agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2023-1-56-62agroengineering-518Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESОсобенности и характер влияния частоты вращения коленчатого вала на величину импульса реакций опор, оцениваемых при диагностировании двигателя внутреннего сгоранияFeatures and nature of the infl uence of the crankshaft speed on the impulse of the support reactions evaluated when diagnosing an internal combustion enginehttps://orcid.org/0000-0002-3273-6229КурносовА. Ф.KurnosovA. F.

Антон Федорович Курносов, канд. техн. наук, доцент

630039

ул. Добролюбова, 160

Новосибирск

Researcher ID: Q-8324-2017

Anton F. Kurnosov, CSc (Eng), Associate Professor

630039

Dobrolyubova Str., 160

Novosibirsk

Researcher ID: Q-8324-2017

anton_kurnosov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7830-4990ГуськовЮ. А.GuskovYu. A.

Юрий Александрович Гуськов, д-р техн. наук, доцент

630039

ул