращения до максимальной ω*max (в общем случае значение ω*нач(t) может быть любым в пределах от ω*уст min(t) до ω*mах). Значение сортах определяется, в случае отсутствия регулятора скорости, максимально возможной устойчивой частотой двигателя, а в случае работы ДВС с регулятором скорости - равновесным значением ω0 начала срабатывания регулятора, с некоторым превышением этой частоты, которое определяется неравномерностью регулятора (его статической погрешностью). Переходный процесс в интервале Δω1=ω*1(t)-ω*нач(t) в окрестности точки ω*нач(t) строится с помощью линеаризованного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами, которые определяются для условий работы ДВС в квазистатическом режиме ω*нач (φ*нач(t)):
Начальные условия переходного процесса определяются в виде совокупности значений (при t=0):
После интегрирования (24) строится часть переходного процесса в интервале от ω*нач(t) до ω*1(t). Если ω*ном(t) принять в качестве базовой угловой скорости равновесного режима, то интервал Δω можно определить в безразмерных координатах. Так как в начальный момент времени при t=0 имеем Δω=0, то 
В конце интервала интегрирования (в первой точке) имеем (φнач в общем случае может быть не равно нулю):
В точке 1 вновь подсчитываются коэффициенты уравнения (а
3)*1, (а
2)*1, …, соответствующие 
и 
, и далее переходный процесс строится с помощью дифференциального уравнения:
Коэффициенты этого уравнения остаются постоянными на втором участке переходного процесса Δω2=ω*2(t)-ω*1(t). Начальные условия для второго участка переходного процесса соответствуют конечным значениям переходного процесса на предыдущем участке:
Следовательно, создается цепочка решений всего переходного процесса
Таким образом, решения уравнений (24) и (25) "припасовываются" одно к другому как по значениям 
При расчете коэффициентов уравнения необходимо выбирать шаг по углу поворота с таким расчетом, чтобы не допустить значительной погрешности расчета коэффициентов, но получить устойчивое решение во всем диапазоне изменения аргументов. В нашем случае определяющей зависимостью при выборе шага является функция S(φ), ее первая и вторая производные. При этом на самом крутом участке этой функции должно быть взято не менее десяти точек. Для всех двигателей шаг по углу ПКВ должен быть не менее H(φ)=0,1·20°=2°, что соответствует при максимальной частоте вращения ωmах=200 рад/с шагу по времени Ht=Hφ/ωmax=1,75·10-5 с. Этот шаг можно несколько увеличить с учетом того, что наибольшая точность интегрирования требуется при ωmin<ωнoм<ωmax. При необходимости учитывать более высокочастотные процессы (например, жесткость работы цилиндров) шаг интегрирования должен определяться исходя из скорости изменения этих процессов. Другая возможность уменьшения времени расчета заключается в изменении масштаба по времени реального переходного процесса.
При экспресс-экспертизе используются динамические скоростные характеристики (ДСХ) свободного разгона и выбега ДВС 
и 
, а также интегральные характеристики ДСХ (фиг. 13):
Интегральные показатели ДСХ в режиме выбега получаются по (26) при замене 
на 
Угол φоп определяется по значению отклонения частоты /4/, при которой 
от номинальной 
. Смещение интегральных показателей 
(центров тяжести) относительно эталонной зоны свидетельствуют о появлении той или иной неисправности (фиг. 13, б). Например, смещение вверх кривой 2 относительно кривой 1 нормального состояния и соответствующей кривой 2 точки с координатами 
за пределы зоны с центром 
, соответствующей кривой 1, свидетельствует о завышенном расходе топлива, точки 
влево - о позднем угле φоп (кривая 3), точки 
вправо - о раннем угле φоп (кривая 4). Увеличение 
, а степень неравномерности регулятора δр - по максимальному значению первой отрицательной полуволны 
В свободном разгоне (первое уравнение в системе (14)) величины (27) примут вид:
Аналогично можно получить выражения для εц и ε2 д.
Для всего переходного процесса разгона или выбега можно получить усредненные интегральные характеристики:
где N - количество квазистатических режимов 
При последовательном соединении двух звеньев (например, топливный насос - ДВС) и аналогично, разбивая по принципу декомпозиции объект экспертизы на m последовательно соединенных звеньев, интегральные характеристики которых известны, можно определить результирующие интегральные характеристики всего соединения:
В режиме свободного разгона на безрегуляторном участке 
ДСХ и интегральные характеристики каждого отдельного цилиндра могут быть получены аналогично при замене в (26)-(30) значений 
Исходя из уравнения динамики ДВС рассмотренные интегральные показатели ДСХ в разгоне могут служить оценкой зависимости 
(τД - тактность ДВС), интегральные показатели ДСХ 
в выбеге - оценкой 
или 
, а суммы 
- оценкой 
или 
. Также можно оценить зависимость 
; 
; 
; 
; 
. При этом можно находить интегральные показатели ДСХ, полученные для динамических мощности 
и расхода топлива 
. Для упрощения расчетов можно использовать нормированную ДСХ 
и др. Эти зависимости справедливы также для каждого отдельного цилиндра при замене значений
Так как зависимость мощности ДВС от частоты вращения имеет более резкий максимум, чем зависимость крутящего момента от частоты вращения, то целесообразно также определить динамическую мощность. При измерении динамической эффективной мощности отдельных цилиндров и ДВС в целом проводится в свободном разгоне скользящее усреднение по времени или по углу ПКВ в течение цикла работы двигателя в окрестности определенной частоты вращения 
При экспертизе используются также амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) объекта экспертизы. Так как для уравнения (8) справедлив принцип суперпозиции, то АЧХ ДВС можно определить в стационарном режиме полной нагрузки, при переходе с одного стационарном режима полной нагрузки на другой, при свободных разгоне и выбеге по спектрам процессов 
, 
или 
с последующим нахождением результирующего спектра путем нахождения среднего арифметического отсчетов спектров, измеренных при каждом значении 
Решение уравнения (8) в свободном разгоне, а также зависимости для углового ускорения и динамической мощности (в окрестности квазистатического режима 
где в силу принципа суперпозиции 
Если в (8) не учитывается изменения по углу ПКВ, то АЧХ безнаддувного ДВС (спектр сигнала
В силу принципа суперпозиции АЧХ ДВС по всем указанным воздействиям могут быть просуммированы.
Амплитудно-частотный спектр амплитуд динамической мощности (32), (33) двигателя по воздействию .
где
Для наглядности можно использовать логарифмический спектр динамической мощности Ne(t) в дБ:
Логарифмический спектр LN можно представить приближенно в виде трех прямых: при Ω≤Ω1 - параллельной оси абсцисс; при Ω1<Ω<Ω2 - идущей с наклоном -20 дБ /декаду; при Ω≥Ω2 - идущей с наклоном -40 дБ/декаду; здесь Ω1=1/T1, Ω2=2/T1 (фиг. 14). Спектр LN полностью (и его ширина по уровню 0,707, т.е. при частоте Ω2) характеризуется средними значениями параметров двигателя и отражает его техническое состояние (при отклонении параметров двигателя от номинальных значений). Так, например, при Ω≈0 максимальное значение амплитудного спектра соответствует среднему значению мощности двигателя при установившемся режиме. С ростом T1 спектр сужается, что при 
характеризует градиент изменения эффективного момента по угловой скорости, а при известной скорости изменения внутренних потерь - о градиенте изменения индикаторного момента или его индикаторной диаграммы. Сравнивая динамические спектры HN (или LN) и их ширину при определенных значениях 
где 
Появление выбросов в спектре Нвп и Lвп на отдельных частотах (особенно в области низких частот вращения) свидетельствует о наличии нелинейностей, т.е. наличие у ДВС сухого трения или больших люфтов (износов). Расширение спектра также свидетельствует об увеличении общей мощности потерь.
Аналогично можно получить спектры динамической мощности (32) по воздействиям или заменив в (34) 
на 
или на 
. В силу принципа суперпозиции АЧХ ДВС (34) по всем указанным воздействиям могут быть просуммированы.
При учете зависимости моментов от угла ПКВ АЧХ безнаддувного ДВС для угла ПКВ 
по воздействию имеет вид:
а для 
При заменах, аналогичных для (33) можно получить АЧХ ДВС (35) и (36) по всем указанным воздействиям при каждом значении со, которые могут быть затем просуммированы.
АЧХ турбокомпрессора, определяемая по спектру угловой скорости:
где 
; kk=cψ/kтк - по воздействию ; kк=cpк/kтк по воздействию 
; kк=cω/kтк по воздействию 
.
АЧХ центробежного регулятора скорости, определяемая на регуляторном участке по спектру 
при воздействии 
:
АЧХ центробежного регулятора скорости при фиксированной настройке (при воздействии 
) в числителе (38) 1 заменяется на kα.
АЧХ ДВС с автономным газотурбонаддувом (11) по воздействию 
, определяемая по спектру угловой скорости, равна:
Аналогично можно получить АЧХ по воздействию 
при замене в (39) θr/kдн на θf/kдн.
При определении неравномерности работы цилиндров в зависимости от компоновки и числа цилиндров ДВС в спектре углового ускорения по уравнению (35)
используются гармоники, кратные частоте вращения коленчатого вала с кратностью к=0,2; 0,5; 1; 1,5; 2…8 (фиг. 15, /1/).
В процессе эксплуатации двигателя происходит старение и износ сопрягающихся поверхностей, а также разрегулировка топливоподающей системы и регулятора скорости. Это приводит к появлению существенных нелинейностей типа «сухое трение» («идеальное реле») при жесткой работе двигателя, «зона нечувствительности» при увеличении зазоров в подшипниковых узлах, «люфт» при износе поверхностей цилиндропоршневой группы. При этом уравнения динамики (1) станут существенно нелинейными и в правую часть этого уравнения добавляются (вычитаются) соответствующие моменты. Из правой части дифференциального уравнения двигателя (1) вычитаются момент жесткости Mж=kжsign(φ-ξт) на активных участках 
или функций S(φ) или ускорения 
, характеризующих нелинейности типа «сухое трение» (на фиг. 16 kж=a или b), момент Мц=fц(φ) или εИН~(φ), характеризующий нелинейности типа «люфт» (зависимость представлена на фиг. 16, где ξ - угол ПКВ в области перекладки поршня), момент Mз=fз(φ) или εТ(φ), характеризующий нелинейности типа «зона нечувствительности» (зависимость представлена на фиг. 16, где ξ - угол ПКВ). Аналогично моменты нелинейностей типа «сухое трение» и «зона нечувствительности» могут добавляться в уравнения (1) турбокомпрессора, регулятора скорости и топливного насоса (при этом на фиг. 16 ξ - частота вращения). При решении линеаризованных уравнений (8)…(12) вводится нормировка указанных моментов нелинейностей по углу ПКВ или угловой скорости: при зависимости их от угла ПКВ моменты умножаются на коэффициент φном/Ме ном, а при зависимости их от угловой скорости - на коэффициент ωном/Ме ном. При этом в схемах (фиг. 9 … фиг. 12) заменяются соответствующие коэффициенты: например, в уравнении ДВС (18) и схеме (фиг. 10,б) коэффициент a
0=kφ заменятся на а
0=kφ+(φном/Ме ном)(Мж+Мц+Мз), где зависимости моментов от угла ПКВ представлены на фиг. 16, которые в уравнении ДВС (18) подставляются в соответствующих зонах по углу, в уравнении ТКР (17) и схеме (фиг. 10,а) коэффициент a
0=kтк заменятся на a
0=kтк+(ωном/Ме ном)(Мц+Мз), коэффициент a
0=kтк заменятся на a
0=kтк+(ωном/Ме ном)(Мц+Мз) регулятора скорости (22), (23) и схеме (фиг. 12) коэффициент а
0=υ заменятся на а
0=υ+(ωном/Ме ном)(Мц+Мз), в уравнении ТН (8) коэффициент θн заменятся на θн=θн+(ωном/Ме ном)(Мц+Мз), в уравнении ДВС в свободном разгоне и выбеге (19) и схеме (фиг. 10,а) коэффициент a
0=βд заменятся на а
0=βд+(ωном/Ме ном)(Мж+Мц+Мз), где зависимости моментов от угловой скорости представлены на фиг. 16. На фиг. 16 четвертая и пятая колонки показывают преобразование нелинейностями входного синусоидального сигнала с частотой Ω, которым в первом приближении можно аппроксимировать силовые индикаторную и компрессионную функции и соответствующие составляющие углового ускорения коленчатого вала.
Известно, что в замкнутой системе управления (фиг. 5) при наличии в ней существенных нелинейностей возникают (генерируются) автоколебания, частота и уровень которых определяются видом статической характеристики нелинейного элемента и значением амплитуды этой характеристики. Также в стационарном режиме работы под нагрузкой непрерывно (в том числе случайным образом) происходит замыкание того или иного или всех вместе контуров управления ДВС (фиг. 5), 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. Эти положения используются для обнаружения и классификации нелинейных элементов, возникших в ДВС, ЦРС, топливном насосе и турбокомпрессоре при изменении их технического состояния.
Эквивалентные комплексные частотные характеристики (КЧХ) нелинейных двухзначного («люфта») и однозначного («сухое трение», «зона нечувствительности») звеньев соответственно /2/:
где q(A), µ(А) - эквивалентные амплитудная и фазовая характеристики нелинейных звеньев (фиг. 15): А - амплитуда сигнала; 
; µ(А)=arctg[b(A)/а(А)], при этом для однозначных нелинейностей b(А)=0 и q(A)=a(A); µ(А)=0.
Характеристическое уравнение замкнутой нелинейной системы:
где W(jΩ) - КЧХ линейной части системы: W(jΩ)=H(Ω)еjθ(Ω); H(Ω) и θ(Ω) - амплитудная и фазовая частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) линейной части разомкнутой системы: для контура регулирования ДВС-ЦРС 
; для контура регулирования ДВС - топливный насос 
, 
для контура регулирования ДВС - турбокомпрессор 
.
Постоянная времени ДВС является функцией частоты вращения вала. Например, для вихрекамерных дизелей
где
Следовательно, необходимо определять Тд на каждом шаге в окрестности определенного значения 
В контуре регулирования возникнут колебания только при выполнении условия гармонического баланса (одновременного баланса амплитуд и баланса фаз). После подстановки в (42) J(A) и W(jΩ) это условие запишется в виде:
Для удобства графического представления условие (43) можно записать в виде:
Одновременность выполнения условий (43) и (44) графически выражается в том, что точки пересечения амплитудных характеристик H(Ω) и 1/q(A), а также фазовых характеристик θ(Ω) и ρ={-π-µ(A)}, лежат на одной вертикали, или для логарифмических характеристик: точки пересечения характеристик Lт=20lgH(Ω) и La=20lg[1/q(A)], а также θ(Ω) и ρ={-π-µ(А)}, лежат на одной вертикали. В системе с однозначной нелинейностью θ(Ω)=-π.
АЧХ и ФЧХ линейной части ДВС определяются на безрегуляторном участке скоростной характеристики при скачкообразном воздействии 
и Мнг=0 или при 
и 
по формулам:
где
; x(t) - кривая переходного процесса (выходного процесса ДВС, например, среднего за цикл значения угловой скорости 
АЧХ топливного насоса определяется аналогично по формулам (45), 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 (45), в которых в качестве x(t) выступает перемещение z(t) рейки топливного насоса. АЧХ и ФЧХ турбокомпрессора также определяются по формулам (45), только в качестве x(t) используется давление наддува PK или среднее за цикл значение угловой скорости 
Спектры и соответственно АЧХ (33)-(44) могут быть получены с применением стандартного спецвычислителя, реализующего (45), или прямое преобразование Фурье от процессов ω(t), ε(t), Ne(t).
Из-за разброса параметров впрыскивания и сгорания топлива мгновенные значения крутящего момента и углового ускорения от цикла к циклу являются случайными величинами. Однако в каждом цикле работы двигателя содержатся детерминированные составляющие крутящего момента и углового ускорения от неуравновешенных и остаточных сил инерции. Уровень этих составляющих (особенно у двигателей компоновки 4-Р) значительно выше уровня указанного случайного процесса. Поэтому для идентификации нелинейностей целесообразно в модели из рассчитанных процессов крутящего момента и углового ускорения вычесть среднее значение инерционной составляющей, полученное по множеству циклов (в том числе на номинальной частоте вращения ДВС). Присутствие квазидетерминированных составляющих от сил сгорания топлива (описываемых усредненными значениями S(φ) и εi(φ)) и компрессионных сил приводит к необходимости рассматривать рабочие процессы двигателя как нестационарные случайные процессы (в стационарном режиме и в режиме разгона), состоящие из суммы этих квазидетерминированных составляющих и нормального случайного процесса (в силу множества факторов, влияющих на рабочие процессы ДВС). Достоверное моделирование таких процессов и определение их параметров может быть обеспечено только при обработке множества (ансамбля) реализации путем генерирования нормального случайного процесса и его суммирования с квазидетерминированными составляющими от сил сгорания топлива и компрессионных сил. При дискретизации процессов по времени и углу поворота вала (по фазе) для нахождения среднего значения каждая ордината должна усредняться по множеству. Возможно также последующее усреднение на заданном временном или угловом интервалах. Определение законов распределения вероятностей подобных процессов проводится путем анализа множества (ансамбля) реализации на каждом шаге дискретизации по времени или по углу. Возможно также последующее нахождение этих законов, усредненное на заданном временном или угловом интервалах.
Уравнения динамики (8)-(22) можно представить в виде - полиномов Qn(p) и Рm(р) степени n и m:
Энергетический спектр и автокорреляционная функция процесса y(t):
В режиме свободного разгона безнаддувного ДВС при, Мнг=0 и усреднении параметров за цикл (т.е. при зависимости Me только от ω и ψ) энергетический спектр и автокорреляционную функцию процесса 
или 
, ξ(t) - квазибелый шум, энергетический спектор которого 
:
где согласно (19) 
или 
; 
- дисперсия процесса
Энергетический спектр и автокорреляционная функция процесса 
или 
и замене 
или 
.
Энергетический спектр и автокорреляционная функция процесса 
или 
, ξ(t) - квазибелый шум, энергетический спектр которого 
:
где 
Энергетический спектр и автокорреляционная функция процесса 
или 
, ξ(t) - квазибелый шум, энергетический спектр которого Gξ(Ω)=2N0, также определяется по (49) при замене λ=υ/Т2 r, αд=Tк/T2 r; µд=kα/T2 r или µд=1/Т2 r.
Энергетический спектр и автокорреляционная функция процесса 
или 
, ξ(t) - квазибелый шум, энергетический спектр которого Gξ(Ω)=2N0, также определяется по (49) при замене λ=kдн/Т2 д2, αд=Tд1/T2 д2; µд=θr/Т2 д2 или µд=θf/T2 д2.
На вход нелинейностей со статическими характеристиками (фиг. 18) воздействует стационарный нормальный (гауссовский) случайный процесс ξ(t) с плотностью распределения вероятностей f(ξ), с математическим ожиданием mξ и корреляционной функцией 
:
На выходе нелинейности «сухое трение» («идеальное реле») при симметричных значениях 
плотность распределения вероятностей случайного процесса, среднее значение и дисперсия /3/:
где 
- интеграл вероятностей.
При mξ=0 и несимметричных значениях а и b имеем mη=0,5(а-b); σ2 η=(1/2π)(а+b)2arcsinσ2 ξ.
Для нелинейности «зона нечувствительности» при поступлении на вход процесса с распределением (50) и mξ=0:
На выходе нелинейности типа «люфт» плотность распределения вероятностей случайного процесса, математическое ожидание при mξ=0:
где k=b/β.
При симметричных параметрах нелинейности типа «люфт» 
, 
и mξ=0 распределение примет вид:
где S1=Ф(∞)-Ф(1/k}.
В этом случае mη=0 и дисперсия случайного процесса на выходе нелинейности типа «люфт» равна:
При усреднении по множеству реализации вместо дельта-функций наблюдается рассеивание плотности распределения вероятностей случайного процесса в виде импульсов (в таблице это показано пунктиром).
Аналогично формулам (50)-(60) можно получить двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей и его параметры двух независимых нормально распределенных случайных процессов, отсчеты которых взяты в функции времени и в функции угла поворота:
Поверхность двумерного нормального закона распределения при появлении нелинейностей имеет выбросы в форме импульсной поверхности. Плотность вероятности сохраняет постоянные значения вдоль эллипсов, являющихся горизонтальными сечениями поверхности. При равенстве дисперсий двух случайных процессов эти эллипсы вырождаются в окружности.
Из графиков (фиг. 18) и приведенных уравнений видно, что при воздействии нормального случайного процесса на нелинейности на их выходе происходит деформация нормального дифференциального закона распределения вероятностей: появляются выбросы, расположенные соответственно уровням ограничений а и b, а для нелинейности «сухое трение» («идеальное реле») этот закон вырождается в пару выбросов или в импульсную поверхность. При несимметричных параметрах а и b нелинейности «люфт» на ее выходе появляется среднее значение процесса, не равное нулю, хотя на входе оно равно нулю. А для нелинейностей «сухое трение» («идеальное реле») и «зона нечувствительности» среднее значение процесса на выходе появляется и при симметричных параметрах . На выходе всех рассматриваемых нелинейностей происходит изменение дисперсии (уменьшение) по сравнению с ее входным значением, что отражается в появлении средней квадратической разности процессов на входе ξ(t) и выходе η(t).
Активная фаза рабочего процесса цилиндра проходит на линейном участке импульса 
У этого импульса амплитуда Am соответствует максимуму амплитуды импульса линейно-экспоненциальной формы xmax(t)=(1/a)e-1/b, а длительность импульса τu/2 - длительности линейного участка этого импульса tmax=(1/ab). Амплитудно-частотный и энергетический спектры такого импульса (фиг. 19):
где Ω=2πf, f - частота в герцах.
Автокорреляционная функция (АКФ) этого импульса (фиг. 19):
где τ=t2-t1; Am=(1/a)e-1/b, τu/2=(1/ab).
Неуравновешенная 2-я гармоника частоты вращения двигателя компоновки 4-Р (регулярная инерционная составляющая углового ускорения коленчатого вала) описывается функцией s(t)=-A2Sin(Ω2t+φ2), где Ω2=2ω0, ω0=2πf0=const - средняя за оборот угловая скорость коленчатого вала (f0 - частота вращения, Гц). АКФ и односторонний энергетический спектр (Ω>0) этого процесса имеют вид (фиг. 20):
где δ(f) - дельта-функция.
АКФ (64) и энергетический спектр (63) импульса (62) могут быть пронормированы путем деления соответственно на величины Km(0)=A2 mτu/3=(1/a)2(τu/3)e-2/b и Gm(0)=[Am(τu/2)]2=[1/(ab)]2(τu/2)2e-2/b. Так как импульсы
Амплитуда импульсов
где sm(Ω) - спектр (63); r1 - коэффициент корреляции случайных амплитуд любой пары импульсов, номера которых отличаются друг от друга на величину l; 
, 
- спектры дискретной и непрерывной составляющих при нормальном законе распределений вероятностей амплитуд импульсов; 
- энергетический спектр.
У малоцилиндровых ДВС (N≤4) рабочие процессы можно представить бесконечной последовательностью равноотстоящих некоррелированных импульсов цилиндров с энергетическим спектром 
, т.е. при Тn>>τкζ (τкζ - интервал корреляции процесса ζ(t)). Так как эффективная ширина спектра треугольного импульса Δfэ=1/τu, τкζ=1/4Δfэ (при τ>0), и при аппроксимации функции S(φ) 4-й гармоникой частоты вращения вала двигателя имеем τкζ/Тn=1/16, то импульсы цилиндров некоррелированы.
Энергетический спектр такой некоррелированной последовательности
Спектры (67) и (68) состоят из суммы непрерывной части и дискретных спектральных линий при частотах f=k/Tn.
Энергетический спектр 
Автокорреляционная функция случайного процесса с энергетическим спектром (68) также состоит из непрерывной и дискретной частей:
На фиг. 22 представлены энергетический спектр (68) и автокорреляционная функция (69), где 1 и 2 - непрерывная Gc(Ω) и дискретная Gd(Ω) составляющие спектра.
Если рабочие процессы ДВС рассматривать в виде пачки N (по числу цилиндров) усредненных по множеству равноотстоящих импульсов, то в спектрах (67) и (68) необходимо заменить sm(Ω) на величину smN(Ω):
Дискретная часть АКФ (69) пачки N некоррелированных импульсов модулируется функцией Kпо(τ), т.е. представляет собой произведение Кмd(τ) на АКФ огибающей пачки импульсов Kпо(τ), а именно - последовательность линейно убывающих импульсов (фиг. 23):
где 
; l - целое число интервалов повторения импульсов, укладывающихся на оси τ; 
.
При коррелированной последовательности импульсов рабочих процессов ДВС, т.е. если значение Тn сравнимо с τкζ (особенно у многоцилиндровых ДВС), коэффициент корреляции можно полагать в виде 
, где Δf - ширина полосы низкочастотного прямоугольного спектра случайного процесса в герцах, которым модулируются амплитуды импульсов.
Энергетический спектр (67) бесконечной последовательности коррелированных импульсов будет иметь вид периодически повторяющихся полос шириной 2Δf на частотах, кратных 2π/Тn, огибающей которых будет спектр Gm(Ω). С ростом Δf ширина полос спектра увеличивается и при Δf=π/Тn спектр становится сплошным (совпадает со спектром (68)). Для пачки N импульсов (по числу цилиндров) число полос k на интервале 
, i=0, 1, 2, …, определяется соотношением (k/Тn)/(1/τu). Например, при аппроксимации функции S(φ) 4-й гармоникой частоты вращения вала двигателя, получим k=4. Для пачки импульсов (числа цилиндров) ширина полосы определяется из условия sin(lTnΔf)=0, откуда Δf=1/lТn или ΔΩ=2π/lТn. Например, при l=4 имеем Δf=1/4Тn.
Для последовательности коррелированных импульсов дискретная часть АФК (69) модулируется функцией rζ(τ) или гауссовой кривой (в зависимости от вида низкочастотного спектра изменения амплитуд импульсов): 
, где 
. На фиг. 24 представлены энергетический спектр и автокорреляционная функция коррелированных импульсов двигателя.
Если изменение рабочих процессов горения от цилиндра к цилиндру в первом приближении можно представить гармоническим сигналом частоты Ωн (например, для 4-тактных ДВС Ωн=0,5(2πf0) или fн=1/2Т0), то в спектре (67) для составляющей
где m - глубина модуляции, при этом ширина полос спектра ΔΩн=2π/NТn.
Для последовательности коррелированных импульсов дискретная часть АФК (69) при спектре (70) модулируется функцией 
:
В этом случае при l=4 имеем для пачки импульсов в спектре Δf=1/4Тn, a огибающая АКФ имеет при τ=2Tn=1/f0=T0 значение 0,5А2 н.
При обработке сигналов в измерительном канале накапливаются помехи в виде квазибелого шума с АКФ вида 
, которая суммируется с 
. При этом АКФ поднимается относительно оси абсцисс на постоянную величину 
.
Рабочий процесс ДВС можно рассматривать как сумму независимо работающих цилиндров, передающих энергию на коленчатый вал. Взаимные корреляционная (ВКФ) и односторонний (Ω>0) энергетический спектр (ВЭС) суммы двух некоррелированных процессов y(t)=s1(t)+s2(t) равны:
где Ks1s1(τ) и Ks2s2(τ) - АКФ, a Gs1s1(Ω) и Gs2s2(Ω) - энергетические спектры процессов s1(t) и s2(t).
Для некоррелированных процессов цилиндров (62) ВКФ и ВЭС равны соответственно сумме энергетических спектров (63) и АКФ (64), т.е. форма ВКФ и ВЭС не меняется, суммируются только соответствующие амплитуды.
У малоцилиндровых двигателей (iц<4) процессы цилиндров некоррелированы. У многоцилиндровых ДВС между соседними цилиндрами может существовать слабая корреляция. Поэтому целесообразно находить ВКФ и ВЭС между некоррелированными процессами цилиндров, следующих через два или три последовательно работающих цилиндра.
Из теории двигателей известно, что у ДВС, форсированных газотурбонаддувом, давление наддува прямо пропорционально эффективному крутящему моменту, а угловое ускорение ротора турбокомпрессора - угловому ускорению коленчатого вала. Поэтому обе эти величины можно использовать в стационарном режиме работы ДВС для оценки неравномерности работы цилиндров, определяя АКФ, ВКФ, энергетический и взаимный энергетический спектры.
С учетом зависимостей (63)…(74) степень общей неравномерности работы цилиндров в стационарном режиме полной нагрузки при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала с привязкой по углу поворота коленчатого вала (фиг. 23…24) можно оценить по разности максимумов импульсов автокорреляционной функции углового ускорения коленчатого вала, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, по значению непрерывной составляющей энергетического спектра указанного ускорения при частотах вблизи нуля, по разности максимумов импульсов автокорреляционной функции углового ускорения ротора турбокомпрессора или давления наддува, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, по значению непрерывной составляющей энергетического спектра указанного ускорения или давления наддува при частотах вблизи нуля. Аналогично степень общей неравномерности работы цилиндров в режиме разгона двигателя без нагрузки можно оценить по угловому ускорению коленчатого вала.
В стационарном режиме полной нагрузки при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала (например, номинальной) с привязкой по углу поворота коленчатого вала неравномерность работы цилиндров оценивается по коэффициенту неравномерности:
где 
У многоцилиндровых ДВС необходимо использовать только ускорение на части указанного интервала, соответствующем активному участку 
Степень неуравновешенности двигателя в стационарном режиме полной нагрузки, в режиме разгона двигателя без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала (например, номинальной), с привязкой по углу поворота коленчатого вала, с учетом зависимостей (63)…(74), можно оценить по значениям автокорреляционных функций угловых ускорений коленчатого вала при верхней мертвой точке, по значениям выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по максимуму разности автокорреляционных функций, полученных на периоде оборота и на рабочих тактах цилиндров, по гармонике с максимальной амплитудой разности энергетических спектров этого ускорения, полученных на периоде оборота и на рабочих тактах цилиндров. Герметичность цилиндров можно оценить в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения, с привязкой по углу поворота коленчатого вала, по максимумам импульсов автокорреляционных функций или по первым максимумам энергетических спектров угловых ускорений коленчатого вала, полученных на такте сжатия каждого цилиндра по отдельности.
При идентификации ОЭ с моделью по каждому процессу (или характеристике) можно применить упрощенную одномерную схему непрерывной настраиваемой модели ОЭ (фиг. 25). На схеме непрерывной настраиваемой модели: u - входное (управляющее, тестовое воздействие); х и w - выходные процессы ОЭ и модели; n - возмущающие воздействия (помехи); F и G - некоторые операторы (уравнения, характеристики, функционалы и др.), связывающие выходные процессы соответственно ОЭ и модели с входными процессами. В качестве критерия идентификации примем
E=L[q(e)]→min,
где L - функционал от четной функции q(e); e=y-w - погрешность идентификации; 
. Настройка модели G осуществляется изменением параметров 
в соответствии со значением градиента Е (Т - индекс транспонирования вектора).
где Г=const - коэффициент усиления.
Компоненты вектора градиента определяются дифференцированием:
причем 
представляет собой функцию чувствительности (ФЧ) параметра αj.
Градиент Е:
где 
Множество 
позволяет получить все функции чувствительности параметров 
Применение ФЧ позволяет произвести анализ временных и частотных процессов модели или их характеристик, оценить степень влияния изменения параметров (показателей) модели на эти характеристики, вызванные разбросом значений параметров и другими факторами. При этом при анализе и настройке модели возможно применение логарифмической функции чувствительности (ЛФЧ), которая характеризует относительное изменение выходного процесса (или характеристики) 
модели, вызванное соответствующим изменением j-го параметра (показателя) модели αj. В первом приближении ЛФЧ имеет вид:
При одновременном изменении m параметров модели абсолютное и относительное изменение величины w запишется соответственно:
Уравнения (1) и (8) динамики ДВС, регулятора скорости, системы автоматического регулирования скорости (САРС), в том числе под нагрузкой (т.е. при работе ДВС и САРС в составе агрегата) можно представить в виде обобщенного уравнения модели:
где p=d/dt; в качестве выходного процесса модели примем w(t)=y(t); f(t) - входной процесс; α1, …, αk, …, αq - настраиваемые параметры, от которых в общем случае зависят все коэффициенты a
i=а
i(α1, …, αq); 
; начальные условия рiy0 постоянны и не зависят от параметров α1, …, αq.
Решение уравнения (82) имеет вид:
Функции чувствительности равны:
Так как зависимости а
i=а
i(αk) в модели известны, то величины 
рассчитываются заранее. Величины находятся путем дифференцирования (82) по коэффициентам а
i (фиг. 26, где 1/р - интеграторы):
Функции чувствительности vk(t) находятся путем суммирования AikBi(t) в соответствии с (83).
Уравнения (8) с постоянными коэффициентами можно представить уравнением второго порядка (в качестве выходного процесса y(t) может быть изменение угла φ поворота коленчатого вала ДВС вблизи точки квазистатического режима 
где для ДВС y - угол φ поворота коленчатого вала; 
Согласно (83) функции чувствительности ДВС по параметрам и (фиг. 27, a): 
. Таким образом, имеем:
где частные производные определяются по решению уравнения (85) 
Для регулятора скорости в (85) y - перемещение z муфты чувствительного элемента (центробежного механизма) в сторону уменьшения подачи топлива; 
Функции чувствительности регулятора скорости по параметрам Tk и υ (фиг. 27, б): 
. Имеем:
где частные производные определяются по решению уравнения (85) 
Функции чувствительности ДВС, турбокомпрессора и регулятора скорости по параметрам нелинейностей, определяемые непосредственно из уравнений динамики (8), (83)-(85):
При выделении отдельных составляющих ускорения (2)-(7) функции чувствительности ДВС по параметрам нелинейностей (фиг. 17):
«сухое трение»
где φж - угол появления нелинейности на активном участке S(φ) (на нарастающем участке 3…4-й гармоники ускорения коленчатого вала);
«люфт» (в зоне перекладки поршня)
где Ω - частота неуравновешенной гармоники (для ДВС 4-Р - вторая гармоника частоты вращения коленчатого вала)
«зона нечувствительности» (в течение оборота за исключением активных участков S(φ) и зон перекладки поршней)
где Ω - частота вращения коленчатого вала.
Функции чувствительности топливного насоса по параметрам 1/kg и θн
Функции чувствительности топливного насоса и ЦРС по параметрам нелинейностей можно получить аналогично предыдущим ФЧ отдельных составляющих ускорения, заменив Ω на σ/kнас и ω/ωр.
При определении мощности ДВС в свободном разгоне по среднему за цикл двигателя ускорению коленчатого вала, измеренного при достижении двигателем заданной частоты вращения, модель описывается линеаризованным уравнением динамики (без нормировки по моментам) в окрестности квазистатического режима угловой скорости 
где значения величин соответствуют (19).
Аналогично (82)-(85) при погрешности идентификации 
(где 
имеет вид:
или
где 
В переходном режиме свободного разгона при решении линеаризованного уравнения динамики ДВС в окрестности квазистатического режима угловой скорости ω=ω*J получим усредненные переходную и импульсную характеристики ДВС:
Выражения для относительных изменений ω, ε и средней динамической эффективной мощности 
, которые вызваны вариациями 
и 
, имеют вид:
где δJ и δF - соответственно отклонения момента инерции и параметра от их средних значений.
Функции чувствительности при соответствующих погрешностях идентификации 
:
В переходном режиме свободного выбега аналогично в окрестности квазистатического режима угловой скорости ω=ω*J переходная и импульсная характеристики, а также выражения для относительных изменений ω, ε и средней мощности потерь 
ДВС имеют вид:
где 
; 
; 
- среднее значение момента внутренних потерь двигателя.
Соответствующие функции чувствительности:
По изменению величин относительно эталонных значений для данной марки ДВС: момента инерции - можно оценить дисбаланс двигателя, параметра - неравномерность Me, неуравновешенность, ухудшение компрессионных и индикаторных параметров двигателя и др., 
- увеличение внутренних потерь, ухудшение компрессионных параметров. По разности ускорений в свободных разгоне и выбеге аналогично можно оценить отдельно ухудшение индикаторных параметров двигателя.
При одновременном изменении k параметров двигателя (95)-(98) суммарное относительное отклонение мощности и логарифмические функции чувствительности равны:
Функции чувствительности ТКР по параметру Fк определяются аналогично (93)-(96) при замене 
на cψ по воздействию 
Из формул (95), (97) следует, что относительное изменение мощности ДВС зависит от времени измерения (длительности протекания процесса относительно значений ω*J и ε*J), а также от значения постоянной времени двигателя 
, в свою очередь, определяются значением частоты вращения ω*J, в окрестности которой производится измерение мощности. Используя аппроксимированные зависимости 
и 
, получим:
где 
- постоянная величина для данной марки двигателя.
По формулам (95)-(97), с учетом (101), можно получить значения отклонений δNJ и δNF в зависимости от времени и частоты вращения.
Для интегральных характеристик (27) и погрешности идентификации 
(согласно (77), где 
- оценка интегральной характеристики, полученная по результатам измерений) функции чувствительности равны:
Аналогично можно получить выражения функций чувствительности для εц, 
и 
, а также для интегральных характеристик ДСХ (26). Например, при настройке ДСХ по углу опережения впрыскивания топлива 
, получим
Функции чувствительности АЧХ (33)-(40) определяются аналогично путем нахождения градиента соответствующей АЧХ 
по соответствующему параметру α, в том числе по кратным гармоникам. При экспертизе определяется также ширина спектра процессов ω(t), ε(t), 
т.е. полоса пропускания соответствующего звена (ДВС, ТКР, регулятора и др.). Для АЧХ ДВС (33) эта ширина по уровням ΔΩ0,1 и ΔΩ0,707 и соответствующие функции чувствительности по параметрам kд и
Аналогично для АЧХ ТКР (37) по каждому из воздействий функции чувствительности по параметрам kтк и Tтк находятся по (104) при замене kД и
Для АЧХ ДВС (35), ширина по уровню ΔΩ0,1 и соответствующие функции чувствительности по параметрам kД и ТД в силу принципа суперпозиции по каждому из воздействий (при заменах, как в (33)) равны:
где
Аналогично могут быть получены функции чувствительности по параметрам kД и ТД для АЧХ ДВС (36), а для двигателя с автономным газотурбонаддувом (11), (39) при замене в (104) 
на 
, 
, на 
, 
, на 
по воздействию 
по воздействию 
Для АЧХ ЦРС (38) ширина по уровням ΔΩ0,1 и соответствующие функции чувствительности по параметрам kα и ТrTк в силу принципа суперпозиции по каждому из воздействий получают аналогично (104) при заменах 
на 1 или kα и 
.
Функции чувствительности автоколебания (43) для нелинейности «зона нечувствительности» по параметрам b и k (фиг. 17):
Функция чувствительности автоколебания (43) для нелинейности «сухое трение» по параметру b (фиг. 17):
Аналогично функции чувствительности автоколебания (43) для нелинейности «люфт» по параметрам b и k (фиг. 17):
В уравнениях (106) и (108) для контура регулирования ДВС-ЦРС Н(Ω)=НД-Р(Ω)=НД(Ω)НЦРС(Ω), для контура регулирования ДВС - топливный насос Н(Ω)=НД-н(Ω)=НД(Ω)Нн(Ω), для контура регулирования ДВС - турбокомпрессор H(Ω)=НД-Тк(Ω)=НД(Ω)НТк(Ω) (согласно расшифровке к (42)).
Функции чувствительности энергетического спектра и автокорреляционной функции (48) процесса 
и
Функции чувствительности энергетического спектра (49) процесса 
Аналогично можно получить функции чувствительности энергетического спектра (49) по другим параметрам, а также автокорреляционной функции (49) по тем же параметрам. Для ДВС с автономным газотурбонаддувом функции чувствительности (110) справедливы при заменах, указанных после (49).
Функции чувствительности статистических параметров нелинейностей (фиг. 18):
нелинейности (сухое трение» (52) и (53) по параметру а:
нелинейности «зона нечувствительности» (55) и (56)по параметру γ (по параметру а аналогично (102):
нелинейности типа «люфт» (58) и (60) по параметру k (по параметру а или b аналогично (105):
Аналогично можно получить функции чувствительности плотности распределения вероятностей случайного процесса на выходе этих нелинейностей по параметру максимума, значительно превышающего среднеквадратическое отклонение, а также функции чувствительности двумерной плотности распределения вероятностей случайного процесса на выходе этих нелинейностей по параметру максимума поверхности, значительно превышающей поверхность среднеквадратического отклонения:
Функции чувствительности амплитудно-частотного и энергетического спектров (63) импульсов
Аналогично можно получить функции чувствительности спектров (63) по параметру b.
Функции чувствительности автокорреляционной функции (64) импульсов
Функции чувствительности энергетического спектра (66) и автокорреляционной функции (65) по параметру А2.
Функции чувствительности энергетического спектра (67) и автокорреляционной функции (65) по параметрам mA и σ2 A:
Функции чувствительности энергетического спектра пачки N (по числу цилиндров) импульсов определяются по (115) при замене sm(Ω) на smN(Ω), представленной формулой (70), а для модулированного спектра (71) - заменой sm(Ω) на smNм(Ω).
Функции чувствительности взаимных энергетического спектра и корреляционной функции (73) по параметрам mA и σ2 A равны сумме функций чувствительности каждого процесса (например, цилиндра).
При настройке модели можно применить градиентные алгоритмы. Из градиентных непрерывных методов эффективен метод наискорейшего спуска, при этом движение происходит по траектории, которая при фиксированной скорости настройки обеспечивает наиболее быстрое уменьшение погрешности. Эта траектория в каждой точке ортогональна к изоповерхностям критерия Е. Например, если идентификация проводится по двум параметрам α1 и α2 (например, по параметрам и ) уравнение поверхности уровня E=const имеет вид
Уравнение касательной к линии уровня в точке P=(α1p, α2p):
Вектор 
ортогонален к касательной и, следовательно, к линии уровня. В методе наискорейшего спуска настройка параметров производится по формуле
где Г>0 - константа, которая вместе с частными производными определяет скорость изменения параметров.
Траектория движения в каждой точке ортогональна к линиям уровня E=const (фиг. 28). А так как частные производные не измеряются мгновенно, эту скорость необходимо ограничить. Если усиление Г слишком велико, то производные будут вычислены с большой погрешностью и движение будет происходить не в направлении наискорейшего спуска. При очень большом коэффициенте усиления система расчета может даже потерять устойчивость. Если же усиление невелико, то движение к оптимуму будет медленным.
Градиентный дискретный метод обеспечивает поочередную настройку параметров. Вначале, например, настраивается параметр α1, обеспечивая 
. Алгоритм настройки в нашем случае:
Затем настройка повторяется для остальных параметров модели. В двумерном случае плоскость (α1, α2) покрывается сеткой линий уровня E=const. В окрестности оптимума линии уровня образуют семейство концентрических эллипсов, главные оси которых могут быть ориентированы произвольно (фиг. 28). При настройке параметры модели могут взаимодействовать, поэтому для перевода модели в окрестность оптимума в общем случае требуется несколько циклов. Семейство эллипсов характеризуется углом φ между главными осями, которые являются геометрическим местом точек, удовлетворяющих одному из двух уравнений: 
. Чем меньше этот угол, тем больше циклов требуется для обеспечения заданной точности. На фиг. 28 показана возможная траектория Q настройки.
Из-за разброса параметров впрыскивания и сгорания топлива мгновенные значения крутящего момента и углового ускорения от цикла к циклу являются случайными величинами. Однако в каждом цикле работы двигателя содержатся детерминированные составляющие крутящего момента и углового ускорения от неуравновешенных и остаточных сил инерции. Уровень этих составляющих (особенно у двигателей компоновки 4-Р) значительно выше уровня указанного случайного процесса. Поэтому для идентификации нелинейностей целесообразно из измеренных процессов крутящего момента и углового ускорения вычесть среднее значение инерционной составляющей, полученное по множеству циклов на номинальной частоте вращения ДВС. Присутствие квазидетерминированных составляющих от сил сгорания топлива (описываемых усредненными значениями S(φ) и εi(φ)) и компрессионных сил приводит к необходимости рассматривать рабочие процессы двигателя как нестационарные случайные процессы (в стационарном режиме и в режиме разгона), состоящие из суммы этих квазидетерминированных составляющих и нормального случайного процесса (в силу множества факторов, влияющих на рабочие процессы ДВС). Достоверное измерение таких процессов и определение их параметров может быть обеспечено только при обработке множества (ансамбля) реализации. При дискретизации процессов по времени и углу поворота вала (по фазе) для нахождения среднего значения каждая ордината должна усредняться по множеству. Возможно также последующее усреднение на заданном временном или угловом интервалах. Измерение законов распределения вероятностей подобных процессов проводится путем анализа множества (ансамбля) реализации на каждом шаге дискретизации по времени или по углу. Возможно также последующее нахождение этих законов, усредненное на заданном временном или угловом интервалах.
Предварительно проводят испытания исправного нормального двигателя данной марки (с нормативными индикаторными диаграммами давлений в цилиндрах). При этом в стационарном режиме полной нагрузки определяют во всем диапазоне частот вращения с помощью датчиков, установленных в камере сгорания, индикаторные диаграммы давлений цилиндров, а также числовые показатели этих диаграмм (максимальное давление Pz, давление сжатия Pc, среднее индикаторное давление Pi, максимальную скорость нарастания давления (dP/dφ)max и соответствующие угловые положения этих показателей (φz, φc, φdmax)).
Известно, что достоверность экспертизы тем выше, чем больше признаков (симптомов), указывают на появление той или иной неисправности. Поэтому для этого же состояния в этом же режиме с помощью имеющихся на испытательном стенде штатных измерителей крутящего момента ДВС (тензометрических моментомеров, нагрузочных генераторов и др.), углового положения коленчатого вала и дополнительно легко устанавливаемых датчиков перемещения рейки топливного насоса, накладываемых тензометрических датчиков давления в топливопроводах высокого давления, датчиков давления наддува и угловой скорости ротора турбокомпрессора, а также соответствующих устройств обработки этих процессов, измеряют при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала, с привязкой к началу цикла, последовательно по множеству циклов мгновенные значения за цикл, рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней, крутящий момент, угловые скорости и ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давление наддува турбокомпрессора и угловое ускорение ротора турбокомпрессора, давление в трубопроводах к форсункам или любой другой косвенный параметр, отражающий цикловую подачу топлива, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, усредняют эти мгновенные значения по множеству циклов. Вычитают из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренные инерционные составляющие крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные разности. Определяют в указанных интервалах градиенты по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения крутящих моментов, угловых ускорений, давлений наддува турбокомпрессора и угловых ускорений ротора турбокомпрессора, давлений в трубопроводах к форсункам или любых других косвенных параметров, отражающих цикловую подачу топлива, в том числе по секциям.
Измеряют по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения за цикл двигателя, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива. Измеряют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени. Усредняют указанные мгновенные значения по множеству циклов, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов.
На регуляторном участке скоростной характеристики по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измеряют мгновенные значения перемещения рейки топливного насоса, измеряют дифференциальный законов распределения вероятностей, дисперсию или среднее квадратическое отклонение перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, измеряют двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, усредняют указанные мгновенные значения по множеству циклов, сглаживают их с целью исключения незначительных случайных выбросов. Определяют градиент перемещения рейки топливного насоса по углу поворота коленчатого вала или скорость перемещения.
Измеряют амплитудные спектры мгновенных значений давлений во внутреннем объеме двигателя, крутящего момента, угловых ускорений коленчатого вала и ротора турбокомпрессора, динамической мощности ДВС, усредняют их по множеству циклов работы двигателя, выделяют амплитуды гармонических колебаний, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, измеряют автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения коленчатого вала и ротора турбокомпрессора или давления наддува, в том числе на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций этих процессов, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, вычитают последний максимум из предыдущего. Определяют значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, измеряют на рабочих тактах автокорреляционные функции и их значения при верхней мертвой точке, энергетические спектры и значения выбросов этих спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих процессов попарно между цилиндрами в цикле двигателя. Определяют максимумы импульсов взаимокорреляционных функций и первые максимумы взаимных энергетических спектров, измеряют на периоде оборота вала двигателя автокорреляционную функцию и энергетический спектр, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности и определяют максимум полученной автокорреляционный функции и гармоники с максимальной амплитудой полученного энергетического спектра.
При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой измеряют средние за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, давления в каждом цилиндре, крутящего момента, угловой скорости вала двигателя, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям топливного насоса, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува и частоты вращения ротора турбокомпрессора. На регуляторном участке скоростной характеристики измеряют перемещение рейки топливного насоса. Определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики указанных измеренных процессов двигателя, топливного насоса, турбокомпрессора, центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики измеренных процессов соединений двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор, двигатель-регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор с последующим измерением в стационарном режиме полной нагрузки амплитудного спектра мгновенных значений давлений в каждом цилиндре, крутящего момента или угловых ускорений коленчатого вала двигателя за цикл, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке, давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора. Определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности соединений цилиндр-регулятор, цилиндр-турбокомпрессор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «идеального реле». В зонах перекладки поршней определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «люфта». В цикле, за исключением зон перекладки поршней, определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». На регуляторном участке определяют гармоники перемещения рейки топливного насоса, совпадающие 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». Определяют гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающие 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», а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности определяют гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающие 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». Определяют гармоники давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора, совпадающие 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».
При предварительной экспресс-экспертизе исправного нормального двигателя данной марки в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной непрерывно измеряют мгновенные значения за оборот коленчатого вала, за цикл, рабочий такт и отдельные участки цикла двигателя крутящего момента, угловых скорости и ускорения коленчатого вала, усредняют их по множеству циклов работы двигателя, измеряют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения автокорреляционную функцию и энергетический спектр этого ускорения в цикле, определяют максимумы импульсов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, находят разности между последним максимумом и предыдущим и значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля. Измеряют на рабочем такте каждого цилиндра автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций или их значения при верхней мертвой точке, первые максимумы этих энергетических спектров и их выбросов при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, находят соотношения автокорреляционных функций или их максимумов, энергетических спектров и их первых максимумов или указанных выбросов по отдельности. Измеряют на рабочих тактах цилиндров взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя и максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы взаимных энергетических спектров, находят соотношения взаимокорреляционных функций или их максимумов и взаимных энергетических спектров или их первых максимумов. Измеряют на периоде оборота коленчатого вала автокорреляционную функцию и энергетический спектр ускорения, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной автокорреляционный функции и гармонику с максимальной амплитудой полученного энергетического спектра. Непрерывно усредняют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала за цикл, рабочий такт, на регуляторном участке, измеряют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения эти средние значений и их произведения с указанной частотой вращения, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, определяют интегральные характеристики, в том числе центры тяжести, этих зависимостей.
В режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала на такте сжатия каждого цилиндра по отдельности измеряют по множеству циклов двигателя мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, и при достижении двигателем заданной частоты вращения измеряют автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы этих спектров. Непрерывно усредняют мгновенные значения угловых ускорений коленчатого вала за цикл, такт сжатия, измеряют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения эти средние значения, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, определяют интегральные характеристики, в том числе центры тяжести, этих зависимостей.
Ввиду влияния остаточных технологических и конструктивных факторов у ДВС и его элементов, даже находящихся в нормальном технически исправном состоянии, всегда присутствуют нелинейные звенья. Поэтому градиенты скорости перечисленных процессов исправного нормального двигателя данной марки принимают за эталонные значения. Кроме того, перечисленные законы распределения, авто- и взаимокорреляционные функции, амлитудно- и фазочастотные спектры, параметры (признаки) указанных процессов и функций, отражающие техническое состояние отдельных систем и узлов двигателя, принимают за эталонные значения.
Предварительно также определяют зависимости изменения индикаторной диаграммы давлений, указанных характеристик и признаков ДВС, регулятора скорости, 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.
Предварительно в модели динамики исправного безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров для конкретной марки двигателя и условий испытаний (при стационарном режиме полной нагрузки на различных частотах вращения коленчатого вала и при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой, в режимах разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной и выбега от максимальной до минимальной частоты вращения) задаются константы, начальные условия, а также воздействие нагрузки, вводится входное воздействие с выхода модели топливного насоса. Определяются настраиваемые коэффициенты, строятся модели настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» в соответствующих интервалах по углу поворота коленчатого вала, аналогичных интервалам испытуемого двигателя, перестраиваемого в зависимости от частоты вращения генератора сигналов, кратных с первой по четвертую гармоникам частоты вращения, имитирующего неуравновешенные конструкционную и остаточные инерционные составляющие, генератора низкочастотного нормального случайного процесса, имитирующего трение и неравномерность работы цилиндров, которые вводятся в дифференциальное уравнение в нормированном виде. Решается дифференциальное уравнение в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала поочередно по каждому воздействию, с последующим суммированием результатов решения, снятием нормировки, двойным дифференцированием и передачей на выход в функции времени процессов изменения угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения.
В модели топливного насоса для конкретной марки двигателя и условий испытаний задаются константы и нормированное значение перемещения органа управления топливоподачей, которое также может изменяться- при поступлении воздействия с выхода модели регулятора скорости, определяются настраиваемые коэффициенты, аналогично вводятся модели настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», определяется цикловая подача топлива, являющаяся выходом модели топливного насоса.
В модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, задаются свои константы и дополнительно вводится входное воздействие с выхода модели турбокомпрессора, причем в модели турбокомпрессора для конкретной марки турбокомпрессора и условий испытаний задаются константы, определяются настраиваемые коэффициенты, вводятся модели настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», которые используются в дифференциальном уравнении в виде нормированных моментов. Совместно с дифференциальным уравнением безнаддувного двигателя решается дифференциальное уравнение турбокомпрессора в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала при одновременном поступлении воздействий с выхода топливного насоса и безнаддувного двигателя с последующей передачей на выход в функции времени процессов изменения углового ускорения ротора и давления наддува.
В модели динамики исправного безнаддувного двигателя в режимах разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной и выбега от максимальной до минимальной частоты вращения для конкретной марки двигателя и условий испытаний задаются константы, начальные условия, вводится входное воздействие с выхода модели топливного насоса, определяются настраиваемые коэффициенты, перестраиваемого в зависимости от частоты вращения генератора сигналов, кратных с первой по четвертую гармоникам частоты вращения, имитирующего неуравновешенные конструкционную и остаточные инерционные составляющие, которые вводятся в дифференциальное уравнение в нормированном виде. Решается дифференциальное уравнение в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала с последующим снятием нормировки, двойным дифференцированием и передачей на выход в функции времени процессов изменения угловых скорости и ускорения, причем при достижении частоты срабатывания регулятора скорости совместно с дифференциальным уравнением модели безнаддувного двигателя решается дифференциальное уравнение модели регулятора скорости в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходного процесса в функции перемещения муфты, при одновременном поступлении с выхода модели безнаддувного двигателя угловой скорости на вход моделей топливного насоса и регулятора скорости и с выхода модели регулятора скорости на вход модели топливного насоса для изменения перемещения органа управления топливоподачей. В модели регулятора скорости для его конкретной марки и условий испытаний задаются константы, частота срабатывания, вводится входное воздействие с выхода модели безнаддувного двигателя, определяются настраиваемые коэффициенты, вводятся модели настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
В стационарном режиме полной нагрузки усредняют по множеству циклов с привязкой к началу цикла мгновенные значения за цикл модели двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и в цикле, за исключением зон перекладки поршней, модели двигателя мгновенные значения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму. Определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле, за исключением зон перекладки поршней, градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора. Определяют в указанных интервалах градиенты (функции чувствительности) углового ускорения коленчатого вала моделей безнаддувного двигателя, или двигателя, форсированного газотурбонаддувом, кроме того, у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора по настраиваемым параметрам двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса, нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
В стационарном режиме полной нагрузки в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, усредняют по множеству циклов мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива модели топливного насоса, определяют градиенты по настраиваемым параметрам топливного насоса. На регуляторном участке скоростной характеристики в функции в функции времени, с привязкой к началу цикла усредняют по множеству циклов мгновенные значения перемещения рейки модели топливного насоса, определяют градиенты по настраиваемым параметрам модели регулятора скорости. В стационарном режиме полной нагрузки по множеству оборотов ротора модели турбокомпрессора в функции времени с привязкой к определенной угловой метке усредняют по множеству оборотов ротора мгновенные значения давления наддува турбокомпрессора и углового ускорения ротора турбокомпрессора, определяют градиенты по настраиваемым параметрам модели турбокомпрессора. Определяют за цикл автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, а также максимумы импульсов этой автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, находят разность этих максимумов, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют градиенты полученных разности максимумов автокорреляционных функций и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя.
Определяют за цикл у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора, а также максимумы импульсов этих автокорреляционных функций, соответствующих по времени нулю и соседнему импульсу, находят разность этих максимумов, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют градиенты полученных разности максимумов автокорреляционных функций и значений непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, максимумы импульсов автокорреляционных функций и их значения при верхней мертвой точке, первые максимумы и значения выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, определяют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя, максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, первые максимумы энергетических спектров этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, автокорреляционные функции и энергетические спектры ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора, максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы спектров. Определяют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя, максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, первые максимумы спектров этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя. Определяют на периоде оборота модели безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции или гармонику с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра. Определяют на периоде оборота модели двигателя градиенты максимума разностной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, значений автокорреляционных функций углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя при верхних мертвых точках, градиенты значений выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций углового ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом.
Определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, по множеству циклов и оборотов ротора турбокомпрессора дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения углового ускорения коленчатого вала, а у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, мгновенные значения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, определяют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют в указанных интервалах градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей по параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
На регуляторном участке скоростной характеристики модели безнаддувного двигателя по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, используют мгновенные значения перемещения рейки модели топливного насоса, определяют по множеству циклов дифференциальный закон распределения вероятностей, дисперсию или среднее квадратическое отклонение перемещения рейки модели топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, определяют двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, определяют градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратическое отклонение, указанных дифференциальных законов распределения вероятностей перемещения рейки модели топливного насоса по настраиваемым параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», входящих в модель регулятора скорости.
При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, используют средние за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, значения угловой скорости вала модели безнаддувного двигателя, давления в каждом цилиндре, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, модели топливного насоса, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, средние значения давления наддува или частоты вращения ротора модели турбокомпрессора, на регуляторном участке скоростной характеристики перемещения рейки модели топливного насоса. Определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики указанных процессов моделей двигателя, топливного насоса, турбокомпрессора, центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики процессов соединений моделей двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор, двигатель-регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор с последующим определением в стационарном режиме полной нагрузки амплитудных спектров мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала модели двигателя за цикл, за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности, на регуляторном участке перемещения рейки модели топливного насоса, давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, давления наддува или углового ускорения ротора модели турбокомпрессора.
Определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор, а также за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности соединений моделей цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «идеального реле». Определяют в зонах перекладки поршней гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «люфта». Определяют в цикле, за исключением зон перекладки поршней, гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют на регуляторном участке гармоники перемещения рейки модели топливного насоса, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристикой «зоны нечувствительности». Определяют гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристикой «зоны нечувствительности». Определяют в указанных интервалах градиенты соответствующих гармоник по настраиваемым параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», входящих в модели безнаддувного двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса и регулятора скорости,
В режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной используют средние по множеству циклов работы двигателя мгновенные значения за оборот коленчатого вала, за цикл, рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя за исключением зон перекладки поршней модели безнаддувного двигателя угловых скорости и ускорения коленчатого вала в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму.
При достижении заданной частоты вращения определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, модели динамики безнаддувного двигателя по настраиваемым параметрам моделей двигателя, топливного насоса, нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности». Определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, определяют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму. Определяют в указанных интервалах градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей по параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
Определяют при достижении в разгоне заданной средней за цикл частоты вращения автокорреляционную функцию и энергетический спектр ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, определяют максимумы импульсов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, определяют разность этих максимумов и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля. Определяют на рабочем такте каждого цилиндра автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций или их значений при верхних мертвых точках или первые максимумы этих энергетических спектров и их выбросы при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, и соотношения автокорреляционных функций или их максимумов, энергетических спектров или их первых максимумов или указанных выбросов по отдельности. Определяют на рабочих тактах цилиндров взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя и максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы взаимных энергетических спектров и соотношения взаимокорреляционных функций или их максимумов и взаимных энергетических спектров или их первых максимумов. Определяют на периоде оборота коленчатого вала модели безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию или энергетический спектр углового ускорения, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции и гармоники с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра.
В режиме разгона непрерывно определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала модели безнаддувного двигателя за цикл, за рабочий такт, на регуляторном участке, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их центры тяжести, при достижении заданной средней за цикл частоты вращения находят произведения этих средних значений с указанной частотой вращения. Определяют градиенты полученного за цикл максимума разности автокорреляционных функций и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам моделей безнаддувного двигателя. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя. Определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты значений автокорреляционных функций углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя при верхней мертвой точке, градиенты значений выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя. Определяют на периоде оборота модели двигателя градиенты максимума разностной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра. Определяют в разгоне при достижении заданной средней за цикл частоты вращения градиенты средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, рабочий такт, на регуляторном участке, градиенты произведения этих ускорений с указанной частотой вращения, градиенты центров тяжести зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя.
В режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала используют средние по множеству циклов работы модели двигателя мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала и при достижении двигателем заданной частоты вращения в цикле и на такте сжатия моделей двигателя и каждого цилиндра по отдельности определяют автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, а также максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы этих спектров, определяют градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций и первых максимумов энергетических спектров модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности по настраиваемым коэффициентам и параметрам моделей безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности. Определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала модели безнаддувного двигателя за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их центры тяжести. Определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения градиенты средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности, градиенты центров тяжести зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности.
Настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры и коэффициенты моделей до их совпадения с заданной точностью с измеренными параметрами и коэффициентами испытуемого двигателя, сравнивают полученные значения характеристик и параметров с эталонными значениями, 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, соотносят изменения измеренных характеристик и параметров с различными неисправностями, классифицируют по степени их близости состояние двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора.
В стационарном режиме полной нагрузки при появлении в цикле настроенных моделей двигателей существенных выбросов градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиента по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные значения градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты и скорости изменения давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении подобных существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов на рабочем такте настроенной модели каждого цилиндра по отдельности судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя при данной частоте вращения, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра, а при появлении подобных существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей в зонах перекладки поршней судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров. При появлении существенных выбросов указанных градиентов и скоростей изменения в цикле, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов, судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов и скоростей изменения близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния сопряжении коренных и шатунных подшипников от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
В стационарном режиме полной нагрузки при появлении существенных выбросов градиента и скорости изменения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива настроенной модели топливного насоса, по углу поворота коленчатого вала, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по ширине этих выбросов при значениях градиента, а также скорости изменения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса.
На регуляторном участке скоростной характеристики двигателя при появлении существенных выбросов скорости перемещения рейки настроенной модели топливного насоса по углу поворота коленчатого вала в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по ширине этих выбросов при значениях градиента, или скорости перемещения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния регулятора от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости. При появлении существенных выбросов скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора настроенной модели турбокомпрессора в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по ширине этих выбросов при значениях скоростей, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния турбокомпрессора.
В стационарном режиме полной нагрузки по значениям полученных за цикл разности максимумов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, и непрерывной составляющей энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала при частотах вблизи нуля настроенной модели безнаддувного двигателя, судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния безнаддувного двигателя. По значению разности максимумов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, и значению непрерывной составляющей энергетического спектра углового ускорения ротора или давления наддува при частотах вблизи нуля настроенной модели двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, форсированного газотурбонаддувом. По соотношению полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности автокорреляционных функций, энергетических спектров, взаимокорреляционных функций и взаимных энергетических спектров попарно между цилиндрами в цикле двигателя углового ускорения коленчатого вала или максимумов автокорреляционных и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров настроенной модели безнаддувного двигателя, судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров безнаддувного двигателя.
По соотношению полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности значений автокорреляционных функций при верхних мертвых точках, выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по максимуму разностной автокорреляционный функции или по гармонике с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра, полученных путем вычитания соответственно из автокорреляционной функции и энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала, полученных на периоде оборота модели безнаддувного двигателя, автокорреляционной функции и энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала, полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, судят о степени неуравновешенности двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния уравновешенности безнаддувного двигателя. По соотношению полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности автокорреляционных функций, энергетических спектров, взаимокорреляционных функций и взаимных энергетических спектров попарно между цилиндрами в цикле двигателя или максимумов автокорреляционных функций и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров ускорений ротора турбокомпрессора и давлений наддува настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров двигателя, форсированного газотурбонаддувом,
В стационарном режиме полной нагрузки при появлении в цикле настроенных моделей двигателей существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей углового ускорения коленчатого вала, без смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала, в форме импульсов, а двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсной поверхности, судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей, по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении на рабочем такте настроенных моделей цилиндров двигателя существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя.
При появлении в зонах перекладки поршней настроенных моделей цилиндров двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в цикле за исключением зон перекладки поршней настроенных моделей двигателей аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения указанных интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у 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 сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
При появлении в настроенной модели топливного насоса существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов или импульсной поверхности двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса, в том числе по секциям, от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей топливного насоса, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса и его секций.
При появлении в настроенной модели турбокомпрессора существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов, дисперсий или средних квадратических отклонений давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей турбокомпрессора, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния турбокомпрессора.
На регуляторном участке скоростной характеристики модели двигателя при появлении существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей, дисперсии или среднего квадратического отклонения перемещения рейки модели топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени в форме импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния регулятора от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости.
При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой при появлении в цикле настроенной модели безнаддувного двигателя гармоники углового ускорения коленчатого вала, а у настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - топливный насос, двигатель - регулятор, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателей.
При появлении на рабочем такте настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник давлений в каждом цилиндре, гармоник угловых ускорений коленчатого вала, а у настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, гармоник давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - регулятор, цилиндр - секция топливного насоса, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в зонах перекладки поршней настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник углового ускорения коленчатого вала, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, 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 амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в цикле, за исключением зон перекладки поршней, настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник углового ускорения коленчатого вала, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, 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 амплитуд этих гармоник - о степени этих износов, сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренным предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния коренных и шатунных подшипников.
При появлении на регуляторном участке настроенной модели центробежного регулятора скорости 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости.
При появлении в цикле настроенной модели топливного насоса 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса.
При появлении у настроенной модели топливного насоса гармоник 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 значениям амплитуд этих гармоник - о степени износа, сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния секций топливного насоса.
В режиме разгона безнаддувного двигателя без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной при появлении в цикле настроенной модели двигателя существенных выбросов градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиента, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные значения градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении на рабочих тактах настроенных моделей цилиндров безнаддувного двигателя существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в зонах перекладки поршней в форме импульсов судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют соответствующие характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров двигателя.
При появлении существенных выбросов градиента, а также скорости изменения, в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют соответствующие характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
При появлении в цикле настроенной модели двигателя существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсов, а двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсной поверхности, судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей, по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя.
При появлении на рабочем такте настроенных моделей цилиндров двигателя существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя.
При появлении в зонах перекладки поршней настроенных моделей цилиндров двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров.
При появлении в цикле, за исключением зон перекладки поршней, настроенной модели двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения указанных интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у 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 сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжении коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками.
При появлении в настроенной модели топливного насоса существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов или импульсной поверхности двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса, в том числе по секциям, от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей топливного насоса, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса и его секций.
По значениям полученных за цикл разности максимумов автокорреляционных функций, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, и непрерывной составляющей энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала при частотах вблизи нуля настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния безнаддувного двигателя. По соотношению полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности автокорреляционных функций, энергетических спектров, взаимокорреляционных функций и взаимных энергетических спектров попарно между цилиндрами в цикле двигателя углового ускорения коленчатого вала или максимумов автокорреляционных и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров настроенной модели безнаддувного двигателя, судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров безнаддувного двигателя.
По соотношению полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности значений автокорреляционных функций при верхних мертвых точках, выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах, по максимуму разностной автокорреляционный функции или по гармонике с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра, полученных путем вычитания соответственно из автокорреляционной функции и энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала, полученных на периоде оборота модели безнаддувного двигателя, автокорреляционной функции и энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала, полученных на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, судят о степени неуравновешенности двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния уравновешенности безнаддувного двигателя.
При достижении заданной средней за цикл частоты вращения по средним значениям углового ускорения коленчатого вала и произведения этих ускорений с указанной частотой вращения за цикл и за рабочие такты настроенной модели безнаддувного двигателя судят о мощности двигателя, цилиндров и их неравномерности работы. По значениям угловых ускорений коленчатого вала на регуляторном участке - о состоянии регулятора скорости, По значениям центров тяжести зависимостей средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, за рабочие такты от времени и частоты вращения - о расходе топлива и угле опережения подачи топлива двигателя и отдельных цилиндров. Определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного мощности двигателя и цилиндров, их неравномерности работы, расхода топлива и угла опережения подачи топлива безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, регулятора скорости.
В режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала по максимумам импульсов автокорреляционных функций и по первым максимумам энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала настроенной модели безнаддувного двигателя в цикле судят о герметичности двигателя, а по максимумам импульсов автокорреляционных функций и по первым максимумам энергетических спектров на тактах сжатия - о герметичности цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного герметичности безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров
При достижении заданной средней за цикл частоты вращения по значениям средних значений углового ускорения за такт сжатия настроенной модели безнаддувного двигателя судят о герметичности цилиндров. По значениям центров тяжести зависимостей средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения - о внутренних потерях безнаддувного двигателя и его цилиндров. Используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния герметичности и внутренних потерях безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров.
Сравнивают идентифицированные признаки настроенных моделей с эталонными, соответствующими нормальному исправному двигателю, а также с зависимостью, описывающей изменение этих признаков 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-ого состояния настроенной модели двигателя и 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 признаков настроенных моделей во всем диапазоне частот вращения двигателя.
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 признаков моделей 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. 29) 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, первое устройство хранения и вычитания 29, первый блок определения характеристик 30, первый блок 31 идентификации, блок 32 классификаций состояний, задатчик 33 моделей процесса, задатчик 34 функций изменения параметров, блок моделей 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, второй блок определения характеристик 45, второе устройство хранения и вычитания 46, второй блок идентификации 47, блок определения функций чувствительностей 48, блок ручного ввода констант 49, переключатель 50 на две позиции и три положения.
Первый блок определения характеристик 30 (фиг. 30) содержит измерители скорости 51, градиента по углу поворота 52, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55, скользящего среднего значения 56, дисперсии или среднеквадратического отклонения 57, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58, цифровой мультиплексор 59, усреднитель 60 за цикл, усреднитель 61 за рабочий такт и на регуляторном участке, умножитель сигналов 62, анализатор спектра угловых ускорений разгона 63, анализатор ширины спектра 64, блоки расчета интегральных характеристик временных зависимостей 65, а также динамических скоростных характеристик 66, анализатор спектра и фазы угловых и временных зависимостей 67, анализатор гармоник угловых и временных зависимостей 68, кратных частоте вращения коленчатого вала, управляемый переключатель на два положения 69, коррелометр 70, измеритель энергетического спектра 71, с первого по четвертый вычислители максимума 72, 73, 78, 79, первый и второй блоки определения коэффициента неравномерности 74 и 75, первое и второе вычитающие устройства 76 и 77.
Блок моделей 35 (фиг. 31) содержит блок 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, блок 81 модели турбокомпрессора, блок 82 модели топливного насоса, блок 83 модели регулятора скорости, блок 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, цифровой мультиплексор 85. Блок 80 содержит блок расчета коэффициентов и задания начальных условий 86, блок настраиваемых коэффициентов 87, блок решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 88, сумматор решений 89, первый 90 и второй 91 дифференциаторы, блок настраиваемых нелинейностей 92, перестраиваемый генератор 93 гармоник, кратных частоте вращения вала, генератор нормального шума 94, блок входных воздействий 95, блок формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров 96. Блок 81 модели турбокомпрессора содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий 97, настраиваемых коэффициентов 98, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 99, сумматор решений 100, блок настраиваемых нелинейностей 101. Блок 82 модели топливного насоса содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий 102, настраиваемых коэффициентов 103, расчета цикловой подачи топлива 104, настраиваемых нелинейностей 105, управляемый переключатель на два положения 106, блок задания перемещения рейки топливного насоса 107. Блок 83 модели регулятора скорости содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий 108, настраиваемых коэффициентов 109, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 110, входных воздействий 111, настраиваемых нелинейностей 112, управляемый переключатель на два положения 113. Блок 84 содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий 114, настраиваемых коэффициентов 115, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 116, сумматор решений 117, дифференциатор 118, перестраиваемый генератор 119 гармоник, кратных частоте вращения вала, блок входных воздействий 120.
Второй блок определения характеристик 45 (фиг. 32) построен аналогично первому блоку определения характеристик 30 и содержит измерители скорости 121, градиента по углу поворота 122, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 123, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 124, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 125, скользящего среднего значения 126, дисперсии или среднеквадратического отклонения 127, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 128, цифровой мультиплексор 129, усреднитель 130 за цикл, усреднитель 131 за рабочий такт и на регуляторном участке, умножитель сигналов 132, анализатор спектра угловых ускорений разгона 133, анализатор ширины спектра 134, блоки расчета интегральных характеристик временных зависимостей 135, а также динамических скоростных характеристик 136, анализатор спектра угловых и временных зависимостей 137, анализатор гармоник угловых и временных зависимостей 138, кратных частоте вращения коленчатого вала, управляемый переключатель на два положения 139, коррелометр 140, измеритель энергетического спектра 141, с первого по четвертый вычислители максимума 142, 143, 148, 149, первый и второй блоки определения коэффициента неравномерности 144 и 145, первое и второе вычитающие устройства 146 и 147. Кроме того, в отличие от блока определения характеристик 30 в блок 45 добавлено устройство временного хранения 150.
Второе устройство хранения и вычитания 46 построено аналогично первому устройству хранения и вычитания 29, второй блок 47 идентификации - построен аналогично первому блоку 31 идентификации, а блок ручного ввода констант 49 - блоку 7 ручного управления.
Блок определения функций чувствительностей 48 (фиг. 33) содержит устройство временного хранения 151, цифровой мультиплексор 152, использующие в стационарном режиме и переходе из одного стационарного режима в другой непосредственно уравнения динамики моделей двигателей, топливного насоса, регулятора скорости и турбокомпрессора, определители градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом 153 по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей 154, составляющих углового ускорения коленчатого вала 155 по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам 156 и по параметрам нелинейностей 157, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера 158, а также по параметрам нелинейностей 159, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени 160 и по параметрам нелинейностей 161, в этих же условиях определители градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности 162 по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса 163 по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости 164 по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора 165 по параметру постоянная времени, определитель градиентов гармоник углового ускорения 166, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определитель градиентов спектров 167 автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определители градиентов энергетических спектров угла поворота коленчатого вала 168, угловых скорости 169 и ускорения 170, определители градиентов автокорреляционных функций 171 угла поворота коленчатого вала, угловых скорости 172 и ускорения 173 безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определитель градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 174 и по времени по параметрам нелинейностей, определитель градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей 175 по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определитель градиентов 176 скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определитель градиентов 177 смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге 178 углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей 179 и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик 180 по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик 181 по параметрам коэффициента усиления и постоянной времени.
Каждый из датчиков 11 - 1n давления в цилиндрах через усилители 11 - 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 и первого цифрового мультиплексора 27, 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 восьмой вход первого цифрового мультиплексора 27 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. Второй вход цифрового индикатора 10 и третий вход блока вывода 11 соединены со вторым выходом вычислительного блока 17. Выход коммутатора 16 соединен с вторыми входами блока вывода 11 и вычислительного блока 17, с седьмым входом первого цифрового мультиплексора. 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.
Первый вход первого цифрового мультиплексора 27 связан с первым выходом двойного цифрового дифференциатора 25, датчик 28 крутящего момента через функциональный преобразователь 38 крутящего момента связан с 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 четвертым, пятым и шестыми по числу цилиндров входами первого цифрового мультиплексора 27 соответственно. Девятый вход первого цифрового мультиплексора 27 соединен с вторым выходом двойного цифрового дифференциатора 25, а выход первого цифрового мультиплексора 27 связан с первым входом устройства хранения и вычитания 29, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления 5, третий вход - с выходом формирователя команд обработки 15, четвертый вход - с третьим выходом вычислительного блока 17, а пятый вход - с вторым выходом блока управления 5.
Выход первого устройства хранения и вычитания 29 соединен с вторым входом первого блока определения характеристик 30, первый вход которого соединен с выходом формирователя команд обработки 15, четвертый вход - с вторым выходом блока управления 5. Выход первого блока определения характеристик 30 через переключатель 50 на две позиции и три положения в первой позиции и первом положении, а выход второго устройства хранения и вычитания 46 через переключатель 50 в первой позиции и втором положении соединены с третьими входами цифрового индикатора 10 и блока 31 идентификации, вторыми входами задатчика 33 моделей и задатчика 34 функций изменения параметров, пятым входом блока вывода 11. Третьи входы первого блока определения характеристик 30, блока моделей 35, второго блока определения характеристик 45, второго устройства хранения и вычитания 46, второго блока идентификации 47, второй вход блока определения функций чувствительностей 48 и вход блока ручного ввода констант 49 соединены с первым выходом блока управления 5. Первый вход блока моделей 35 связан с выходом блока ручного ввода констант 49, второй вход - с выходом блока определения функций чувствительностей 48, а первый, второй и третий выходы - с первым, вторым и четвертым входами второго блока определения характеристик 45 соответственно, выход которого соединен с первым входом второго устройства хранения и вычитания 46, второй вход которого соединен с выходом блока ручного ввода констант 49, а выход - с первым входом второго блока идентификации 47. Второй вход второго блока идентификации 47 связан через переключатель 50 во второй позиции и втором положении - с выходом первого блока определения характеристик 30, а выход - с первым входом блока определения функций чувствительностей 48, выход которого через переключатель 50 в первой позиции и третьем положении соединен с третьим входом цифрового индикатора 10.
С первым и третьим входами первого блока определения характеристик 30 соединены соответственно первые и третьи входы измерителей скорости 51, градиента по углу поворота 52, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55, скользящего среднего значения 56, дисперсии или среднеквадратического отклонения 57, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58, усреднителя 60 за цикл, усреднителя 61 за рабочий такт и на регуляторном участке, умножителя сигналов 62, анализатора спектра угловых ускорений разгона 63, анализатора ширины спектра 64, блока 65 расчета интегральных характеристик временных зависимостей, блока 66 расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора спектра угловых и временных зависимостей 67, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей 68, кратных частоте вращения коленчатого вала, коррелометра 70 и измерителя энергетического спектра 71. Вторые входы измерителя скорости 51, измерителей градиента по углу поворота 52, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55, скользящего среднего значения 56, дисперсии или среднеквадратического отклонения 57, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58, усреднителя 60 за цикл, усреднителя 61 за рабочий такт и на регуляторном участке, анализатора спектра угловых и временных зависимостей 67, а коррелометра 70 и измерителя энергетического спектра 71 через управляемый переключатель 69 в первом положении соединены с вторым входом первого блока определения характеристик 30. Пятый вход измерителя градиента по углу поворота 52 и четвертый вход измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 соединены с четвертым входом первого блока определения характеристик 30. Четвертый вход измерителя градиента по углу поворота 52 связан с вторым выходом измерителя скорости 51. Выход измерителя скользящего среднего значения 56 соединен с четвертым входом измерителя дисперсии или среднеквадратического отклонения 57. Вторые входы умножителя сигналов 62, анализатора спектра угловых ускорений разгона 63, блоков расчета интегральных характеристик 65 временных зависимостей и расчета интегральных характеристик 66 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых временных зависимостей 68, кратных частоте вращения коленчатого вала, соединены с выходом усреднителя 61 за рабочий такт и на регуляторном участке. Выход усреднителя 60 за цикл связан с четвертыми входами умножителя сигналов 62, анализатора ширины спектра 64, блока расчета интегральных характеристик 66 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых временных зависимостей 68, кратных частоте вращения коленчатого вала. выход анализатора спектра угловых ускорений разгона 63 соединен с вторым входом анализатора ширины спектра 64, а выход анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей 67 - с пятым входом анализатора гармоник угловых и временных зависимостей 68, кратных частоте вращения коленчатого вала. Четвертые входы коррелометра 70 и измерителя энергетического спектра 71 через управляемый переключатель 69 во втором положении соединены с вторым входом, а управляемый вход переключателя 69 - с третьим входом первого блока определения характеристик 30. Выходы коррелометра 70 и измерителя энергетического спектра 71 соединены с входами первого и второго вычислителей максимумов 72, 73 и входами первого и второго вычитающих устройств 76 и 77 соответственно. Выходы первого и второго вычислителей максимумов 72, 73 соединены соответственно с входами первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров 74 и 75, а выходы первого и второго вычитающих устройств 76 и 77 - с входами третьего и четвертого вычислителей максимумов 78 и 79. С первого по двадцать первый входы цифрового мультиплексора 59 соединены соответственно с выходами измерителя скорости 51, измерителей градиента по углу поворота 52, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55, скользящего среднего значения 56, дисперсии или среднеквадратического отклонения 57, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58, умножителя сигналов 62, анализатора спектра угловых ускорений разгона 63, анализатора ширины спектра 64, блока расчета интегральных характеристик 65 временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик 66 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей 68, коррелометра 70 и измерителя энергетического спектра 71, первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров 74 и 75, третьего и четвертого вычислителей максимумов 78 и 79, усреднителя 60 за цикл. Двадцать второй управляющий вход цифрового мультиплексора 59 соединен с третьим входом первого блока определения характеристик 30, а выход цифрового мультиплексора 59 является выходом первого блока определения характеристик 30.
Выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86 блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом в блоке моделей 35 соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов 87, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 88, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений 89. Выход сумматора решений 89 соединен с первым входом первого дифференциатора 90. Выход первого дифференциатора 90 связан с первыми входами второго дифференциатора 91 и перестраиваемого генератора 93 гармоник, кратных частоте вращения вала, с четвертыми входами блока настраиваемых нелинейностей 92 и блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86. Второй вход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 88 связан с выходом блока входных воздействий 95, четвертый вход - с выходом блока настраиваемых нелинейностей 92, а второй вход сумматора решений 89 - с выходом перестраиваемого генератора 93 гармоник, кратных частоте вращения вала. Выход генератора нормального шума 94 соединен с четвертым входом сумматора решений 89. Выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 88 соединен с вторым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86 и с первым входом блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров 96, выход которого связан с пятым входом блока настраиваемых нелинейностей 92. Третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86, блока настраиваемых коэффициентов 87, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 88, сумматора решений 89, блока настраиваемых нелинейностей 92, вторые входы блока входных воздействий 95, первого 90 и второго 91 дифференциаторов, перестраиваемого генератора 93 гармоник, кратных частоте вращения вала, блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров 96, вход генератора нормального шума 94 соединены с третьим входом блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом. Первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86 является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 87 и первый вход блока настраиваемых нелинейностей 92 - вторым входом, первый вход блока входных воздействий 95 - четвертым входом, пятый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86 - пятым входом, выход сумматора решений 89 - первым выходом, выход первого дифференциатора 90 - вторым выходом, выход второго дифференциатора 91 - третьим выходом, выход перестраиваемого генератора 93 гармоник, кратных частоте вращения вала, - четвертым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86 - пятым выходом, выход блока настраиваемых нелинейностей 92 - шестым выходом, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 88 - седьмым вывыходом, выход блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров 96 - восьмым выходом блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом.
Выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 97 в блоке турбокомпрессора 81 соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов 98, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 99, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений 100 и четвертым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 97. Выход сумматора решений 100 соединен с вторыми входами блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 97 и блока настраиваемых нелинейностей 101, выход которого соединен с вторым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 99. Третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 97, блока настраиваемых коэффициентов 98, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 99, блока настраиваемых нелинейностей 101 и второй вход сумматора решений 100 соединены с третьим входом блока турбокомпрессора 81. Первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 97 является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 98 и первый вход блока настраиваемых нелинейностей 101 - вторым входом, четвертый и пятый входы блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 99 - четвертым и пятым входами, выход сумматора решений 100 - первым выходом, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 99 - вторым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 97 -третьим выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей 101 - четвертым выходом блока турбокомпрессора 81.
Выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 102 в блоке модели топливного насоса 82 соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов 103, выход которого соединен с первым входом блока расчета цикловой подачи топлива 104, второй вход которого соединен с выходом блока задания перемещения рейки топливного насоса 107, четвертый вход - с выходом блока настраиваемых нелинейностей 105, а пятый вход - с выходом управляемого переключателя на два положения 106, с которым также соединен второй вход блока настраиваемых нелинейностей 106. Второй вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 102, третьи входы блока настраиваемых коэффициентов 103, блока расчета цикловой подачи топлива 104, блока настраиваемых нелинейностей 105 и управляемый вход переключателя на два положения 106 соединены с третьим входом блока модели топливного насоса 82. Первые входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 102 и блока задания перемещения рейки топливного насоса 107 являются первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 103 и первый вход блока настраиваемых нелинейностей 105 - вторым входом, первое и второе положения управляемого переключателя на два положения 106 - пятым и четвертым входами, второй вход блока задания перемещения рейки топливного насоса 107 - шестым входом, выход блока расчета цикловой подачи топлива 104 - первым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 102 - вторым выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей 105 - третьим выходом блока модели топливного насоса 82.
Выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 108 в блоке 83 модели регулятора скорости соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов 109, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 110, второй вход которого соединен с выходом блока настраиваемых нелинейностей 112, четвертый вход - с выходом блока входных воздействий 111, второй вход которого соединен с выходом управляемого переключателя на два положения 113. Вторые входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 108, блока настраиваемых нелинейностей 112, третьи входы блока настраиваемых коэффициентов 109, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 110, первый вход блока входных воздействий 111 и управляемый вход управляемого переключателя на два положения 113 соединены с третьим входом блока 83 модели регулятора скорости. Первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 108 является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 109 и первый вход блока настраиваемых нелинейностей 112 - вторым входом, первое и второе положения управляемого переключателя на два положения 113 - пятым и четвертым входами, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 110 - первым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 108 - вторым выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей 112 - третьим выходом блока 83 модели регулятора скорости.
Выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 в блоке 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов 115, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 116, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений 117 и первым входом перестраиваемого генератора 119 гармоник, кратных частоте вращения вала. Второй вход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 116 связан с выходом блока входных воздействий 120, второй вход сумматора решений 117 - с выходом перестраиваемого генератора 119 гармоник, кратных частоте вращения вала. Выход сумматора решений 117 соединен с первым входом дифференциатора 118 и вторым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 114. Третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 114, блока настраиваемых коэффициентов 115, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки 116, сумматора решений 117, вторые входы дифференциатора 118 и перестраиваемого генератора 119 гармоник, кратных частоте вращения вала, вход блока входных воздействий 120 соединены с третьим входом блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега. Первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 115 - вторым входом, четвертый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 - четвертым входом, выход сумматора решений 117 - первым выходом, выход дифференциатора 118 - вторым выходом, выход перестраиваемого генератора 119 гармоник, кратных частоте вращения вала, - третьим выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 - четвертым выходом блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега.
С первого по третьи входы блоков 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, 81 модели турбокомпрессора, 82 модели топливного насоса, 83 модели регулятора скорости, 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега являются с первого по третий входами блока моделей 35 соответственно. Второй выход блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с четвертым входом блока 81 модели турбокомпрессора, с пятыми входами блока 82 модели топливного насоса и блока 83 модели регулятора скорости. Пятые входы блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и блока 81 модели турбокомпрессора, четвертый вход блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега соединены с первым выходом блока 82 модели топливного насоса. Четвертый вход блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с первым выходом блока 81 модели турбокомпрессора. Шестой вход блока 82 модели топливного насоса связан с первым выходом блока 83 модели регулятора скорости. Четвертые входы блоков 82 модели топливного насоса и 83 модели регулятора скорости соединены с первым выходом блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега. Третий вход блока моделей 35, седьмой и с первого по пятый выходы блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, первый выход блока 81 модели турбокомпрессора, первый выход блока 83 модели регулятора скорости, второй выход блока 82 модели топливного насоса, второй и третий выходы блока 81 модели турбокомпрессора, второй выход блока 83 модели регулятора скорости, с первого по четвертый выходы блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, шестой выход блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, четвертый выход блока 81 модели турбокомпрессора, третьи выходы блока 82 модели топливного насоса и блока 83 модели регулятора скорости, соединены с первого по двадцать первый входами цифрового мультиплексора 85. Выход цифрового мультиплексора 85 является первым выходом, а седьмой и восьмой выходы блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом являются вторым и третьим выходами блока моделей 35.
С первым и третьим входами второго блока определения характеристик 45 соединены соответственно первые и третьи входы измерителей скорости 121, градиента по углу поворота 122, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 123, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 124, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 125, скользящего среднего значения 126, дисперсии или среднеквадратического отклонения 127, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 128, усреднителя 130 за цикл, усреднителя 131 за рабочий такт и на регуляторном участке, умножителя сигналов 132, анализатора спектра угловых ускорений 133, анализатора гармоник угловых ускорений 134, кратных частоте вращения коленчатого вала, блока расчета интегральных характеристик 135 временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик 136 динамических скоростных характеристик, анализатора спектра угловых временных зависимостей 137, анализатора гармоник угловых временных зависимостей 138, кратных частоте вращения коленчатого вала, коррелометра 140 и измерителя энергетического спектра 141. Вторые входы измерителя скорости 121, измерителей градиента по углу поворота 122, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 123, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 124, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 125, скользящего среднего значения 126, дисперсии или среднеквадратического отклонения 127, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 128, усреднителя 130 за цикл, усреднителя 131 за рабочий такт и на регуляторном участке, анализатора спектра угловых временных зависимостей 137, а коррелометра 140 и измерителя энергетического спектра 141 через управляемый переключатель 139 в первом положении соединены с выходом устройства временного хранения 150, с первого по третий входы которого соединены с первого по третий входами второго блока определения характеристик 45. Пятый вход измерителя градиента по углу поворота 122 и четвертый вход измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 128 соединены с четвертым входом второго блока определения характеристик 45. Четвертый вход измерителя градиента по углу поворота 122 связан с вторым выходом измерителя скорости 121. Выход измерителя градиента скользящего среднего значения 126 соединен с четвертым входом измерителя градиента дисперсии или среднеквадратического отклонения 127. Вторые входы умножителя сигналов 132, анализатора спектра угловых ускорений 133, блоков расчета интегральных характеристик 135 временных зависимостей и расчета интегральных характеристик 136 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых временных зависимостей 138, кратных частоте вращения коленчатого вала, соединены с выходом усреднителя 131 за рабочий такт и на регуляторном участке. Выход усреднителя 130 за цикл связан с четвертыми входами умножителя сигналов 132, анализатора гармоник угловых ускорений 134, кратных частоте вращения коленчатого вала, блока расчета интегральных характеристик 136 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых временных зависимостей 138, кратных частоте вращения коленчатого вала. Выход анализатора спектра угловых ускорений 133 соединен с вторым входом анализатора гармоник угловых ускорений 134, кратных частоте вращения коленчатого вала, а выход анализатора спектра угловых временных зависимостей 137 - с пятым входом анализатора гармоник угловых временных зависимостей 138. Четвертые входы коррелометра 140 и измерителя энергетического спектра 141 через управляемый переключатель 139 во втором положении соединены с выходом устройства временного хранения 150, а управляемый вход переключателя 139 - с третьим входом второго блока определения характеристик 45. Выходы коррелометра 140 и измерителя энергетического спектра 141 соединены с входами вычислителей максимумов 142, 143 и входами вычитающих устройств 146 и 147 соответственно. Выходы вычислителей максимумов 142, 143 соединены соответственно с входами блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров 144 и 145, а выходы вычитающих устройств 146 и 147 - с входами вычислителей максимумов 148 и 149. С первого по двадцать первый входы цифрового мультиплексора 129 соединены соответственно с выходами измерителя скорости 121, измерителей градиента по углу поворота 122, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 123, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 124, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 125, скользящего среднего значения 126, дисперсии или среднеквадратического отклонения 127, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 128, умножителя сигналов 132, анализатора спектра угловых ускорений 133, анализатора гармоник угловых ускорений 134, кратных частоте вращения коленчатого вала, блока расчета интегральных характеристик 135 временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик 136 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых временных зависимостей 138, коррелометра 140 и измерителя энергетического спектра 141, блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров 144 и 145, вычислителей максимумов 148 и 149, усреднителя 130 за цикл. Двадцать второй управляющий вход цифрового мультиплексора 129 соединен с третьим входом второго блока определения характеристик 45. а выход цифрового мультиплексора 129 является выходом второго блока определения характеристик 45.
В блоке определения функций чувствительностей 48 первые и третьи входы, а вторые входы через устройство временного хранения 151, устройства временного хранения 151, использующие в стационарном режиме и переходе из одного стационарного режима в другой непосредственно уравнения динамики моделей двигателей, топливного насоса, регулятора скорости и турбокомпрессора, определителей градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом 153 по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей 154, составляющих углового ускорения коленчатого вала 155 по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам 156 и по параметрам нелинейностей 157, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера 158, а также по параметрам нелинейностей 159, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени 160 и по параметрам нелинейностей 161, в этих же условиях определителей градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности 162 по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса 163 по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости 164 по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора 165 по параметру постоянная времени, определителя градиентов гармоник углового ускорения 166, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов спектров 167 автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определителей градиентов энергетических спектров угла поворота коленчатого вала 168, угловых скорости 169 и ускорения 170, определителей градиентов автокорреляционных функций 171 угла поворота коленчатого вала, угловых скорости 172 и ускорения 173 безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 174 и по времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей 175 по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов 176 скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определителя градиентов 177 смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге 178 углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей 179 и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик 180 по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определителя градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик 181 по параметрам коэффициент усиления и постоянная времени соединены соответственно с первого по третий входами блока определения функций чувствительностей 48. С первого по двадцать девятый входы цифрового мультиплексора 152 соединены соответственно с выходами определителей градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом 153 по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей 154, составляющих углового ускорения коленчатого вала 155 по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам 156 и по параметрам нелинейностей 157, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера 158, а также по параметрам нелинейностей 159, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени 160 и по параметрам нелинейностей 161, в этих же условиях определителей градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности 162 по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса 163 по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости 164 по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора 165 по параметру постоянная времени, определителя градиентов гармоник углового ускорения 166, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов спектров 167 автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определителей градиентов энергетических спектров угла поворота коленчатого вала 168, угловых скорости 169 и ускорения 170, определителей градиентов автокорреляционных функций 171 угла поворота коленчатого вала, угловых скорости 172 и ускорения 173 безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 174 и по времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей 175 по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов 176 скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определителя градиентов 177 смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге 178 углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей 179 и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик 180 по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определителя градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик 181 по параметрам коэффициент усиления и постоянная времени. Тридцатый вход цифрового мультиплексора 152 соединен с третьим входом блока определения функций чувствительностей 48, а выход цифрового мультиплексора 152 является выходом блока определения функций чувствительностей 48.
Измерители скорости 51 (фиг. 34, а) в первом блоке определения характеристик 30 и 121 во втором блоке определения характеристик 45 содержат цифровой дифференциатор с усреднением 182, измеритель максимумов 183, измеритель временного интервала 184 и генератор тактовых импульсов 185, причем выход цифрового дифференциатора с усреднением 182 является вторым выходом измерителей скорости 51 и 121 и соединен через измеритель максимумов 183 с первым входом измерителя временного интервала 184, второй вход которого связан с генератором тактовых импульсов 185, а выход является первым выходом измерителей скорости 51 и 121, первый, второй и третий входы цифрового дифференциатора с усреднением 182 являются с первого по третий входами измерителей скорости 51 и 121.
Измерители градиента по углу поворота 52 (фиг. 34, б) в первом блоке определения характеристик 30 и 122 во втором блоке определения характеристик 45 содержат делительное устройство с усреднением 186, измеритель максимумов 187 и измеритель углового интервала 188, причем выход цифрового дифференциатора с усреднением 186 соединен через измеритель максимумов 187 с первым входом измерителя углового интервала 188, второй вход которого является пятым входом измерителей градиента по углу поворота 52 и 122, а выход - выходом измерителей градиента по углу поворота 52 и 122, с первого по четвертый входы цифрового дифференциатора с усреднением 186 являются с первого по четвертый входами измерителей градиента по углу поворота 52 и 122.
Измерители дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53 (фиг. 35) в первом блоке определения характеристик 30 и 123 во втором блоке определения характеристик 45 содержат измерители закона по числу импульсов 189 и по угловым интервалам 190, первый 191 и второй 197 цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов 192 и ширины между экстремумами 193, с первого по третий усреднители по углу в заданном интервале 194…196, причем выходы измерителей закона по числу импульсов 189 и по угловым интервалам 190 соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора 191, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов 192 и первым входом измерителя ширины между экстремумами 193, вторые выходы первого цифрового мультиплексора 191, измерителя экстремумов 192 и выход измерителя ширины между экстремумами 193 соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале 194…196 и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора 197, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале 194…196, а выход является выходом измерителей дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53 и 123, причем выход измерителя экстремумов 192 соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами 193, первые входы измерителей закона по числу импульсов 189 и по угловым интервалам 190 являются вторыми входами измерителей дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53 и 123, третьим входом которых являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов 189 и по угловым интервалам 190 и третий вход первого цифрового мультиплексора 191, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов 189 и по угловым интервалам 190 и седьмым входом второго цифрового мультиплексора 197.
Измерители дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54 (фиг. 36) в первом блоке определения характеристик 30 и 124 во втором блоке определения характеристик 45 содержат измерители закона по числу импульсов 198 и по временным интервалам 199, первый 200 и второй 206 цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов 201 и ширины между экстремумами 202, с первого по третий усреднители по времени в заданном интервале 203…205, причем выходы измерителей закона по числу импульсов 198 и по временным интервалам 199 соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора 200, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов 201 и первым входом измерителя ширины между экстремумами 202, вторые выходы первого цифрового мультиплексора 200, измерителя экстремумов 201 и выход измерителя ширины между экстремумами 202 соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале 203…205 и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора 206, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале 203…205, а выход является выходом измерителей дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54 и 124, причем выход измерителя экстремумов 201 соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами 202, первые входы измерителей закона по числу импульсов 198 и по временным интервалам 199 являются вторыми входами измерителей дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54 и 124, третьим входом которых являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов 198 и по временным интервалам 199 и третий вход первого цифрового мультиплексора 200, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов 198 и по временным интервалам 199 и седьмым входом второго цифрового мультиплексора 206.
Измерители двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55 (фиг. 37) в первом блоке определения характеристик 30 и 125 во втором блоке определения характеристик 45 содержат измерители двумерного закона по числу импульсов 207 и по интервалам 208, первый 209 и второй 215 цифровые мультиплексоры, измерители экстремальной поверхности 210 и площади между экстремальной поверхностью 211, с первого по третий усреднители в заданном интервале 212…214, причем выходы измерителей двумерного закона по числу импульсов 207 и по угловым интервалам 208 соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора 209, первый выход которого связан с входом измерителя экстремальной поверхности 210 и первым входом измерителя площади между экстремальной поверхностью 211, вторые выходы первого цифрового мультиплексора 209, измерителя экстремальной поверхности 210 и выход измерителя площади между экстремальной поверхностью 211 соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей в заданном интервале 212…214 и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора 215, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей в заданном интервале 212…214, а выход является выходом измерителей двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55 и 125, причем выход измерителя экстремальной поверхности 210 соединен с вторым входом измерителя площади между экстремальной поверхностью 211, первые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов 207 и по угловым интервалам 208 являются вторым входом измерителей двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55 и 125, третьим входом которых являются вторые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов 207 и по угловым интервалам 208 и третий вход первого цифрового мультиплексора 209, а первым входом - третьи входы измерителей двумерного закона по числу импульсов 207 и по угловым интервалам 208 и седьмым входом второго цифрового мультиплексора 215.
Измерители смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 (фиг. 38) в первом блоке определения характеристик 30 и 128 во втором блоке определения характеристик 45 содержат усреднитель по множеству 216, цифровой сглаживающий фильтр 217, схему сравнения кодов 218, измеритель интервала 219, схемы ИЛИ 220 и И 221, генератор тактовых импульсов 222, причем выход усреднителя по множеству 216 соединен через цифровой сглаживающий фильтр 217 и схему сравнения кодов 218 с первым входом измерителя интервала 219, второй вход которого связан с выходом схемы ИЛИ 220, а выход является выходом измерителей смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 и 128, первый и второй входы схемы ИЛИ 220 соединены соответственно с выходом схемы И 221 и выходом генератора тактовых импульсов 222, вход которого связан с первым входом схемы И 221 и третьим входом усреднителя по множеству 216 и является третьим входом измерителей смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 и 128, второй вход схемы И 221 является четвертым входом, а первый и второй входы усреднителя по множеству 216-первым и вторым входами измерителей смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 и 128.
Блок 5 управления (фиг. 39) содержит формирователь 223 сигналов угловых меток, формирователь 224 сигналов оборота, формирователь 225 сигналов начала цикла, формирователь 226 команд управления, счетчик 227 текущего угла, избирательный блок 228, делитель периода 229, первый, второй и третий элементы И 230, 231, 232, с первого по четвертый элементы ИЛИ 233, 234, 235, 236. Первый вход блока 5 управления является входом формирователя 223 сигналов угловых меток, второй вход блока 5 управления является входом формирователя 224 сигналов оборота, второй вход формирователя 225 сигналов начала цикла является третьим входом блока 5 управления. Выход формирователя 225 начала цикла подключен через счетчик 227 текущего угла к входу избирательного блока 228 и к первому входу формирователя 226 команд управления, причем выход счетчика 227 текущего угла является третьим выходом блока 5 управления. Выход делителя периода 229 соединен с третьим входом формирователя 225 сигналов начала цикла, вторым входом счетчика 227 текущего угла и вторым входом формирователя 226 команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока 5 управления. Первый выход формирователя 226 команд управления подключен к первому входу первого элемента И 230, второй вход которого подсоединен к выходу делителя периода 229. Выход первого элемента И 230 является вторым выходом блока 5 управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя 226 команд управления и выход избирательного блока 228. Второй вход второго элемента И 231 соединен с третьим выходом формирователя 226 команд управления. Выход формирователя 223 сигналов угловых меток соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 233, выход которого подключен ко входу делителя периода 229 и первому входу второго элемента И 231. Выход формирователя 224 сигналов оборота связан с первым входом второго элемента ИЛИ 234, выход которого подключен к первому входу формирователя 225 сигналов начала цикла. Вторые входы элементов ИЛИ 233, 234 являются соответственно шестым и седьмым входами блока 5 управления. Четвертый выход формирователя 226 команд управления соединен с первым входом третьего элемента И 232, второй вход которого является восьмым входом блока 5 управления, а выход соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 235, первый вход которого связан с выходом второго элемента И 231, а выход является пятым выходом блока 5 управления. Первый и второй входы четвертого элемента ИЛИ 236 соединены соответственно с четвертым и третьим выходами формирователя 226 команд управления, а выход его является шестым выходом блока 5 управления.
Вычислительный блок 17 (фиг. 40) содержит схему выбора экстремума 237, измеритель периода 238, цифровой дифференциатор 239, блок 240 вычисления среднего индикаторного давления, блок 241 регистров параметров и селектор 242 частоты вращения, при этом третий вход вычислительного блока 17 является первым управляющим входом блока 241 регистров и первыми входами схемы 237 выбора экстремума, цифрового дифференциатора 239, измерителя периода 238 и блока 240 вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока 17, подсоединены к информационным входам блока регистров 241, при этом второй вход вычислительного блока 17 является вторым входом схемы выбора экстремума 237, цифрового дифференциатора 239 и блока вычисления среднего индикаторного давления 240, третьим входом которых является выход блока регистров 241, причем четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления 240 является первым входом вычислительного блока 17, а выход цифрового дифференциатора 239 соединен с четвертым входом схемы 237 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 241 регистров параметров, причем первый вход селектора 242 частоты вращения связан с выходом измерителя периода 238, второй вход - со вторым входом блока 241.
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. 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. Устройство хранения и вычитания 29, 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.
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. Функциональные преобразователи 38, 42-44 результат измерения подают на выход в виде кодов чисел.
В первом блоке определения характеристик 30 измеритель скорости 51 дифференциатор с усреднением 182 выполнен в виде цифрового дифференциатора с усреднением кодов чисел на интервале, собранного по типовой схеме. Время усреднения на интервале дифференциатора 182 определяется желаемым числом используемых отсчетов во времени. Кроме того, этот дифференциатор осуществляет последующее усреднение каждого отсчета, полученного в результате дифференцирования, по множеству циклов или оборотов. Измерители экстремумов 183, а также 187 в измерителе градиента по углу поворота 52, 192 в измерителе дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53, 201 в измерителе дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54, вычислители максимума 72, 73, 78, 79 собраны по типовой схеме выделения максимального (только у вычислителей максимума 72, 73, 78, 79) и минимального чисел с применением многоцелевых регистров, двух схем сравнения для определения максимума и минимума и двух выходных регистров для хранения чисел начиная с минимального (близкого к нулю) слева от максимального числа до минимального числа справа для максимума и в обратном порядке для минимума. Измерители временного 184 и углового 188 интервалов содержат сдвиговый регистр для записи и хранения чисел, поступающих с измерителей экстремумов 183 и 187, и счетчик числа отсчетов. Управление измерителем временного интервала 184 осуществляется с помощью генератора тактовых импульсов 185, а измерителем углового интервала 188 с помощью угловых меток, подающихся на его второй вход с пятого входа измерителя градиента 52 по углу поворота, который является четвертым входом первого блока определения характеристик 30. В измерителе градиента по углу поворота 52 делительное устройство с усреднением 186 может быть выполнено в виде типового микропроцессорного спецвычислителя, осуществляющего деление двух чисел (кодов) и их усреднение по множеству циклов или оборотов. В измерителях дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53 и по времени 54 измерители закона по числу импульсов 189 и 198 построены по типовым схемам измерителей, подсчитывающих число отсчетов (кодов чисел), попавших в каждый дифференциальный коридор. Измерители закона по угловым интервалам 190 и по временным интервалам 199 построены по типовым схемам измерителей интервалов процессов, попавших в каждый дифференциальный коридор. Измерители ширины между экстремумами 193 и 202 построены по типовой схеме счета количества отсчетов, хранящихся в выходных регистрах измерителей экстремумов 192 и 201. Усреднители 194…196 и 203…205 построены по типовой схеме микропроцессорного спецвычислителя, осуществляющего нахождение среднего арифметического значения чисел (кодов) в заданном угловом (в измерителе 53) или временном (в измерителе 54) интервале. В измерителе двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55 измеритель двумерного закона по числу импульсов 207 является комбинацией двух измерителей, аналогичных измерителям 189 и 198, а измеритель двумерного закона по интервалам 208 - комбинацией двух измерителей, аналогичных измерителям 190 и 199. Измеритель 207 осуществляет счет числа отсчетов (кодов чисел), попавших в каждый дифференциальный коридор между площадями, а измеритель 208 - интервалы процессов, попавших в каждый дифференциальный коридор между площадями. Измеритель экстремальной поверхности 210 построен на основе комбинации двух измерителей, аналогичных измерителям 192 и 201, а измеритель площади между экстремальной поверхностью 211 - на основе комбинации двух измерителей, аналогичных измерителям 193 и 202. Усреднители в заданном интервале 212…214 выполнены аналогично усреднителям 194…196 и 203…205. Измерители скользящего среднего значения 56, дисперсии или среднеквадратического отклонения 57 построены по типовым схемам спецвычислителей среднего арифметического значения чисел (кодов) или среднеквадратического отклонения (с учетом измеренного среднего арифметического значения чисел) на заданном интервале. В измерителе смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 усреднитель по множеству 216 выполнен по типовой схеме спецвычислителя, осуществляющего нахождение среднего арифметического значения чисел (кодов) по множеству циклов или оборотов на всем заданном угловом или временном интервале. Цифровой сглаживающий фильтр 217, схема сравнения кодов 218 и измеритель интервала 219 также построены по соответствующим типовым схемам. Усреднитель 60 за цикл и усреднитель 61 за рабочий такт и на регуляторном участке построены по типовой схеме микропроцессорного спецвычислителя, осуществляющего нахождение среднего арифметического значения чисел (кодов). Умножитель сигналов 62 построен по типовой схеме микропроцессорного спецвычислителя, осуществляющего умножение кодов, поступающих с выходов усреднителя 60 за цикл и усреднителя 61 за рабочий такт и на регуляторном участке. Анализатор спектра угловых ускорений разгона 63, анализатор спектра и фазы угловых и временных зависимостей 67, анализатор ширины спектра 64, блоки расчета интегральных характеристик временных зависимостей 65, а также динамических скоростных характеристик 66, анализатор гармоник угловых и временных зависимостей 68, кратных частоте вращения коленчатого вала, коррелометр 70, измеритель энергетического спектра 71, с первого по четвертый вычислители максимума 72, 73, 78, 79, первый и второй блоки определения коэффициента неравномерности 74 и 75, первое и второе вычитающие устройства 76 и 77 также построены по одной из типовых схем микропроцессорных спецвычислителей.
Экспертная система работает следующим образом. В системе предусмотрены пять режимов работы: а) измерения и регистрации индикаторной диаграммы давлений в цилиндрах; б) обучения; в) измерения и регистрации рабочих процессов, их характеристик и параметров в переходных режимах; г) измерения и регистрации рабочих процессов, их характеристик и параметров в стационарных режимах; д) 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 223 и поступают через первую схему ИЛИ 233 на вход делителя периода 229, 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 224 и поступает через вторую схему ИЛИ 234 на первый вход формирователя 225 сигналов начала цикла, на второй вход которого поступает сигнал разделения тактов работы цилиндров, а на третий вход -сигналы угловых меток с выхода делителя периода 229. Выходной сигнал формирователя 225 сигналов начала цикла служит импульсом начала цикла работы двигателя. Этот сигнал подается на вход начальной установки счетчика 227 текущего угла, на счетный вход которого поступают сигналы угловых меток с делителя периода 229. Код текущего угла ПКВ с выхода счетчика 227 поступает на первый вход формирователя 226 команд управления и на вход избирательного блока 228. 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 226 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 229.
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, цифровой мультиплексор 27, первое 29 и второе 46 устройство хранения и вычитания 29, первый 30 и второй 45 блоки определения характеристик, первый 31 и второй 47 блоки идентификации, блок 32 классификаций состояний, блок моделей 35, блок ручного ввода констант 49.
Каждый блок имеет свой адрес, благодаря чему он выполняет предназначенные ему команды. Кроме того, формирователь 226 команд управления вырабатывает сигнал включения процесса измерения, который разрешает прохождение сигналов угловых меток с делителя периода 229 через первый элемент И 230 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 коммутированной 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 239, схемы выбора экстремума 237, блока вычисления среднего индикаторного давления 240. Код текущего угла поступает в блок вычисления среднего индикаторного давления 240 и в блок регистров параметров 241 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 240 рассчитывается среднее индикаторное давление методом численного интегрирования, а в цифровом дифференциаторе 239 - производная давления по углу ПКВ. Схема 237 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 238 периода измеряются различные временные интервалы по поступающим командам обработки. Для реализации алгоритма вычисления параметров на третьи входы схемы 237 выбора экстремума, цифрового дифференциатора 239 и блока 240 вычисления среднего индикаторного давления подается информация о соответствующих результатах вычислений по данному цилиндру за предыдущий угловой отсчет с выхода блока 241 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 241 регистров.
Вычисленные значения параметров за цикл работы каждого цилиндра поступают в блок 241 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 241 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 в стационарном режиме полной нагрузки последовательно измеряют и регистрируют 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 угловую скорость ротора турбокомпрессора. Измеряют у этих процессов градиенты по углу поворота и скорости изменения, дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, в функции времени и двумерные законы распределения в функции угла и времени, дисперсии или средние квадратические отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и по времени. Измеряют за цикл автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала, определяют максимумы импульсов этой автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, находят разность между этими максимуми, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля. Измеряют на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения коленчатого вала двигателя, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций и их значения при верхней мертвой точке, а также первые максимумы и значения выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах. Измеряют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя, определяют максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы энергетических спектров этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя. Измеряют на периоде оборота двигателя автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции и гармонику с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра.
Измеряют за цикл автокорреляционную функцию и энергетический спектр ускорения ротора и давления наддува турбокомпрессора, определяют максимумы импульсов этих автокорреляционных функций, соответствующих по времени нулю и соседнему импульсу, находят разность между этими максимуми, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля. Измеряют на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности автокорреляционные функции и энергетические спектры ускорения ротора и давления наддува турбокомпрессора, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы спектров. Измеряют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя, определяют максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы энергетических спектров этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя.
На регуляторном участке скоростной характеристики измеряют по множеству циклов дифференциальный закон распределения вероятностей, дисперсию или среднее квадратическое отклонение перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, измеряют двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, определяют максимумы, значительно превышающие среднеквадратическое отклонение, указанных дифференциальных законов распределения вероятностей перемещения рейки модели топливного насоса.
При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, измеряют средние за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, значения угловой скорости коленчатого вала безнаддувного двигателя, давления в каждом цилиндре, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, топливного насоса, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, средние значения давления наддува и частоты вращения ротора турбокомпрессора, на регуляторном участке скоростной характеристики средние значения перемещения рейки топливного насоса, измеряют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики указанных процессов двигателя, топливного насоса, турбокомпрессора, центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики процессов соединений двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор, двигатель-регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор с последующим измерением в стационарном режиме полной нагрузки амплитудного спектра мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала двигателя за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, на регуляторном участке перемещения рейки топливного насоса, давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора. Определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности соединений цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «идеального реле». Определяют в зонах перекладки поршней гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «люфта». Определяют в цикле, за исключением зон перекладки поршней, гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель-регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности». Определяют на регуляторном участке гармоники перемещения рейки топливного насоса, совпадающие 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 характеристикой «зоны нечувствительности». Определяют гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающие 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». Определяют за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающие 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». Определяют гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающие 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 характеристикой «зоны нечувствительности».
В режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной измеряют средние по множеству циклов работы двигателя (множеству разгонов) мгновенные значения за оборот коленчатого вала, за цикл, рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя за исключением зон перекладки поршней безнаддувного двигателя угловых скорости и ускорения коленчатого вала в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, вычитают из углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренную инерционную составляющую углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, сглаживают полученные процессы с целью исключения незначительных случайных выбросов. Определяют за цикл безнаддувного двигателя, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала. Измеряют дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения измеренных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени. Измеряют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму. Измеряют дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, измеряют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей этих процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму. Определяют максимумы, значительно превышающие среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей указанных процессов. При достижении заданной средней за цикл частоты вращения измеряют автокорреляционную функцию и энергетический спектр ускорения коленчатого вала двигателя, определяют максимумы импульсов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, определяют разность между этими максимумами и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля. Измеряют на рабочем такте каждого цилиндра автокорреляционные функции и энергетические спектры ускорений коленчатого вала, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций или их значений при верхних мертвых точках, первые максимумы энергетических спектров и их выбросы при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала и более низких частотах. Определяют соотношения автокорреляционных функций или их максимумов, энергетических спектров или их первых максимумов или указанных выбросов по отдельности. Измеряют на рабочих тактах цилиндров взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры ускорений коленчатого вала попарно между цилиндрами в цикле двигателя и максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы взаимных энергетических спектров. Определяют соотношения взаимокорреляционных функций или их максимумов и взаимных энергетических спектров или их первых максимумов. Измеряют на периоде оборота коленчатого вала безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию и энергетический спектр ускорения, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции и гармоники с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра.
В режиме разгона без нагрузки непрерывно определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала безнаддувного двигателя за цикл, за рабочий такт, на регуляторном участке, при достижении заданной средней за цикл частоты вращения определяют коэффициент неравномерности работы цилиндров, заброс регулятора скорости, находят произведения этих средних значений с указанной частотой вращения, определяют динамическую мощность двигателя и его цилиндров, зависимости этих средних значений от времени и частоты вращения, а также их интегральные характеристики (центры тяжести).
В режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала измеряют средние по множеству циклов двигателя (множеству выбегов) мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала и при достижении двигателем заданной частоты вращения на такте сжатия каждого цилиндра по отдельности измеряют автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений. Определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы этих спектров. Непрерывно определяют средние по множеству циклов двигателя (множеству выбегов) значения угловых ускорений коленчатого вала безнаддувного двигателя за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности, определяют герметичность двигателя и отдельных цилиндров, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их интегральные характеристики (центры тяжести).
Для двигателя с нормальным техническим состоянием эти зависимости и их параметры (признаки) принимают за эталонные и записывают в задатчик 33 моделей процессов при первом положении переключателя 50. Аналогично измеряют и регистрируют эти зависимости и их параметры для других заранее установленных технических состояний двигателя, центробежного регулятора скорости, топливного насоса и турбокомпрессора, относящихся к классам допустимого, предельного, предаварийного и других состояний двигателя и его агрегатов при разных частотах (например, при nном., nМмах, nр и через каждые 100 об/мин),. Значения характерных точек этих зависимостей и их параметров записываются в задатчик 34 функций изменения параметров. Задатчик 33 вместе с блоком 241 регистров образуют базу данных, а задатчик 34 вместе с первым блоком идентификации 31 и блоком 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. 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 233. С выхода этого элемента сформированные угловые метки при наличии разрешающего сигнала с формирователя 226 команд управления проходят последовательно через второй элемент И 231 и третий элемент ИЛИ 235 на пятый выход блока 5 управления. Этот разрешающий сигнал формируется в формирователе 226 команд управления только в режиме привязки, обучения и измерения процессов и подается на один из входов второго элемента И 231, а также через четвертую схему ИЛИ 236 - 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 угловые скорость и 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 226 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 234, подается импульс длительностью не более интервала между соседними угловыми метками. Прошедшая через формирователь 225 сигналов начала цикла угловая метка, серия которых поступает на третий вход этого формирователя с выхода делителя периода 229, 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 225 поступает на вход начальной установки счетчика 227 текущего угла, на счетный вход которого поступает серия угловых меток с выхода делителя 229 периода. Выработанный код текущего угла ПКВ поступает на первый вход формирователя 226 команд управления и на вход избирательного блока 228, 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 процессов. Более точная привязка, в особенности при измерении процессов 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 перечисленные зависимости и их параметры 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 226 команд управления формирует сигналы команд управления, поступающие по общему каналу с выхода 1 блока 5 управления на соответствующие блоки. Формирователь 226 команд управления вырабатывает также сигналы включения процесса измерения, один из которых разрешает прохождение сигналов угловых меток с поделенным периодом с выхода делителя 229 через первый элемент И 230 на выход 2, а второй - сформированных угловых меток с выхода первого элемента ИЛИ 233 через второй элемент И 231 и третий элемент ИЛИ 235 на выход 5 блока 5 управления. Сигнал включения, полученный с выхода 3 формирователя 226 команд управления, поступает также через четвертый элемент ИЛИ 236 на выход 6 блока 5 управления. Все эти сигналы обеспечивают процессы вычисления, хранения, создания баз данных и знаний, управления цифровой индикацией, регистрации зависимостей и их параметров, а также массивов рассчитанных параметров, т.е. позволяют осуществить первичную обработку информации в реальном масштабе времени, их визуализацию и 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 зависимостей и их параметров препятствует прохождению сигналов на выход коммутатора 16. 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.
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 226 команд управления блока 5 управления поступает на вход 4 вычислительного блока 17 и дальше на второй вход селектора 242 частоты вращения, на первый вход которого поступают коды текущей частоты вращения с выхода измерителя 238 периода. В режиме свободного разгона двигателю устанавливается по возможности минимальная частота вращения, затем орган управления топливоподачи резко перемещается в сторону полной подачи. 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 первый, девятый и десятый информационные входы первого цифрового мультиплексора 27. По командам, поступающим с выхода формирователя 15 команд обработки на восьмой вход первого цифрового мультиплексора 27, третий вход устройства хранения и вычитания 29, первый вход первого блока определения характеристик 30 задается временной интервал цикла. При переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой передача кодов и управление происходит аналогично.
В режиме обучения устанавливаются все датчики. Измерение сигналов с датчиков может проводиться одновременно с поочередным переключением или последовательно в различных стационарных режимах, при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой, свободных разгонах и выбегах. 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. Коды с выходов этих преобразователей поступают на информационные входы первого цифрового мультиплексора 27. Сюда же передаются коды сигналов с функционального преобразователя 37, следующих после преобразования с датчика 36 угловых меток ротора турбокомпрессора. Первый цифровой мультиплексор 27 по командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления, в течение временного интервала, определяемого командами, подающимися на 8-й вход мультиплексора с выхода формирователя команд обработки 15, осуществляет поочередную в течение одного или разных стационарных режимах (одного или разных переходах с одного стационарного режима полной нагрузки на другой, свободных разгонах и выбегах) передачу кодов с 1-го по 6-й, 9-го и 10-го информационных входов на информационный первый вход устройства хранения и вычитания 29. На 7-й информационный вход первого цифрового мультиплексора 27 подаются также коды сигналов давлений в цилиндрах, следующие с выхода коммутатора 16. При необходимости эти сигналы могут быть также обработаны в первом измерителе характеристик 30.
По командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления, устройство хранения и вычитания 29 осуществляет запись, хранение массивов кодов в заданном интервале, который задается формирователем команд обработки 15 и поступает на третий вход блока 29, вычитание предварительно измеренных инерционных составляющих крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала. Работа блока 29 осуществляется только при заданном скоростном режиме по команде, поступающей с третьего выхода вычислительного блока 17 на четвертый вход блока 29. Если частота вращения не соответствует заданной, происходит постоянная перезапись кодов, поступающих на первый информационный вход устройства хранения и вычитания 29, в каждом цикле. На пятый вход этого устройства поступают угловые метки с второго выхода блока 5 управления, которые необходимы для синхронизации при обработке сигналов в функции угла поворота. Коды сигналов, соответствующие заданному скоростному режиму (после вычитания инерционных составляющих в необходимых случаях), передаются поочередно и последовательно для всех измеренных процессов для дальнейшей обработки на второй информационный вход первого измерителя характеристик 30. Управление работой первого измерителя характеристик 30 осуществляется по командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления на его третий вход. Интервалы обработки сигналов задаются формирователем команд обработки 15, с выхода которого команды поступают на первый вход первого измерителя характеристик 30, на четвертый вход которого поступают угловые метки с второго выхода блока 5 управления. Передача результатов измерения с выхода первого измерителя характеристик 30 на блок вывода 11, цифровой индикатор 10, блок идентификации 31, задатчик 33 моделей процессов и задатчик 34 функций изменения параметров производится через переключатель 50 в первом положении по командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления.
В измерителе скорости 51 время усреднения на интервале (для сглаживания кривых) дифференциатором 182 определяется числом используемых отсчетов во времени, поступающих с выхода устройства хранения и вычитания 29 на второй вход первого измерителя характеристик 30 и далее на второй вход измерителя скорости 51. Это число задается командами, поступающими с выхода 1 блока 5 управления на третий вход первого измерителя характеристик 30 и далее на третий вход измерителя скорости 51. Измерители экстремумов 183, 187, 192 и 201 осуществляют выделение максимального и минимального (отрицательного максимального отсчета) чисел из последовательности кодов чисел, поступающих на вторые информационные входы измерителей 51, 52, 53 и 54. Усредненные по множеству циклов или оборотов отсчеты от максимального до минимального числа поступают в измерители временного 184 и углового 188 интервалов, которые подсчитывают их количество. Минимальный временной интервал задается генератором тактовых импульсов 185, а угловой - с помощью угловых меток, подающихся на второй вход измерителя 188 с пятого входа измерителя градиента по углу поворота 52, который является четвертым входом первого измерителя характеристик 30. С первого выхода измерителя временного 184 и выхода измерителя углового 188 интервалов, которые являются соответствующими выходами измерителя скорости 51 и измерителя градиента по углу поворота 52, коды усредненных процессов поступают на второй и первый входы цифрового мультиплексора 59.
С второго выхода измерителя скорости 51 производная dx/dt измеренных физических процессов x(t) поступает на четвертый информационный вход измерителя градиента по углу поворота 52, который является четвертым входом делительного устройства с усреднением 186. Последний осуществляет деление двух чисел (кодов) dx/dt и угловой скорости ω=dφ/dt. Сигнал ω следует с второго выхода двойного дифференцирующего устройства 25 через первый мультиплексор 27 и устройство хранения и вычитания 29 на второй информационный вход первого измерителя характеристик 30 и далее на второй информационный вход измерителя градиента по углу поворота 52, который является вторым информационным входом делительного устройства с усреднением 186. Результаты деления чисел dx/dφ усредняются по множеству циклов или оборотов.
В измерителе дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54 используются два принципа измерения: определение частости попадания и относительного времени пребывания в установленном интервале (дифференциальном коридоре) значений измеряемого процесса:
где n(t) - число отсчетов, соответствующих попаданию мгновенных значений x(t) в интервал (дифференциальный коридор) Δх; N - общее число отсчетов мгновенных значений нестационарного случайного процесса x(t), измеренных по множеству циклов или оборотов в момент ti∈Та; Δτ - i-й интервал времени, соответствующий значениям x(t), попавшим в интервал Δх; Та - время анализа процесса x(t).
В измерителе дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53 в выражениях (122) аргумент времени t заменяется на угол φ.
Второй принцип в (122) более предпочтителен в случае малого числа угловых меток в цикле (например, при съеме сигнала с маховика двигателя или с крыльчатки ротора турбокомпрессора).
Количество интервалов Δх зависит от требуемой точности измерения. В соответствии с этим устанавливается число каналов селектора уровней, построенного на схемах сравнения кодов чисел, поступивших на второй информационный вход измерителей 189, 190, 198 и 199, с верхним и нижним уровнями соответствующего коридора Δх. Время Та анализа процесса x(t) определяется сигналами, поступающими с выхода формирователя команд обработки 15 на первый вход первого измерителя характеристик 30 и далее на первые входы этих измерителей. По командам, поступающим с выхода 1 блока управления 5 на третий вход первого измерителя характеристик 30 и далее на третьи входы указанных измерителей, поочередно включаются в работу измерители 189, 190, 198 и 199, на первые входы которых, являющиеся вторыми входами измерителей 53 и 54 и первого измерителя характеристик 30 поступают сигналы с выхода устройство хранения и вычитания 29. С выхода измерителей 189, 190, 198 и 199 через цифровые мультиплексоры 191 и 200 коды чисел, усредненных по множеству циклов или оборотов в каждом сечении ti (или φi) передаются в измерители экстремумов 192 и 201, а также в измерители ширины между экстремумами 193 и 202. В измерителе дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53 каждый отсчет процесса x(t) синхронизирован с угловыми метками, т.е. он поступает на информационный второй вход измерителей 189 и 190 после прихода угловой метки с второго выхода блока 5 управления на пятый вход устройства хранения и вычитания 29 по команде, поступающей с формирователя 226 команд управления и далее на первый вход первого измерителя характеристик 30 и на первый вход измерителя 53 и третьи входы измерителей 189 и 190. Следовательно, в этом случае обрабатывается сигнал х(φ).
Как только измерителями экстремумов 192 и 201 определены максимальное и минимальное (максимальное отрицательное) числа в каждом сечении ti (или φi) запись кодов в регистры измерителей ширины между экстремумами 193 и 202 прекращается по команде, поступающей с первых выходов измерителей 192 и 201 на вторые входы измерителей 193 и 202. С вторых выходов измерителей 191, 192, 200 и 201, а также с выходов измерителей 193 и 202, массивы чисел поступают поочередно через мультиплексоры 197, 206 (выходы измерителей 53 и 54) и далее на третий и четвертый входы мультиплексора 59 с выхода которого массивы чисел поступают для хранения и дальнейшей обработки, в том числе на ЭВМ 9, на пятый вход блока вывода 11, третьи входы цифрового индикатора 10, блок идентификации 31, вторые входы задатчика 33 моделей процессов и задатчика 34 функций изменения параметров. Аналогично передаются для хранения и дальнейшей обработки массивы чисел (кодов), усредненных блоками 194…196 и 203…205 в заданном угловом (в измерителе 53) или временном (в измерителе 54) интервалах.
Принцип работы измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55 аналогичен описанным измерителям, за исключением того, что вместо интервалов Δх задаются площади Δx(t)×Δx(φ) и измеряются площади между экстремальной поверхностью.
В стационарном режиме работы ДВС среднее значение на интервале равно нулю, поэтому измерение дисперсии или среднего квадратического отклонения процесса x(t) в измерителе 57 производится по алгоритмам: 
, а в переходном режиме - по алгоритмам: 
. Здесь черта сверху означает усреднение в заданном интервале. Измеренное среднее значение 
подается на четвертый вход измерителя 57 с выхода измерителя скользящего среднего значения 56.
В переходном режиме с помощью измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58 процесс x(t) усредняется по множеству циклов или оборотов в каждом сечении ti (или φi) на всем заданном угловом или временном интервале усреднителем 216. С его выхода коды чисел проходят через цифровой сглаживающий фильтр 217, осуществляющий нахождение среднего арифметического значения определенного количества чисел (кодов) внутри интервала для устранения незначительных случайных колебаний процесса. С выхода фильтра 217 сигнал поступает на схему сравнения кодов 218, в которой коды чисел сравниваются с нулем. При испытании многоцилиндровых двигателей для устранения перекрытия процессов отдельных цилиндров сравнение может проводится с уровнем, отличным от нуля. При измерении временного смещения по командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления на третий вход первого измерителя характеристик 30 и далее на третий вход измерителя 58, запускается генератор тактовых импульсов 222, импульсы с которого проходят через схему ИЛИ 220 в измеритель интервала 219. При поступлении на первый вход измерителя интервала 219 с выхода схемы 218 команды, соответствующей тому, что код числа равен первому нулю, он начинает подсчитывать число тактовых импульсов и при появлении числа, равного второму нулю, счет заканчивается. При измерении углового смещения принцип работы аналогичен, только команда, поступающая с первого выхода блока 5 управления на третий вход первого измерителя характеристик 30 и далее на третий вход измерителя 58 и первый вход схемы И 221 обеспечивает прохождение угловых меток, подающихся с второго выхода блока 5 управления на четвертый вход первого измерителя характеристик 30 и далее на четвертый вход измерителя 58 и на второй вход схемы И 221, запрещая работу генератора 222.
По командам, последовательно поступающим с первого выхода блока 5 управления в заданном интервале, который определяется формирователем команд обработки 15, на третий вход первого измерителя характеристик 30 и далее на третьи входы усреднителей 61 за рабочие такты цилиндров или на регуляторном участке и за цикл 60, умножителя 62, в режимах свободного разгона и выбега усредненные в усреднителе 61 зависимости углового ускорения поступают на второй вход умножителя 62, в котором происходит умножение этого ускорения на сигнал частоты вращения, подающийся на четвертый вход умножителя 62, для получения зависимости динамических мощностей. По команде, поступающей затем на третий вход умножителя 62, коды сигналов с выхода усреднителя 61 передаются с умножением на единицу на его выход для последующего определения в разгоне коэфициента неравномерности работы цилиндров, а в выбеге герметичности цилиндров, при достижении двигателем заданной частоты вращения, которая установлена в селекторе уровня 242 вычислительного блока 17 /7-9/.
По командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления в заданном интервале, который определяется формирователем команд обработки 15, на третий вход первого измерителя характеристик 30 и далее на третий вход анализатора спектра угловых и временных зависимостей 67, он осуществляет поочередно измерение спектральной плотности амплитуд, амплитудно- и фазочастотных характеристик процессов, поступающих на его второй вход, являющийся вторым входом первого измерителя характеристик 30, одним из известных методов по формулам (45). Определение этих характеристик может проводится также по следующему алгоритму. Например, зависимость углового ускорения s(t) может быть представлена в виде суммы элементарных трапецеидальных функций:
Для каждой элементарной трапецеидальной импульсной фукций определяются действительная Uj(Ω) и мнимая Vj(Ω) части спектра, затем для всего спектра U(Ω) и V(Ω), находятся комплексная W(jΩ), амплитудночастотная А(Ω) и фазочастотная Ф(Ω) характеристики (Ω=2πf, f - частота в Гц):
В анализаторе спектра угловых ускорений 63 определение U(θ) и V(θ) можно осуществить, используя в режимах свободного разгона и выбега по командам, поступающим на его третий вход, усредненные в усреднителе 61 за рабочие такты цилиндров или на регуляторном участке или за цикл (при усреднении за все рабочие такты) зависимостей угловой скорости или ускорения, по формулам (45) или (124). При этом определяется ширина спектров по уровню 0,707 от значения спектра при нуле с помощью анализатора 64 ширины спектра, на четвертый вход которого подается сигнал с выхода анализатора спектра угловых ускорений 63.
Анализатор спектра угловых и временных зависимостей 67 осуществляет поочередно по командам, поступающим на его третий вход, который является третьим входом первого блока измерения характеристик 30, измерение спектральной плотности амплитуд, амплитудно- и фазочастотных характеристик временных зависимостей давлений в цилиндрах, крутящего момента, УПКВ φ(t), ω(t), ε(t), давлений в трубопроводах к форсункам, давления наддува, ускорения ротора турбокомпрессора и другие зависмости при необходимости. Анализатор гармоник угловых и временных зависимостей 68 поочередно по командам, поступающим на их третий вход, который является третьим входом первого блока измерения характеристик 30, выделяют из амплитудночастотных спектров, измеренных анализатором 67, гармоники с помощью набора активных цифровых полосовых фильтров, заранее настроенных на частоты, кратные частоте вращения коленчатого вала, характерные для данной марки двигателя, и соответствующие, например, номинальной частоте вращения коленчатого вала и испытанию ДВС при полной нагрузке.
Блоки расчета интегральных характеристик временных зависимостей 65, а также динамических скоростных характеристик 66, осуществляют поочередно по командам, поступающим на его третий вход, который является третьим входом первого блока измерения характеристик 30, определение интегральных характеристик сигналов, поступающих на их вторые входы, согласно формулам (26)…(30).
Коррелометр 70 осуществляют поочередно по командам, поступающим на его третий вход, который является третьим входом первого блока измерения характеристик 30, измерение авто - взаимокорреляционных функций (АКФ и ВКФ) сигналов, поступающих на его второй вход, согласно формулам (64), (65), (69), (72), (73) и содержит схему задержки (сдвига) в одном из каналов (на сдвиговом регистре) и арифметическое устройство, реализующее операции суммирования и умножения:
где N значений процесса [xn], (n=1, 2, …, N) взяты через равный интервал времени Δt из реализации x(t)=x(nΔt) для АКФ и x(t)=x(nΔt) и y(t)=y(nΔt) - для ВКФ, причем y(t) - реализация, взятая на рабочем такте другого цилиндра ДВС; m<N.
Измеритель энергетического спектра 71 осуществляют поочередно по командам, поступающим на его третий вход, который является третьим входом первого блока измерения характеристик 30, измерение односторонних энергетических и взаимных энергетических спектров сигналов, поступающих на его второй вход, согласно формулам (63), (66)…(68), (70)…(73) и содержит схему задержки (сдвига) в одном из каналов (на сдвиговом регистре) и арифметическое устройство, реализующее операции суммирования и умножения:
где y каждой реализации xi(t) для энергетического спектра, xi(t) и yi(t) - для взаимного энергетического спектра взято N отсчетов xin и yin; fk=k/(NΔt).
АКФ, ВКФ, энергетический и взаимный энергетический спектры могут быть вычислены также любым другим способом, в том числе, с применением быстрого преобразования Фурье процессов или с помощью стандартного прикладного пакета программ.
Вычислители максимумов 72 и 73 определяют соответственно максимумы авто- и взаимо-корреляционных функций, энергетических и взаимоэнергетических спектров и передают их в первый 74 и второй 75 блоки вычисления коэффициента неравномерности. В этих блоках производится усреднение по множеству циклов двигателя кодов, поступающих с соответствующих блоков 72 и 73, их хранение и вычисление коэффициентов неравномерности последовательно в соответствии с режимами измерения по формуле (75). В режиме измерения неуравновешенности двигателя коды сигналов с выходов кореллометра 70 и измерителя энергетического спектра 71 подаются соответственно на первый 76 и второй 77 вычитающие устройства, с помощью которых производится выделение неуравновешенной составляющей (фиг. 19…20). Третий 78 и четвертый 79 вычислители максимумов определяют соответствующие максимумы неуравновешенной составляющей.
По командам, поступающим на 21-й вход цифрового мультиплексора 59 с третьего входа первого блока измерения характеристик 30, коды сигналов с выходов измерителя скорости 51, измерителей градиента по углу поворота 52, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала 53, дифференциального закона распределения вероятностей по времени 54, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени 55, скользящего среднего значения 56, дисперсии или среднеквадратического отклонения 57, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени 58, умножителя сигналов 62, анализатора спектра угловых ускорений разгона 63, анализатора гармоник угловых ускорений 64, кратных частоте вращения коленчатого вала, блока расчета интегральных характеристик 65 временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик 66 динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей 68, коррелометра 70 и измерителя энергетического спектра 71, первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров 74 и 75, третьего и четвертого вычислителей максимумов 78 и 79 подаются поочередно на первый до двадцатого входы цифрового мультиплексора 59. С выхода цифрового мультиплексора 59 через переключатель 50 в первой позиции и первом положении эти коды подаются для хранения и дальнейшей обработки в цифровой индикатор 10, блок вывода 11, первый блок 31 идентификации, блок 32 классификаций состояний, задатчик 33 моделей процесса, задатчик 34 функций изменения параметров.
Для точного и достоверного определения состояния ДВС необходимо измерить признаки состояния отдельных цилиндров, а, следовательно, ДВС в целом, при одной и той же частоте вращения. Так как усреднение идет по множеству разгонов (не менее 30), то в силу случайности процессов горения топлива можно считать, что все цилиндры находятся в одном скоростном режиме. Поэтому при измерении частоты вращения и определении «заранее заданной частоты вращения» необходимо «предварительное измерение средних значений угловой скорости за цикл» - для 2-тактного ДВС за один, а для 4-тактного двигателя за два оборота коленчатого вала с последующим делением на два. Для более точной идентификации нахождения цилиндров при одной и той же частоте вращения (когда оцениваются термодинамические процессы) измеряют средние значения угловой скорости только за рабочие такты отдельных цилиндров с последующей экстраполяцией на весь оборот (для ДВС компоновки 4-Р с последующим умножением на 2). В случае многоцилиндровых ДВС (более 4 цилиндров) происходит частичное перекрытие рабочих тактов. Поэтому измеряют средние значения угловой скорости «за отдельные участки цикла», т.е. за начальные неперекрытые участки рабочих тактов. Это необходимо осуществлять также в разгоне или выбеге двигателя.
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 режиме обучения в последовательности, аналогичной вышеописанной, вновь измеряются и регистрируются процессы, их характеристики и параметры в переходных и стационарных режимах.
Массивы информации в виде кодов с выходов первого измерителя характеристик 30 аналогично поступают через переключатель 50 в первой позиции и первом положении по командам формирователя 15 команд управления в задатчик 34 функций изменения параметров. В этом задатчике для каждого признака 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 признаков, позволяющих локализовать неисправности. В результате создаются предпосылки для классификации состояний двигателя углубленно по каждой системе и узлу, для которых имеется идентифицированный признак. 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.
Независимо от измерений рабочих процессов испытуемого двигателя по команде, поступающей на вход блока ручного ввода констант 49, с помощью этого блока в блок моделей 35 на его первый вход, который связан с первыми входами блоков 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, 81 модели турбокомпрессора, 82 модели топливного насоса, 83 модели регулятора скорости, 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, поочередно поступают данные для установки в этих блоках начальных условий и задания необходимых значений коэффициентов. На первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий 86, который является первым входом блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, поступают данные для установки в этом блоке начальных условий (например, 
В перестраиваемом генераторе 93 гармоник, кратных частоте вращения вала, осуществляется сравнение с непрерывно поступающими с выхода первого дифференциатора 90 кодами сигналов частоты вращения и при достижении заранее установленной частоты вращения (например, номинальной) находятся гармоники, кратные этой частоте вращения вала. Изменение параметров настраиваемых коэффициентов в блоке настраиваемых коэффициентов 87 и нелинейностей в блоке настраиваемых нелинейностей 92 осуществлятся поочередно дискретно согласно (118) при поступлении кодов сигналов на второй вход блока настраиваемых коэффициентов 87 и на первый вход блока настраиваемых нелинейностей 92, которые являются вторым входом блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, и команд управления, подающихся на их третьи входы.
В блок расчета коэффициентов и задания начальных условий 97 блока 81 модели турбокомпрессора через его первый вход, являющийся первым входом блока 81 модели турбокомпрессора, вводятся начальные условия (например, 
Вводятся начальные условия в блок расчета коэффициентов и задания начальных условий 102 (например,
В блок расчета коэффициентов и задания начальных условий 108 блока 83 модели регулятора скорости через его первый вход, являющийся первым входом блока 83 модели регулятора скорости, вводятся начальные условия (например,
В блок расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега через его первый вход, являющийся первым входом блока 84 модели безнаддувного двигателя, вводятся начальные условия (например,
Коды угла ПКВ, угловых скорости и ускорения двигателя, гармоник, кратных частоте вращения вала, определяемых коэффициентов двигателя с седьмого и с первого по пятый выходы соответственно блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, давления наддува с первого выхода блока 81 модели турбокомпрессора, перемещения муфты центробежного регулятора скорости с первого выхода блока 83 модели регулятора скорости, определяемых коэффициентов ТН со второго выхода блока 82 модели топливного насоса, угловой скорости ротора и определяемых коэффициентов ТКР со второго и третьего выходов блока 81 модели турбокомпрессора, определяемых коэффициентов ЦРС со второго выхода блока 83 модели регулятора скорости, угловых скорости и ускорения двигателя, гармоник, кратных частоте вращения вала, определяемых коэффициентов двигателя с первого по четвертый выходы соответственно блока 84 модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, нелинейностей с шестого выход блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, с четвертого выхода блока 81 модели турбокомпрессора, с третьих выходов блока модели 82 топливного насоса и блока 83 модели регулятора скорости поочередно подаются, начиная со второго по двадцать первый входы цифрового мультиплексора 85 и далее на выход цифрового мультиплексора 85, который является выходом блока 35 моделей. Коды угла ПКВ, сигналов ВМТ и интервалов работы цилиндров подаются с седьмого и восьмого выходов блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом на второй и третий выходы блока моделей 35 соответственно.
С третьего входа блока моделей 35 команды управления поступают также на первый управляющий вход цифрового мультиплексора 85, обеспечивая поочередную передачу кодов сигналов, поступающих на его со второго по 21-й входы, на выход блока моделей 35. Все блоки, входящие в блок моделей 35 (фиг. 31), построены на базе спецвычислителей, обеспечивающих прием, хранение, обработку сигналов и выдачу результата в соответствии с заданным алгоритмом. Управление всеми блоками, входящими в блок моделей 35 осуществляется по командам, поступающим на третий вход этого блока.
С первого выхода блока моделей 35 коды сигналов поочередно поступают на второй вход второго блока определения характеристик 45, который является вторым входом устройства временного хранения 150. На третий вход второго блока определения характеристик 45 поступают команды управления с первого выхода блока управления 5, на первый и четвертый входы - коды угла ПКВ, сигналов ВМТ и интервалов работы цилиндров, следующие с второго и третьего выходов блока моделей 35 соответственно. Во втором блоке определения характеристик 45 производится управление и определение характеристик и параметров аналогично первому блоку определения характеристик 30, за исключением того, что коды сигналов могут временно храниться в устройстве временного хранения 150 до момента окончания обработки.
По командам, поступающим с первого выхода блока 5 управления на третий вход второго устройства хранения и вычитания 46, оно осуществляет запись, хранение массивов кодов характеристик и параметров в заданном интервале, поступающих с выхода второго блока определения характеристик 45 на его первый вход. Заранее во втором устройстве хранения и вычитания 46 задается с помощью устройства ручного ввода 49 код частоты вращения, при которой происходит испытание двигателя, и поступающий на второй вход второго устройства хранения и вычитания 46. Происходит непрерывное сравнение (вычитание) частоты вращения, поступающей с выхода усреднителя за цикл 130 на 21-й вход цифрового мультиплексора 129 и далее с его выхода, который является выходом второго блока определения характеристик 45, с заданной. Если частота вращения не соответствует заданной, происходит постоянная перезапись кодов, поступающих на первый информационный вход устройства хранения и вычитания 46, в каждом цикле. В отличие от первого устройства хранения и вычитания 29 вычитание инерционных составляющих крутящего момента и углового ускорения коленчатого вала (при необходимости) обеспечивается за счет того, что на блок перестраиваемого генератора 93 гармоник, кратных частоте вращения вала, входящего в блок 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и блок моделей 35, не подается команда управления и инерционная составляющая не поступает на сумматор решений 89. Коды сигналов, соответствующие заданному скоростному режиму, передаются поочередно и последовательно с выхода второго устройства хранения и вычитания 46 для дальнейшей обработки на первый информационный вход второго блока идентификации 47.
В режиме экспресс-экспертизы «измерения и регистрации рабочих процессов, их характеристик и параметров в переходных режимах», если для данной марки двигателя было проведено обучение, измеряются процессы, их характеристики и признаки в последовательности, аналогичной выше описанной в режиме обучения, за исключением того, что коды характеристик и признаков по командам, поступающим от ЭВМ 9 через приемник 8 и блок 5 управления (с первого выхода) подаются через установленный во второе положение переключатель 50 и его вторую позицию на второй информационный вход второго блока 47 идентификации. В этом блоке происходит сравнение текущих кодов характеристик и признаков (параметров) с аналогичными значениями кодов модели, поступающими на первый вход блока 47 идентификации. Погрешность идентификации задается заранее, например, 1%. Если разность кодов превышает этот уровень погрешности, то текущие коды характеристик и признаков модели с выхода второго блока 47 идентификации поступают на первый информационный вход блока определения функций чувствительностей 48. В этом блоке поочередно по командам, поступающим на его второй вход, определяются функции чувствительности характеристик и параметров, поступивших с первого по четвертый выходов блока ДВС в режиме свободного разгона и выбега 84, со второго и третьего выходов блока модели топливного насоса 82, с первого по третий выходов блока модели регулятора скорости 83 блока моделей 35 через второй блок определения характеристик 45, второе устройство хранения и вычитания 46 и второй блок идентификации 47, согласно (83), (87), (92), (96)…(99), (102)…(105), (109), последовательно в разгоне и выбеге. Первоначально в блоке расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 задаются нулевые начальные условия, а из блока входных воздействий 120 по команде, поступающей на его вход, передается на второй вход блока решения дифференциальных уравнений 116 нормированное единичное ступенчатое воздействие, обеспечивающее режим свободного разгона модели безнаддувного двигателя. Коды результатов расчета по командам, поступающим на его второй вход, с выхода блока определения функций чувствительностей 48 поступают поочередно на второй вход блока моделей 35 и далее на второй вход блока модели ДВС 84 в режиме свободного разгона и выбега и второй вход блока настраиваемых коэффициентов 115, на второй вход блока модели топливного насоса 82 и второй вход блока настраиваемых коэффициентов 103, на второй вход блока модели регулятора скорости 83 и второй вход блока настраиваемых коэффициентов 109. В блоках настраиваемых коэффициентов 115, 103 и 109 осуществляется поочередно изменение начальных значений коэффициентов согласно (120). Значение коэффициента Г подбирается экспериментально, начиная с Г=1. Для зависимых признаков (параметров) возможно одновременное изменение коэффициентов (фиг. 28). При каждом изменении коэффициентов проводится повторное решение дифференциальных уравнений в блоке модели ДВС 84 в режиме свободного разгона и выбега и блоке модели регулятора скорости 83. Затем процесс прохождения сигналов через блоки 45…48 повторяется до тех пор, пока погрешность идентификации не станет ниже заданного уровня. В этом случае с выхода второго блока идентификации 47 на первый вход блока определения функций чувствительностей 48 подается сигнал запрета, который также транслируется в блок моделей 35 на его второй вход, работа этого блока прекращается. По командам, поступающим на третий вход второго устройства хранения и вычитания 46, последние коды характеристик и признаков модели с его выхода подаются через переключатель 50 в первой позиции и втором положении на третий (информационный) вход блока 31 идентификации. В этом блоке происходит сравнение текущих кодов признаков 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 (121), 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. Если это состояние отлично от нормального, проводят поиск неисправностей. Для этого переключатель 50 устанавливается в третье положение. По командам, поступающим на третий вход блока определения функций чувствительностей 48, коды функций чувствительности, обеспечившие достижение заданной погрешности, с его выхода подаются через переключатель 50 в первой позиции и третьем положении на входы цифрового индикатора 10 и блока вывода 11. По функции чувствительности 
, приведшей к минимальному отклонению модели двигателя от измеренных процессов (120), определяют характеристику или признак, отражающий ту или иную неисправность. При необходимости можно оценить величину отклонения 
по другим характеристикам или признакам. Последовательно в блоке расчета коэффициентов и задания начальных условий 114 задаются единичные начальные условия, а из блока входных воздействий 120 по команде, поступающей на его вход, передается на второй вход блока решения дифференциальных уравнений 116 нулевое воздействие, обеспечивающее режим свободного выбега модели безнаддувного двигателя. Операции обработки сигналов проводятся аналогично предыдущему.
Экспертиза состояний проводится последовательно. Если в описанном режиме обнаружен блоком классификации 32 выход из класса нормального состояния по признакам, характеризующим состояние ДВС на всем цикле, то последовательно в этом же режиме (подрежиме) проводится экспертиза состояния цилиндров ДВС, секций топливного насоса, сопряжении КШМ, регулятора скорости. Классификация состояния двигателя и поиск неисправностей в этом подрежиме отличается от предыдущего режима следующим. В блоке определения функций чувствительностей 48 поочередно по командам, поступающим на его второй вход, определяются функции чувствительности характеристик и параметров, поступивших последовательно на его первый информационный вход с первого по шестой выходов блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом в стационарном режиме под нагрузкой (например, номинальной) со второго и третьего выходов блока модели топливного насоса 82, с первого по третий выходов блока модели регулятора скорости 83 блока моделей 35 через второй блок определения характеристик 45, второе устройство хранения и вычитания 46 и второй блок идентификации 47, согласно (83), (86)…(96), (100), (104)…(116). Коды результатов расчета по командам, поступающим на его второй вход, с выхода блока определения функций чувствительностей 48 поступают поочередно на второй вход блока моделей 35 и далее на второй вход блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и второй вход блока настраиваемых коэффициентов 86 и первый вход блока нелинейностей 92, на второй вход блока модели топливного насоса 82, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 103 и блока нелинейностей 105, на второй вход блока модели регулятора скорости 83, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 109 и первый вход блока нелинейностей 112. В блоках настраиваемых коэффициентов 86, 103, 109, затем в блоках нелинейностей 92, 105 и 112, осуществляется поочередно изменение начальных значений коэффициентов согласно (120). Значение коэффициента Г подбирается экспериментально, начиная с Г=1. При каждом изменении коэффициентов проводится повторное решение дифференциальных уравнений в блоке 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и блоке модели регулятора скорости 83. Затем процесс прохождения сигналов через блоки 45…48 повторяется до тех пор, пока погрешность идентификации не станет ниже заданного уровня. Дальнейшая обработка и поиск неисправностей осуществляются аналогично предыдущему.
Для проведения углубленной и более достоверной экспертизы включается режим «измерения и регистрации рабочих процессов, их характеристик и параметров в стационарных режимах». Если в характеристиках и признаках используются угловые интервалы, то более достоверная экспертиза обеспечивается при установке датчиков углового перемещения с числом угловых меток не менее 1000. Измерения в этом режиме проводятся в последовательности, аналогичной выше описанной в режиме обучения.
Классификация состояния двигателя и поиск неисправностей в этом режиме отличается от предыдущего режима следующим. В блоке определения функций чувствительностей 48 поочередно по командам, поступающим на его второй вход, определяются функции чувствительности характеристик и параметров, поступивших последовательно на его первый информационный вход с первого по шестой выходов блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом в стационарном режиме под нагрузкой (например, номинальной) со второго и третьего выходов блока модели топливного насоса 82, с первого по третий выходов блока модели регулятора скорости 83, а для двигателя, форсированного газотурбонаддувом, также с первого по четвертый выходов блока 81 модели турбокомпрессора блока моделей 35 через второй блок определения характеристик 45, второе устройство хранения и вычитания 46 и второй блок идентификации 47, согласно (83), (86)…(96), (100), (104)…(116). Коды результатов расчета по командам, поступающим на его второй вход, с выхода блока определения функций чувствительностей 48 поступают поочередно на второй вход блока моделей 35 и далее на второй вход блока 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и второй вход блока настраиваемых коэффициентов 86 и первый вход блока нелинейностей 92, на второй вход блока модели топливного насоса 82, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 103 и блока нелинейностей 105, на второй вход блока модели регулятора скорости 83, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 109 и первый вход блока нелинейностей 112, а для двигателя, форсированного газотурбонаддувом, также на второй вход блока модели турбокомпрессора 81, второй вход блока настраиваемых коэффициентов 98 и первый вход блока нелинейностей 101. В блоках настраиваемых коэффициентов 86, 103, 109 и 98, затем в блоках нелинейностей 92, 101, 105 и 112, осуществляется поочередно изменение начальных значений коэффициентов согласно (120). Значение коэффициента Г подбирается экспериментально, начиная с Г=1. При каждом изменении коэффициентов проводится повторное решение дифференциальных уравнений в блоке 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и блоке модели регулятора скорости 83, а для двигателя, форсированного газотурбонаддувом, также в блоке модели турбокомпрессора 81 совместно с блоком 80 модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом. Затем процесс прохождения сигналов через блоки 45…48 повторяется до тех пор, пока погрешность идентификации не станет ниже заданного уровня. Дальнейшая обработка и поиск неисправностей осуществляются аналогично.
В этом же режиме аналогично определяются характеристики и параметры, а также функции чувствительности и поиск неисправностей при моделировании перехода двигателя с одного частичного режима нагрузки до другого (например, номинального) и обратно. 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.
Применение настраиваемой модели в способе и устройстве позволяет повысить точность методов идентификации состояния двигателя, центробежного регулятора скорости (ЦРС), топливного насоса и турбокомпрессора в сравнении с обычным измерением и анализом временных, скоростных, регуляторных, статических, статистических и переходных характеристик и более достоверно обнаружить места неисправностей, в том числе изменение ресурсных структурных параметров, и определить выход параметров указанных составных элементов за номинальные, допустимые и предельные значения.
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, а также существенно облегчить поиск неисправностей. Экспертная система обеспечивает оперативное измерение, обработку и регистрацию больших массивов данных - множества последовательно чередующихся индикаторных диаграмм давлений, 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, автоматического поиска неисправностей.
Источники информации
1. Патент №2175120 RU, МКИ3, кл. G01M 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.
2. Патент №2293962 RU, МКИ3, кл. G01M 15/04. Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления. Заявл. 07.06.2005, №2005117592/06, опубл. 2007, Бюл. №5.
3. Патент №2428672 RU, МКИ3, кл. G01M 15/04. Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления. Заявл. 26.05.2009, №2009119973/06, опубл. 2011, Бюл. №25.
4. А.с. 1740759 СССР, МКИ3, кл. F02M 65/00. Способ определения угла опережения впрыскивания топлива ДВС и устройство для его осуществления. Заявл. 30.03.89, №4669730, опубл. 1992. Бюл. 22.
5. А.с. 1486845 СССР, МКИ3, кл. G01M 15/00. Способ оценки степени неравномерности регуляторов частоты вращения ДВС. Заявл. 18.02.87, №4225435, опубл. 1989. Бюл. №22.
6. Патент №2008639 RU, МКИ3, кл. G01L 23/00, G01M 15/00. Способ оценки технического состояния регулятора топливного насоса дизеля. Заявл. 30.04.91. №4932269, опубл. 1994. Бюл. 4.
7. А.с. 1493897 СССР, МКИ3, кл. G01L 23/08. Устройство для измерения мощности и герметичности цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Заявл. 26.03.87, №4243949, опубл. 1989. Бюл. №26.
8. А.с. 1564497 СССР, МКИ3, кл. G01M 15/00. Устройство для определения зависимости мощности двигателя внутреннего сгорания от частоты вращения. Заявл. 22.01.88, №4384624, опубл. 1990. Бюл. 18.
9. А.с. 1789898 СССР, МКИ3, кл. G01L 23/08. Устройство для измерения мощности цилиндров. Заявл. 02.07.90, №4866570, опубл. 1993. Бюл. 3.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2005 |
|
RU2293962C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2009 |
|
RU2428672C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ | 2013 |
|
RU2535102C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2012 |
|
RU2541072C2 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1999 |
|
RU2175120C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЧВЫ | 2015 |
|
RU2578444C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2013 |
|
RU2543091C1 |
| Способ определения цикловой подачи топлива и устройство для его осуществления | 2015 |
|
RU2665566C2 |
| Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе и устройство для его осуществления | 2021 |
|
RU2775798C1 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ НА РЕЖИМАХ ХОЛОСТОГО ХОДА | 2010 |
|
RU2441169C1 |
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 упростить и значительно снизить трудоемкость экспертизы технического состояния двигателя. Предлагаемый способ и экспертная система для определения технического состояния двигателя и его составных элементов могут использоваться как для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, так и для проведения экспертизы технического состояния ДВС и его составных элементов 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. Применение настраиваемой модели в способе и устройстве позволяет повысить точность методов идентификации состояния двигателя, центробежного регулятора скорости, топливного насоса и турбокомпрессора в сравнении с обычным измерением и анализом характеристик и более достоверно обнаружить места неисправностей и определить выход параметров указанных составных элементов за номинальные значения. Экспертная система позволяет путем создания баз данных и знаний неограниченного объема использовать накопленный интеллектуальный потенциал разработчиков, исследователей, диагностов, эксплуатационников для проведения объективной экспертизы ДВС и его составных элементов. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 41 ил.
1. Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания путем непрерывного измерения по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала, с привязкой к началу цикла, мгновенных значений за цикл, рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней, в стационарном режиме полной нагрузки давлений во внутреннем объеме двигателя, крутящего момента, или угловых скорости и ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, вычитания из измеренных крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала предварительно измеренных инерционной составляющей крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала соответственно в функции угла поворота коленчатого вала или в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, измерения по множеству циклов дифференциальных законов распределения вероятностей полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсий или средних квадратических отклонений за цикл двигателя, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней, в том числе дифференциальных законов распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсий или средних квадратических отклонений давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, измерения двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, усреднения указанных мгновенных значений по множеству циклов, сглаживания полученных процессов с целью исключения незначительных случайных выбросов и по ним определения за цикл двигателя, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней, в том числе у давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, градиентов по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения: крутящего момента или углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува турбокомпрессора или углового ускорения ротора турбокомпрессора, в том числе давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, измерения на регуляторном участке скоростной характеристики по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, мгновенных значений перемещения рейки топливного насоса, измерения дифференциальных законов распределения вероятностей, дисперсии или среднего квадратического отклонения перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, измерения двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, усреднения указанных мгновенных значений по множеству циклов, сглаживания их с целью исключения незначительных случайных выбросов и определения градиента перемещения рейки топливного насоса по углу поворота коленчатого вала или скорость перемещения, измерения амплитудных спектров мгновенных значений давлений во внутреннем объеме двигателя, крутящего момента, угловых ускорений коленчатого вала и ротора турбокомпрессора, динамической мощности ДВС, усреднения их по множеству циклов работы двигателя, выделения амплитуд гармонических колебаний, измерения автокорреляционной функции и энергетического спектра углового ускорения коленчатого вала и ротора турбокомпрессора или давления наддува, в том числе на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определения максимумов импульсов автокорреляционной функции этих процессов, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, вычитания последнего максимума из предыдущего, определения значений непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, измерения на рабочих тактах автокорреляционных функций и их значений при верхней мертвой точке, энергетических спектров и значений выбросов этих спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, взаимокорреляционных функций и взаимных энергетических спектров этих процессов попарно между цилиндрами в цикле двигателя, определения максимумов импульсов взаимокорреляционных функций и первых максимумов взаимных энергетических спектров, измерения на периоде оборота вала двигателя автокорреляционной функции или энергетического спектра, вычитания из этих функции и спектра соответственно автокорреляционных функций и энергетических спектров, измеренных на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности и определения максимума полученной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой полученного энергетического спектра, измерения при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой среднего за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, давления в каждом цилиндре, крутящего момента, угловой скорости вала двигателя, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям топливного насоса, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува или частоты вращения ротора турбокомпрессора, на регуляторном участке скоростной характеристики измерения перемещения рейки топливного насоса, определения средних за цикл амплитудных частотных и фазовых частотных характеристик указанных измеренных процессов двигателя, топливного насоса, турбокомпрессора, центробежного регулятора скорости, а также результирующих амплитудных частотных и фазовых частотных характеристик измеренных процессов соединений двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор, двигатель - регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор с последующим измерением в стационарном режиме полной нагрузки амплитудного спектра мгновенных значений давлений в каждом цилиндре, крутящего момента или угловых ускорений коленчатого вала двигателя за цикл, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, перемещения рейки топливного насоса на регуляторном участке, давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, давления наддува или углового ускорения ротора турбокомпрессора, определение гармоники указанных процессов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор, а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности соединений цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «идеального реле», в зонах перекладки поршней определение гармоники указанных процессов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «люфта», в цикле, за исключением зон перекладки поршней, определение гармоники указанных процессов, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности», на регуляторном участке определение 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», определение 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», а также за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности определение 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», определение гармоники давления наддува или углового ускорения 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», в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной непрерывного измерения мгновенных значений за оборот коленчатого вала, за цикл, рабочий такт и отдельные участки цикла двигателя крутящего момента, угловых скорости и ускорения коленчатого вала, усреднения их по множеству циклов работы двигателя, измерения при достижении заданной средней за цикл частоты вращения автокорреляционной функции или энергетического спектра этого ускорения в цикле, определения максимумов импульсов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, нахождения разности между последним максимумом и предыдущим или значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, измерения на рабочем такте каждого цилиндра автокорреляционных функций и энергетических спектров этих ускорений, максимумов импульсов автокорреляционных функций или их значений при верхней мертвой точке, первых максимумов этих энергетических спектров и их выбросов при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, нахождения соотношения автокорреляционных функций или их максимумов, энергетических спектров или их первых максимумов или указанных выбросов по отдельности, измерения на рабочих тактах цилиндров взаимокорреляционных функций и взаимных энергетических спектров этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя и максимумов импульсов взаимокорреляционных функций, а также первых максимумов взаимных энергетических спектров, нахождения соотношения взаимокорреляционных функций или их максимумов и взаимных энергетических спектров или их первых максимумов, измерения на периоде оборота коленчатого вала автокорреляционной функции или энергетического спектра ускорения, вычитания из этих функции и спектра соответственно автокорреляционных функций и энергетических спектров, измеренных на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определения максимума полученной автокорреляционный функции и гармоники с максимальной амплитудой полученного энергетического спектра, непрерывного усреднения мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, рабочий такт, на регуляторном участке, измерения при достижении заданной средней за цикл частоты вращения этих средних значений и их произведения с указанной частотой вращения, определения зависимостей этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от частоты вращения, в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала на такте сжатия каждого цилиндра по отдельности измерения по множеству циклов двигателя мгновенных значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, и при достижении двигателем заданной частоты вращения измерения автокорреляционных функций и энергетических спектров этих ускорений, определения максимумов импульсов автокорреляционных функций и первых максимумов этих спектров, непрерывного усреднения мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, такт сжатия, измерения при достижении заданной средней за цикл частоты вращения этих средних значений, определения зависимостей этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от частоты вращения, сравнения полученных при различных частотах вращения значений величин с эталонными значениями, 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, соотнесения изменения измеренных величин с различными неисправностями и классификация по степени их близости состояния двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора,
отличающийся тем, что строят модель динамики исправных безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, топливного насоса, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, двигателя, форсированного газотурбонаддувом, при стационарном режиме полной нагрузки на различных частотах вращения коленчатого вала и при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой, строят модель динамики исправного безнаддувного двигателя в режимах разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной и выбега от максимальной до минимальной частоты вращения, используя выходные процессы моделей двигателей: угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения, определяют характеристики и параметры, аналогичные измеренным, а также градиенты выходных процессов моделей безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, топливного насоса, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, двигателя, форсированного газотурбонаддувом, по соответствующим характеристикам и параметрам, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры и коэффициенты моделей до их совпадения с заданной точностью с измеренными параметрами и коэффициентами испытуемого двигателя и его составных частей, сравнивают полученные значения характеристик и параметров моделей с эталонными значениями, 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, соотносят изменения характеристик и параметров моделей с различными неисправностями, классифицируют по степени их близости состояние двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора, используя указанные градиенты определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, отдельных цилиндров, топливного насоса, сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, центробежного регулятора скорости, турбокомпрессора.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в модели динамики исправного безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров для конкретной марки двигателя и условий испытаний задают константы, начальные условия, а также воздействие нагрузки, вводят входное воздействие с выхода модели топливного насоса, определяют настраиваемые коэффициенты, строят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» в соответствующих интервалах по углу поворота коленчатого вала, аналогичных интервалам испытуемого двигателя, задают начальный уровень сигналов перестраиваемого в зависимости от частоты вращения генератора сигналов, кратных с первой по четвертую гармоникам частоты вращения, имитирующего неуравновешенные конструкционную и остаточные инерционные составляющие, а также генератора низкочастотного нормального случайного процесса, имитирующего трение и неравномерность работы цилиндров, которые вводятся в дифференциальное уравнение в нормированном виде, решают дифференциальное уравнение в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала поочередно по каждому воздействию, с последующим суммированием результатов решения, снятием нормировки, двойным дифференцированием и передачей на выход в функции времени процессов изменения угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения, причем в модели топливного насоса для конкретной марки двигателя и условий испытаний задают константы и нормированное значение перемещения органа управления топливоподачей, которое также может изменяться при поступлении воздействия с выхода модели регулятора скорости, определяют настраиваемые коэффициенты, аналогично вводят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», определяют цикловую подачу топлива, являющуюся выходом модели топливного насоса, для двигателя, форсированного газотурбонаддувом задают свои константы и дополнительно вводят входное воздействие с выхода модели турбокомпрессора, причем в модели турбокомпрессора для конкретной марки турбокомпрессора и условий испытаний задают константы, определяют настраиваемые коэффициенты, вводят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», которые используются в дифференциальном уравнении в виде нормированных моментов, совместно с дифференциальным уравнением модели безнаддувного двигателя решают дифференциальное уравнение модели турбокомпрессора в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угла поворота коленчатого вала при одновременном поступлении воздействий с выхода моделей топливного насоса и безнаддувного двигателя с последующей передачей на выход в функции времени процессов изменения углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в модели динамики исправного безнаддувного двигателя в режимах разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной и выбега от максимальной до минимальной частоты вращения для конкретной марки двигателя и условий испытаний задают константы, начальные условия, вводят входное воздействие с выхода модели топливного насоса, определяют настраиваемые коэффициенты, задают уровень сигналов перестраиваемого в зависимости от частоты вращения генератора сигналов, кратных с первой по четвертую гармоникам частоты вращения, имитирующего неуравновешенные конструкционную и остаточные инерционные составляющие, которые вводят в дифференциальное уравнение в нормированном виде, решают дифференциальное уравнение в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходных процессов в функции угловой скорости коленчатого вала с последующим снятием нормировки, дифференцированием и передачей на выход в функции времени процессов изменения угловых скорости и ускорения, причем при достижении заранее заданной частоты срабатывания регулятора скорости совместно с дифференциальным уравнением модели безнаддувного двигателя решают дифференциальное уравнение модели регулятора скорости в моментах в нормированном виде относительно моментов и выходного процесса в функции перемещения муфты, при одновременном поступлении с выхода модели безнаддувного двигателя угловой скорости на вход моделей топливного насоса и регулятора скорости и с выхода модели регулятора скорости на вход модели топливного насоса для изменения перемещения органа управления топливоподачей, причем в модели регулятора скорости для его конкретной марки и условий испытаний задают константы, частоту срабатывания, вводят входное воздействие с выхода модели безнаддувного двигателя, определяют настраиваемые коэффициенты, вводят модели и задают начальные значения параметров настраиваемых нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности».
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в стационарном режиме полной нагрузки усредняют по множеству циклов с привязкой к началу цикла мгновенные значения за цикл модели двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и в цикле, за исключением зон перекладки поршней, модели двигателя углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле, за исключением зон перекладки поршней, градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, определяют в указанных интервалах градиенты углового ускорения коленчатого вала моделей безнаддувного двигателя, кроме того, у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора по настраиваемым параметрам двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса, нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты и параметры указанных моделей, при появлении в цикле настроенных моделей двигателей существенных выбросов градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиента по углу поворота коленчатого вала и скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные значения градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, или у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты и скорости изменения давления наддува турбокомпрессора и углового ускорения ротора турбокомпрессора, с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, при появлении подобных существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов на рабочем такте настроенной модели каждого цилиндра по отдельности судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя при данной частоте вращения, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра, а при появлении подобных существенных выбросов этих градиентов, а также скоростей в зонах перекладки поршней судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров, при появлении существенных выбросов указанных градиентов и скоростей изменения в цикле, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов, судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов и скоростей изменения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния сопряжений коренных и шатунных подшипников от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, в стационарном режиме полной нагрузки в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, усредняют по множеству циклов мгновенные значения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива модели топливного насоса, определяют градиенты по настраиваемым параметрам топливного насоса, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели топливного насоса, определяют градиент и скорость изменения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива настроенной модели топливного насоса, по углу поворота коленчатого вала, при появлении существенных выбросов этого градиента, а также скорости изменения, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по ширине этих выбросов при значениях градиента, а также скорости изменения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса, на регуляторном участке скоростной характеристики в функции времени, с привязкой к началу цикла усредняют по множеству циклов мгновенные значения перемещения рейки модели топливного насоса, определяют градиенты по настраиваемым параметрам модели регулятора скорости, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели регулятора скорости, определяют скорость перемещения этой рейки, при появлении существенных выбросов этой скорости перемещения в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по ширине этих выбросов при значениях скорости перемещения, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния регулятора от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости, в стационарном режиме полной нагрузки по множеству оборотов ротора модели турбокомпрессора в функции времени с привязкой к определенной угловой метке усредняют по множеству оборотов ротора мгновенные значения давления наддува турбокомпрессора и углового ускорения ротора турбокомпрессора, определяют градиенты по настраиваемым параметрам модели турбокомпрессора, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели турбокомпрессора, определяют скорости изменения давления наддува и углового ускорения ротора настроенной модели турбокомпрессора, при появлении существенных выбросов этих скоростей в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по ширине этих выбросов при значениях скоростей, близких к нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния турбокомпрессора.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, используют мгновенные значения за цикл модели двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней и за исключением зон перекладки поршней модели двигателя углового ускорения коленчатого вала, а также у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, мгновенные значения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют за цикл автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, а также максимумы импульсов этой автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, находят разность этих максимумов, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют градиенты полученных разности максимумов автокорреляционных функций и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по значению разности максимумов автокорреляционных функций и значению непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния безнаддувного двигателя, определяют за цикл у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора, а также максимумы импульсов этих автокорреляционных функций, соответствующих по времени нулю и соседнему импульсу, находят разность этих максимумов, определяют значение непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют градиенты полученных разности максимумов автокорреляционных функций и значений непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели двигателя, и по значению разности максимумов автокорреляционных функций и значению непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля настроенной модели двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, форсированного газотурбонаддувом, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя, максимумы импульсов автокорреляционных функций и их значения при верхней мертвой точке, первые максимумы и значения выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, определяют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя, максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, первые максимумы энергетических спектров этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, автокорреляционные функции и энергетические спектры углового ускорения ротора и давления наддува модели турбокомпрессора, максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы спектров, определяют взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя, максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, первые максимумы спектров этих ускорений и давлений наддува попарно между цилиндрами в цикле двигателя, определяют на периоде оборота модели безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, определенные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции или гармонику с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по соотношению автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, энергетических, взаимных энергетических спектров или максимумов импульсов автокорреляционных и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров безнаддувного двигателя, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты значений автокорреляционных функций углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя при верхних мертвых точках, градиенты значений выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, определяют на периоде оборота модели двигателя градиенты максимума разностной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по соотношению указанных значений автокорреляционных функций при верхних мертвых точках, выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, по максимуму разностной автокорреляционный функции или по гармонике с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра судят о степени неуравновешенности двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния уравновешенности безнаддувного двигателя, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций углового ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения ротора турбокомпрессора и давления наддува по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели двигателя, и по соотношению автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, энергетических и взаимных энергетических спектров ускорений ротора турбокомпрессора и давлений наддува или максимумов импульсов автокорреляционных и взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров двигателя, форсированного газотурбонаддувом, определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, по множеству циклов и оборотов ротора турбокомпрессора дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения углового ускорения коленчатого вала, а у модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, мгновенные значения давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, определяют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют в указанных интервалах градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей по параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса, при появлении в цикле настроенных моделей двигателей существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсов, а двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсной поверхности, судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей, по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, при появлении на рабочем такте настроенных моделей цилиндров двигателя существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, при появлении в зонах перекладки поршней настроенных моделей цилиндров двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров, при появлении в цикле за исключением зон перекладки поршней настроенных моделей двигателей аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения указанных интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у 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 сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, при появлении в настроенной модели топливного насоса существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов или импульсной поверхности двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса, в том числе по секциям, от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей топливного насоса, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса и его секций, при появлении в настроенной модели турбокомпрессора существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях вал - подшипники ротора, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов, дисперсий или средних квадратических отклонений давления наддува и углового ускорения ротора турбокомпрессора с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального турбокомпрессора, и по степени их близости классифицируют состояние турбокомпрессора, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей турбокомпрессора, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния турбокомпрессора.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на регуляторном участке скоростной характеристики модели двигателя по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, используют мгновенные значения перемещения рейки модели топливного насоса, определяют по множеству циклов дифференциальный закон распределения вероятностей, дисперсию или среднее квадратическое отклонение перемещения рейки модели топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, определяют двумерный дифференциальный закон распределения вероятностей перемещения рейки топливного насоса в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, определяют градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратическое отклонение, указанных дифференциальных законов распределения вероятностей перемещения рейки модели топливного насоса по настраиваемым параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», входящих в модель регулятора скорости, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры моделей нелинейностей, при появлении существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях регулятора, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального регулятора, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния регулятора от нормального до допустимого и предельного, и по степени их близости классифицируют состояние центробежного регулятора скорости, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при переходе с одного стационарного режима полной нагрузки на другой по множеству циклов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, используют средние за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, значения угловой скорости вала модели безнаддувного двигателя, давление в каждом цилиндре, давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, модели топливного насоса, у двигателя, форсированного газотурбонаддувом, средние значения давления наддува или частоты вращения ротора модели турбокомпрессора, на регуляторном участке скоростной характеристики перемещения рейки модели топливного насоса, определяют средние за цикл амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики указанных процессов моделей двигателя, топливного насоса, турбокомпрессора, центробежного регулятора скорости, а также результирующие амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики процессов соединений моделей двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор, двигатель-регулятор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса, цилиндр - регулятор, цилиндр -турбокомпрессор с последующим определением в стационарном режиме полной нагрузки амплитудных спектров мгновенных значений угловых ускорений коленчатого вала модели двигателя за цикл, за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности, на регуляторном участке перемещения рейки модели топливного насоса, давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, определяют гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель-турбокомпрессор, а также за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности соединений моделей цилиндр - регулятор, цилиндр - турбокомпрессор, цилиндр - топливный насос, цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «идеального реле», определяют в зонах перекладки поршней гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «люфта», определяют в цикле, за исключением зон перекладки поршней, гармоники указанных процессов, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности», определяют на регуляторном участке гармоники перемещения рейки модели топливного насоса, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - регулятор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристикой «зоны нечувствительности», определяют гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - топливный насос с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности», определяют за рабочий такт модели каждого цилиндра по отдельности гармоники давлений в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива по секциям, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений моделей цилиндр - секция топливного насоса с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристиками «зоны нечувствительности», определяют гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающие одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединения моделей двигатель - турбокомпрессор с соответствующими обратной эквивалентной амплитудной и отрицательной, сдвинутой по фазе на 180°, фазовой характеристикой «зоны нечувствительности», определяют в указанных интервалах градиенты соответствующих гармоник по настраиваемым параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», входящих в модели безнаддувного двигателя, турбокомпрессора, топливного насоса и регулятора скорости, настраивают поочередно путем уменьшения этих градиентов параметры моделей указанных нелинейностей, при появлении в цикле настроенной модели безнаддувного двигателя гармоники углового ускорения коленчатого вала, а у настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, гармоники давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающей одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - топливный насос, двигатель - регулятор, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателей, при появлении на рабочем такте настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник давлений в каждом цилиндре, гармоник угловых ускорений коленчатого вала, а у настроенной модели двигателя, форсированного газотурбонаддувом, гармоник давления наддува и углового ускорения ротора модели турбокомпрессора, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений цилиндр - регулятор, цилиндр - секция топливного насоса, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров, при появлении в зонах перекладки поршней настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник углового ускорения коленчатого вала, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, 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 амплитуд этих гармоник - о степени этого износа, сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров, при появлении в цикле, за исключением зон перекладки поршней, настроенной модели безнаддувного двигателя гармоник углового ускорения коленчатого вала, совпадающих одновременно с частотой пересечения результирующих амплитудной и фазовой частотных характеристик соединений двигатель - регулятор, двигатель - топливный насос, 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 амплитуд этих гармоник - о степени этих износов, сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние коренных и шатунных подшипников, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния коренных и шатунных подшипников, при появлении на регуляторном участке настроенной модели центробежного регулятора скорости 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния центробежного регулятора скорости, при появлении в цикле настроенной модели топливного насоса 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса, при появлении у настроенной модели топливного насоса гармоник 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 значениям амплитуд этих гармоник - о степени износа, сравнивают амплитуды гармоник с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, и по степени их близости классифицируют состояние секций топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейности, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния секций топливного насоса.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в режиме разгона без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной используют средние по множеству циклов работы двигателя мгновенные значения за оборот коленчатого вала, за цикл, за рабочий такт каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, в цикле двигателя за исключением зон перекладки поршней модели безнаддувного двигателя угловых скорости и ускорения коленчатого вала в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, без предварительно смоделированной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, при достижении заданной частоты вращения определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней градиенты по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, модели безнаддувного двигателя по настраиваемым параметрам моделей двигателя, топливного насоса, нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты и параметры моделей, при появлении в цикле настроенной модели двигателя существенных выбросов градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, в форме импульсов судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих импульсов при значениях градиента, равных нулю, - о степени этих неисправностей при данной частоте вращения, сравнивают полученные значения градиента по углу поворота коленчатого вала, а также скорости изменения углового ускорения коленчатого вала, с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, при появлении на рабочих тактах настроенных моделей цилиндров безнаддувного двигателя существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в форме импульсов судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра двигателя, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени жесткости каждого цилиндра при данной частоте вращения, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов градиентов, а также скоростей изменения, в зонах перекладки поршней в форме импульсов судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по ширине этих импульсов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этого износа, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют соответствующие характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров двигателя, при появлении существенных выбросов градиента, а также скорости изменения, в цикле двигателя, за исключением зон перекладки поршней, в форме импульсов судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по ширине этих выбросов при значениях градиентов, а также скоростей изменения, равных нулю, - о степени этих износов, сравнивают полученные значения ширин с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального двигателя, и по степени их близости классифицируют состояние сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют соответствующие характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, при достижении заданной частоты вращения определяют за цикл модели безнаддувного двигателя, на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности, в зонах перекладки поршней, за исключением зон перекладки поршней, по множеству циклов дифференциальные законы распределения вероятностей, дисперсии или средние квадратические отклонения полученных процессов в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в том числе дифференциальные законы распределения вероятностей в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, дисперсии или средние квадратические отклонения давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, определяют двумерные дифференциальные законы распределения вероятностей указанных процессов в функции угла поворота коленчатого вала и времени, с привязкой к началу цикла на частоте вращения, соответствующей этому режиму, определяют в указанных интервалах градиенты дисперсий или средних квадратических отклонений, а также градиенты максимумов, значительно превышающих среднеквадратические отклонения, дифференциальных законов распределения вероятностей по параметрам моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности», настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов параметры моделей нелинейностей «идеальное реле», «люфт», «зона нечувствительности» двигателя, топливного насоса, при появлении в цикле настроенной модели двигателя существенных выбросов дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсов, а двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей в форме импульсной поверхности, судят о наличии какой-либо из неисправностей по отдельности или вместе: жесткости работы двигателя, износов цилиндропоршневых групп, а также износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциального закона распределения вероятностей, по площади внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния двигателя, при появлении на рабочем такте настроенных моделей цилиндров двигателя существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии жесткости работы каждого цилиндра при данной частоте вращения, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, при появлении в зонах перекладки поршней настроенных моделей цилиндров двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износа каждой цилиндропоршневой группы, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей внутри импульсных поверхностей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, 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 отдельных цилиндров двигателя, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния отдельных цилиндров, при появлении в цикле за исключением зон перекладки поршней настроенной модели двигателя аналогичных существенных выбросов этих законов в форме импульсов или импульсных поверхностей судят о наличии износов в сопряжениях коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, а по интервалам между этими импульсами при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей, по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих неисправностей, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения указанных интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у 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 сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния сопряжений коленчатого вала с коренными и шатунными подшипниками, при появлении в настроенной модели топливного насоса существенных выбросов дифференциального закона распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала, а также в функции времени, в форме импульсов или импульсной поверхности двумерных дифференциальных законов распределения вероятностей давления в трубопроводах к форсункам или любого другого косвенного параметра, отражающего цикловую подачу топлива, в том числе по секциям, в функции угла поворота коленчатого вала и в функции времени, судят о наличии износов в сопряжениях топливного насоса, а по интервалам между этими импульсами или по площадям внутри импульсных поверхностей при нулевом уровне или между максимальными значениями дифференциальных законов распределения вероятностей - о степени этих износов, сравнивают полученные при различных частотах вращения значения интервалов, площадей, дисперсий или средних квадратических отклонений с эталонными значениями, измеренными предварительно у исправного нормального топливного насоса, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния топливного насоса, в том числе по секциям, от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние топливного насоса, используя указанные градиенты, определяют параметры нелинейностей топливного насоса, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния топливного насоса и его секций, определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения автокорреляционную функцию и энергетический спектр углового ускорения коленчатого вала модели двигателя, определяют максимумы импульсов автокорреляционной функции, соответствующих по времени первому после нуля и соседнему импульсу, определяют разность этих максимумов и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля, определяют на рабочем такте каждого цилиндра автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, определяют максимумы импульсов автокорреляционных функций или их значений при верхних мертвых точках или первые максимумы этих энергетических спектров и их выбросы при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, и соотношения автокорреляционных функций или их максимумов, энергетических спектров или их первых максимумов или указанных выбросов по отдельности, определяют на рабочих тактах цилиндров взаимокорреляционные функции и взаимные энергетические спектры этих ускорений попарно между цилиндрами в цикле двигателя и максимумы импульсов взаимокорреляционных функций, а также первые максимумы взаимных энергетических спектров и соотношения взаимокорреляционных функций или их максимумов и взаимных энергетических спектров или их первых максимумов, определяют на периоде оборота коленчатого вала модели безнаддувного двигателя автокорреляционную функцию или энергетический спектр углового ускорения, вычитают из этих функции и спектра соответственно автокорреляционные функции и энергетические спектры, измеренные на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, определяют максимум полученной разностной автокорреляционный функции и гармоники с максимальной амплитудой полученного разностного энергетического спектра, определяют градиенты полученного за цикл максимума разности автокорреляционных функций и значения непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля по настраиваемым коэффициентам и параметрам моделей безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты моделей безнаддувного двигателя, и по значению разности максимумов автокорреляционных функций и значению непрерывной составляющей энергетического спектра при частотах вблизи нуля настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени общей неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния безнаддувного двигателя, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, первых максимумов энергетических и взаимных энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты моделей безнаддувного двигателя, и по соотношению автокорреляционных функций, взаимокорреляционных функций, энергетических, взаимных энергетических спектров или их максимумов настроенной модели безнаддувного двигателя, судят о степени неравномерности работы цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния цилиндров безнаддувного двигателя, определяют на рабочем такте модели каждого цилиндра по отдельности градиенты значений автокорреляционных функций углового ускорения коленчатого вала модели безнаддувного двигателя при верхней мертвой точке, градиенты значений выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, определяют на периоде оборота модели двигателя градиенты максимума разностной автокорреляционный функции или гармоники с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по соотношению указанных значений автокорреляционных функций при верхних мертвых точках, выбросов энергетических спектров при частотах, кратных второй гармонике частоты вращения коленчатого вала, и более низких частотах, по максимуму разностной автокорреляционный функции или по гармонике с максимальной амплитудой разностного энергетического спектра настроенной модели безнаддувного двигателя судят о степени неуравновешенности двигателя, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного состояния уравновешенности безнаддувного двигателя, в режиме разгона непрерывно определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала модели безнаддувного двигателя за цикл, за рабочий такт, на регуляторном участке, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их центры тяжести, при достижении заданной средней за цикл частоты вращения находят произведения этих средних значений с указанной частотой вращения, определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения градиенты средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, рабочий такт, на регуляторном участке, градиенты произведения этих ускорений с указанной частотой вращения, градиенты центров тяжести зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя, и по значениям средних значений углового ускорения коленчатого вала и указанного произведения за цикл и за рабочие такты настроенной модели безнаддувного двигателя судят о мощности двигателя, цилиндров и их неравномерности работы, по значениям угловых ускорений коленчатого вала на регуляторном участке - о состоянии регулятора скорости, по значениям центров тяжести указанных зависимостей - о расходе топлива и угле опережения подачи топлива двигателя и отдельных цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного мощности двигателя и цилиндров, их неравномерности работы, расхода топлива и угла опережения подачи топлива безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, регулятора скорости, в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения с привязкой по углу поворота коленчатого вала используют средние по множеству циклов работы модели двигателя мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала и при достижении двигателем заданной частоты вращения в цикле и на такте сжатия моделей двигателя и каждого цилиндра по отдельности определяют автокорреляционные функции и энергетические спектры этих ускорений, а также максимумы импульсов автокорреляционных функций и первые максимумы этих спектров, определяют градиенты максимумов импульсов автокорреляционных функций и первых максимумов энергетических спектров модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности по настраиваемым коэффициентам и параметрам моделей безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты моделей безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности, по максимумам импульсов автокорреляционных функций и по первым максимумам энергетических спектров углового ускорения коленчатого вала настроенной модели безнаддувного двигателя в цикле судят о герметичности двигателя, а по максимумам импульсов автокорреляционных функций и по первым максимумам энергетических спектров на тактах сжатия - о герметичности цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного герметичности безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров, в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения непрерывно определяют средние значения угловых ускорений коленчатого вала модели безнаддувного двигателя за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности, определяют зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения, а также их центры тяжести, определяют при достижении заданной средней за цикл частоты вращения градиенты средних значений угловых ускорений коленчатого вала за цикл, такт сжатия каждого цилиндра по отдельности, градиенты центров тяжести зависимости этих средних значений угловых ускорений коленчатого вала от времени и частоты вращения по настраиваемым коэффициентам и параметрам модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности, настраивают поочередно путем уменьшения указанных градиентов коэффициенты модели безнаддувного двигателя и каждого цилиндра по отдельности, и по значениям средних значений углового ускорения за такт сжатия настроенной модели безнаддувного двигателя судят о герметичности цилиндров, а по значениям центров тяжести указанных зависимостей - о внутренних потерях безнаддувного двигателя и его цилиндров, используя указанные градиенты, определяют характеристики и параметры, приводящие к изменению от нормального до допустимого и предельного герметичности и внутренних потерях безнаддувного двигателя и его отдельных цилиндров.
9. Экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания, 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, датчик угловых меток-зубьев, формирователь импульсов-зубьев, элемент ИЛИ цикла, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, блок идентификации, задатчик моделей процессов, блок классификации состояний, задатчик функций изменения параметров, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора, формирователь импульсов ротора, 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, первый и второй цифровые мультиплексоры, устройство хранения и вычитания, измерители скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, причем выходы датчика угловых меток 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, а 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 седьмым входом первого цифрового мультиплексора, 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 и первого цифрового мультиплексора, 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 и восьмой вход первого цифрового мультиплексора соединены с выходом формирователя команд обработки, причем 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, причем восьмой вход блока управления соединен через формирователь импульсов с датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора, причем девятый вход первого цифрового мультиплексора соединен с вторым выходом двойного цифрового дифференциатора, а выход первого цифрового мультиплексора связан с первым входом первого устройства хранения и вычитания, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий вход - с выходом формирователя команд обработки, четвертый вход - с третьим выходом вычислительного блока, а пятый вход - с вторым выходомблока управления, причем первый вход первого цифрового мультиплексора связан с первым выходом двойного цифрового дифференциатора, датчики крутящего момента, 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 третьим, четвертым, пятым и шестыми по числу цилиндров входами первого цифрового мультиплексора соответственно, второй вход первого цифрового мультиплексора соединен с первым выходом блока управления, выход первого устройства хранения и вычитания соединен с вторыми входами измерителей скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, первые входы которых связаны с выходом формирователя команд обработки, а третьи входы - с первым выходом блока управления, причем первый выход измерителя скорости, выходы измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени соединены с первого по восьмой входами второго цифрового мультиплексора, девятый вход которого связан с первым выходом блока управления, а выход - с пятым входом блока вывода, причем второй выход измерителя скорости соединен с четвертым входом измерителя градиента по углу поворота, пятый вход которого и четвертый вход измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени связаны с вторым выходом блока управления, а четвертый вход измерителя дисперсии или среднеквадратического отклонения связан с выходом измерителя скользящего среднего значения, измеритель скорости содержит цифровой дифференциатор с усреднением, измерители экстремумов и временного интервала, генератор тактовых импульсов, причем выход цифрового дифференциатора с усреднением является вторым выходом измерителя скорости и соединен через измеритель экстремумов с первым входом измерителя интервала, второй вход которого связан с генератором тактовых импульсов, а выход является первым выходом измерителя скорости, первый, второй и третий входы цифрового дифференциатора с усреднением являются с первого по третий входами измерителя скорости, измеритель градиента по углу поворота содержит делительное устройство с усреднением, измерители экстремумов и углового интервала, причем выход делительного устройства с усреднением соединен через измеритель экстремумов с первым входом измерителя углового интервала, второй вход которого является пятым входом измерителя градиента по углу поворота, а выход - выходом измерителя градиента, с первого по четвертый входы делительного устройства с усреднением являются соответственно с первого по четвертый входами измерителя градиента по углу поворота, измеритель дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала содержит измерители закона по числу импульсов и по угловым интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов и ширины между экстремумами, с первого по третий усреднители по углу в заданном интервале, причем выходы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов и первым входом измерителя ширины между экстремумами, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремумов и выход измерителя ширины между экстремумами соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по углу в заданном интервале, а выход является выходом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, причем выход измерителя экстремумов соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами, первые входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам являются вторым входом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, третьим входом которого являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов и по угловым интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель дифференциального закона распределения вероятностей по времени содержит измерители закона по числу импульсов и по временным интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремумов и ширины между экстремумами, с первого по третий усреднители по времени в заданном интервале, причем выходы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремумов и первым входом измерителя ширины между экстремумами, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремумов и выход измерителя ширины между экстремумами соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей по времени в заданном интервале, а выход является выходом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени, причем выход измерителя экстремумов соединен с вторым входом измерителя ширины между экстремумами, первые входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам являются вторым входом измерителя дифференциального закона распределения вероятностей по времени, третьим входом которого являются вторые входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей закона по числу импульсов и по временным интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени содержит измерители двумерного закона по числу импульсов и по интервалам, первый и второй цифровые мультиплексоры, измерители экстремальной поверхности и площади между экстремальной поверхностью, с первого по третий усреднители в заданном интервале, причем выходы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам соединены с первым и вторым входами первого цифрового мультиплексора, первый выход которого связан с входом измерителя экстремальной поверхности и первым входом измерителя площади между экстремальной поверхностью, вторые выходы первого цифрового мультиплексора, измерителя экстремальной поверхности и выход измерителя площади между экстремальной поверхностью соединены с соответствующими входами с первого по третий усреднителей в заданном интервале и с вторым, четвертым и шестым входами второго цифрового мультиплексора, первый, третий и пятый входы которого соединены с соответствующими выходами с первого по третий усреднителей в заданном интервале, а выход является выходом измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, причем выход измерителя экстремальной поверхности соединен с вторым входом измерителя площади между экстремумами, первые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам являются вторым входом измерителя двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, третьим входом которого являются вторые входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам и третий вход первого цифрового мультиплексора, а первым входом - третьи входы измерителей двумерного закона по числу импульсов и по интервалам и седьмым входом второго цифрового мультиплексора, измеритель смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени содержит усреднитель по множеству, цифровой сглаживающий фильтр, схему сравнения кодов, измеритель интервала, схемы ИЛИ и И, генератор тактовых импульсов, причем выход усреднителя по множеству соединен через цифровой сглаживающий фильтр и схему сравнения кодов с первым входом измерителя интервала, второй вход которого связан с выходом схемы ИЛИ, а выход является выходом измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, первый и второй входы схемы ИЛИ соединены соответственно с выходом схемы И и выходом генератора тактовых импульсов, вход которого связан с первым входом схемы И и третьим входом усреднителя по множеству и является третьим входом измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, второй вход схемы И является четвертым входом, а первый и второй входы усреднителя по множеству - первым и вторым входами измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, кроме того, 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, 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,
отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены блок моделей, второй блок определения характеристик, второе устройство хранения и вычитания, второй блок идентификации, блок определения функций чувствительностей, блок ручного ввода констант, переключатель на две позиции и три положения, причем измерители скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, дисперсии или среднеквадратического отклонения, скользящего среднего значения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, второго цифрового мультиплексора объединены в первый блок измерения характеристик, в который дополнительно введены усреднитель за цикл, усреднитель за рабочий такт и на регуляторном участке, умножитель сигналов, анализатор спектра угловых ускорений разгона, анализатор ширины спектра, блоки расчета интегральных характеристик временных зависимостей, а также динамических скоростных характеристик, анализатор спектра и фазы угловых и временных зависимостей, анализатор гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, управляемый переключатель на два положения, коррелометр, измеритель энергетического спектра, с первого по четвертый вычислители максимума, первый и второй блоки определения коэффициента неравномерности, первое и второе вычитающие устройства, в первый цифровой мультиплексор введен десятый вход, причем с первого по четвертый входы первого блока определения характеристик соединены соответственно с выходами формирователя команд обработки, первого устройства хранения и вычитания, первым и вторым выходами блока управления, выход первого блока определения характеристик через переключатель на две позиции и три положения в первой позиции и первом положении соединен с пятым входом блока вывода, первый, второй и третий выходы блока моделей связаны с первым, вторым и четвертым входами второго блока определения характеристик соответственно, выход которого соединен с первым входом второго устройства хранения и вычитания, выход которого соединен с первым входом второго блока идентификации, выход которого связан с первым входом блока определения функций чувствительностей, выход последнего соединен с вторым входом блока моделей, первый вход которого соединен с выходом блока ручного ввода констант, третьи входы блока моделей, второго блока определения характеристик, второго устройства хранения и вычитания, второго блока идентификации, второй вход блока определения функций чувствительностей и вход блока ручного ввода констант связаны с первым выходом блока управления, выход второго устройства хранения и вычитания через переключатель на две позиции и три положения в первой позиции и во втором положении соединен с пятым входом блока вывода, второй вход второго блока идентификации через переключатель на две позиции и три положения во второй позиции и втором положении соединен с выходом первого блока определения характеристик, второй вход второго устройства хранения и вычитания соединен с выходом блока ручного ввода констант, выход блока определения функций чувствительностей через переключатель на две позиции и три положения в первой позиции и третьем положении соединен с третьим входом цифрового индикатора, десятый вход первого цифрового мультиплексора соединен с пятым выходом блока управления.
10. Экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания по п. 9, отличающаяся тем, что с первым и третьим входами первого блока определения характеристик соединены соответственно первые и третьи входы измерителей скорости, градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, усреднителя за цикл, усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, умножителя сигналов, анализатора спектра угловых ускорений разгона, анализатора ширины спектра, блока расчета интегральных характеристик временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, коррелометра и измерителя энергетического спектра, причем вторые входы измерителя скорости, измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, усреднителя за цикл, усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей, а коррелометра и измерителя энергетического спектра через управляемый переключатель в первом положении соединены с вторым входом первого блока определения характеристик, пятый вход измерителя градиента по углу поворота и четвертый вход измерителя смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени соединены с четвертым входом первого блока определения характеристик, четвертый вход измерителя градиента по углу поворота связан с вторым выходом измерителя скорости, выход измерителя скользящего среднего значения соединен с четвертым входом измерителя дисперсии или среднеквадратического отклонения, вторые входы умножителя сигналов, анализатора спектра угловых ускорений разгона, блоков расчета интегральных характеристик временных зависимостей и расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, соединены с выходом усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, выход усреднителя за цикл связан с четвертыми входами умножителя сигналов, анализатора ширины спектра, блока расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, выход анализатора спектра угловых ускорений разгона соединен с вторым входом анализатора ширины спектра, а выход анализатора спектра и фазы угловых и временных зависимостей - с пятым входом анализатора гармоник угловых и временных зависимостей, кратных частоте вращения коленчатого вала, четвертые входы коррелометра и измерителя энергетического спектра через управляемый переключатель во втором положении соединены с вторым входом, а управляемый вход переключателя - с третьим входом первого блока определения характеристик, выходы коррелометра и измерителя энергетического спектра соединены с входами первого и второго вычислителей максимумов и входами первого и второго вычитающих устройств соответственно, выходы первого и второго вычислителей максимумов соединены соответственно с входами первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров, а выходы первого и второго вычитающих устройств - с входами третьего и четвертого вычислителей максимумов, с первого по двадцать первый входы цифрового мультиплексора соединены соответственно с выходами измерителя скорости, измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, умножителя сигналов, анализатора спектра угловых ускорений разгона, анализатора ширины спектра, блока расчета интегральных характеристик временных зависимостей, блока расчета интегральных характеристик динамических скоростных характеристик, анализатора гармоник и фазы угловых и временных зависимостей, коррелометра и измерителя энергетического спектра, первого и второго блоков определения коэффициента неравномерности работы цилиндров, третьего и четвертого вычислителей максимумов, усреднителя за цикл, двадцать второй управляющий вход цифрового мультиплексора соединен с третьим входом первого блока определения характеристик, а выход цифрового мультиплексора является выходом первого блока определения характеристик, причем блок моделей содержит блоки моделей двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, турбокомпрессора, топливного насоса, регулятора скорости, безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, цифровой мультиплексор, блок модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом содержит блок расчета коэффициентов и задания начальных условий, блок настраиваемых коэффициентов, блок решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматор решений, первый и второй дифференциаторы, блок настраиваемых нелинейностей, перестраиваемый генератор гармоник, кратных частоте вращения вала, генератор нормального шума, блок входных воздействий, блок формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров, блок модели турбокомпрессора содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматор решений, блок настраиваемых нелинейностей, блок модели топливного насоса содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, расчета цикловой подачи топлива, настраиваемых нелинейностей, управляемый переключатель на два положения, блок задания перемещения рейки топливного насоса, блок модели регулятора скорости содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, входных воздействий, настраиваемых нелинейностей, управляемый переключатель на два положения, блок модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега содержит блоки расчета коэффициентов и задания начальных условий, настраиваемых коэффициентов, решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматор решений, дифференциатор, перестраиваемый генератор гармоник, кратных частоте вращения вала, блок входных воздействий, причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока моделей двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений, выход сумматора решений соединен с первым входом первого дифференциатора, выход первого дифференциатора связан с первыми входами второго дифференциатора и перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, с четвертыми входами блока настраиваемых нелинейностей и блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, второй вход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки связан с выходом блока входных воздействий, четвертый вход - с выходом блока настраиваемых нелинейностей, а второй вход сумматора решений - с выходом перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, выход генератора нормального шума соединен с четвертым входом сумматора решений, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки соединен с вторым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий и с первым входом блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров, выход которого связан с пятым входом блока настраиваемых нелинейностей, третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматора решений, блока настраиваемых нелинейностей, вторые входы блока входных воздействий, первого и второго дифференциаторов, перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров, вход генератора нормального шума соединены с третьим входом блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, первый вход блока входных воздействий - четвертым входом, пятый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - пятым входом, выходы сумматора решений, первого и второго дифференциаторов, перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых нелинейностей, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, блока формирования ВМТ и интервалов работы цилиндров являются соответственно с первого по восьмой выходами блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока турбокомпрессора соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений и четвертым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, выход сумматора решений соединен с вторыми входами блока расчета коэффициентов и задания начальных условий и блока настраиваемых нелинейностей, выход которого соединен с вторым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, блока настраиваемых нелинейностей и второй вход сумматора решений соединены с третьим входом блока турбокомпрессора, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, четвертый и пятый входы блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки - четвертым и пятым входами, выход сумматора решений - первым выходом, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки - вторым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - третьим выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей - четвертым выходом блока турбокомпрессора, причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели топливного насоса соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока расчета цикловой подачи топлива, второй вход которого соединен с выходом блока задания перемещения рейки топливного насоса, четвертый вход - с выходом блока настраиваемых нелинейностей, а пятый вход - с выходом управляемого переключателя на два положения, с которым также соединен второй вход блока настраиваемых нелинейностей, второй вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, третьи входы блока настраиваемых коэффициентов, блока расчета цикловой подачи топлива, блока настраиваемых нелинейностей и управляемый вход переключателя на два положения соединены с третьим входом блока модели топливного насоса, первые входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий и блока задания перемещения рейки топливного насоса являются первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, первое и второе положения управляемого переключателя на два положения - пятым и четвертым входами, второй вход блока задания перемещения рейки топливного насоса шестым входом, выход блока расчета цикловой подачи топлива - первым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - вторым выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей - третьим выходом блока модели топливного насоса, причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели регулятора скорости соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, второй вход которого соединен с выходом блока настраиваемых нелинейностей, четвертый вход - с выходом блока входных воздействий, второй вход которого соединен с выходом управляемого переключателя на два положения, вторые входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых нелинейностей, третьи входы блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, первый вход блока входных воздействий и управляемый вход управляемого переключателя на два положения соединены с третьим входом блока модели регулятора скорости, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов и первый вход блока настраиваемых нелинейностей - вторым входом, первое и второе положения управляемого переключателя на два положения - пятым и четвертым входами, выход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки - первым выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - вторым выходом, а выход блока настраиваемых нелинейностей - третьим выходом блока модели регулятора скорости, причем выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега соединен с первым сигнальным входом блока настраиваемых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, выход которого соединен с первым сигнальным входом сумматора решений и первым входом перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, второй вход блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки связан с выходом блока входных воздействий, второй вход сумматора решений - с выходом перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, выход сумматора решений соединен с первым входом дифференциатора и вторым входом блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, третьи входы блока расчета коэффициентов и задания начальных условий, блока настраиваемых коэффициентов, блока решения дифференциальных уравнений и снятия нормировки, сумматора решений, вторые входы дифференциатора и перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, вход блока входных воздействий соединены с третьим входом блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, первый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий является первым входом, второй вход блока настраиваемых коэффициентов - вторым входом, четвертый вход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - четвертым входом, выход сумматора решений - первым выходом, выход дифференциатора - вторым выходом, выход перестраиваемого генератора гармоник, кратных частоте вращения вала, - третьим выходом, выход блока расчета коэффициентов и задания начальных условий - четвертым выходом блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, причем с первого по третьи входы блоков моделей двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, турбокомпрессора, топливного насоса, регулятора скорости, безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега являются с первого по третий входами блока моделей соответственно, второй выход блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с четвертым входом блока модели турбокомпрессора, с пятыми входами блока модели топливного насоса и блока модели регулятора скорости, пятые входы блоков модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом и модели турбокомпрессора, четвертый вход блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега соединены с первым выходом блока модели топливного насоса, четвертый вход блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом соединен с первым выходом блока модели турбокомпрессора, шестой вход блока модели топливного насоса связан с первым выходом блока модели регулятора скорости, четвертые входы блоков модели топливного насоса и модели регулятора скорости соединены с первым выходом блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, третий вход блока моделей, седьмой и с первого по пятый выходы блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, первые выходы блока модели турбокомпрессора и блока модели регулятора скорости, второй выход блока модели топливного насоса, второй и третий выходы блока модели турбокомпрессора, второй выход блока модели регулятора скорости, с первого по четвертый выходы блока модели безнаддувного двигателя в режимах свободного разгона и выбега, шестой выход блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом, четвертый выход блока модели турбокомпрессора, третьи выходы блока модели топливного насоса и блока модели регулятора скорости соединены с первого по двадцать первый входами цифрового мультиплексора, выход цифрового мультиплексора является первым выходом, а седьмой и восьмой выходы блока модели двигателя безнаддувного и форсированного газотурбонаддувом - вторым и третьим выходами блока моделей, причем во второй блок определения характеристик, построенный аналогично первому блоку определения характеристик, добавлено устройство временного хранения, с первого по третий входы которого соединены с первого по третий входами второго блока определения характеристик, а выход - с вторыми входами измерителя скорости, измерителей градиента по углу поворота, дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала, дифференциального закона распределения вероятностей по времени, двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени, скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения, смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени, усреднителя за цикл, усреднителя за рабочий такт и на регуляторном участке, анализатора спектра угловых временных зависимостей, коррелометра и измерителя энергетического спектра через управляемый переключатель в первом положении, причем блок определения функций чувствительностей содержит устройство временного хранения, цифровой мультиплексор, использующие в стационарном режиме и переходе из одного стационарного режима в другой непосредственно уравнения динамики моделей двигателей, топливного насоса, регулятора скорости и турбокомпрессора, определители градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей, составляющих углового ускорения коленчатого вала по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам и по параметрам нелинейностей, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, а также по параметрам нелинейностей, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени и по параметрам нелинейностей, в этих же условиях определители градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянная времени, определитель градиентов гармоник углового ускорения, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определитель градиентов спектров автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определитель градиентов энергетических спектров и автокорреляционных функций угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определитель градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала по параметрам нелинейностей, определитель градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определитель градиентов скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определитель градиентов смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определители градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик по параметрам коэффициента усиления и постоянной времени, причем в блоке определения функций чувствительностей первые и третьи входы, а вторые входы через устройство временного хранения, устройства временного хранения, использующие в стационарном режиме и переходе из одного стационарного режима в другой непосредственно уравнения динамики моделей двигателей, топливного насоса, регулятора скорости и турбокомпрессора, определителей градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей, составляющих углового ускорения коленчатого вала по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам и по параметрам нелинейностей, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, а также по параметрам нелинейностей, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени и по параметрам нелинейностей, в этих же условиях определителей градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянная времени, определителя градиентов гармоник углового ускорения, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов спектров автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определителя градиентов энергетических спектров и автокорреляционных функций угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала по параметрам нелинейностей, определителя градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определителя градиентов смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определителя градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик по параметрам коэффициент усиления и постоянная времени соединены соответственно с первого по третий входами блока определения функций чувствительностей, с первого по двадцать девятый входы цифрового мультиплексора соединены соответственно с выходами определителей градиентов угла поворота коленчатого вала безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, а также по параметрам нелинейностей, составляющих углового ускорения коленчатого вала по параметрам нелинейностей, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам и по параметрам нелинейностей, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, а также по параметрам нелинейностей, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянной времени и по параметрам нелинейностей, в этих же условиях определителей градиентов ширины амплитудно-частотных характеристик безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом угла поворота коленчатого вала, угловой скорости и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, цикловой подачи топливного насоса по его коэффициентам, перемещения муфты регулятора скорости по параметрам постоянных времени массы и демпфера, угловой скорости турбокомпрессора по параметру постоянная времени, определителя градиентов гармоник углового ускорения, кратных частоте вращения коленчатого вала, по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов спектров автоколебаний ДВС-ЦРС, ДВС-ТН и ДВС-ТКР по параметрам нелинейностей, определителей градиентов энергетических спектров и автокорреляционных функций угла поворота коленчатого вала, угловых скорости и ускорения безнаддувного ДВС и ДВС с газотурбонаддувом по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителя градиентов дифференциальных законов распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала по параметрам нелинейностей, определителя градиентов двумерного дифференциального закона распределения вероятностей по углу поворота коленчатого вала и времени по параметрам нелинейностей, определителя градиентов скользящего среднего значения, дисперсии или среднеквадратического отклонения по параметрам нелинейностей, определителя градиентов смещения по углу поворота коленчатого вала и смещения по времени по параметрам нелинейностей, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге углового ускорения и динамической мощности по коэффициенту самовыравнивания и моменту инерции, определителей градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге интегральных характеристик временных зависимостей и интегральных характеристик динамических скоростных характеристик по углу впрыскивания топлива и часовому расходу топлива, определителя градиентов безнаддувного ДВС в свободном разгоне и выбеге амплитудно-частотных характеристик по параметрам коэффициент усиления и постоянная времени, тридцатый вход цифрового мультиплексора соединен с третьим входом блока определения функций чувствительностей, а выход цифрового мультиплексора является выходом блока определения функций чувствительностей.
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2009 |
|
RU2428672C2 |
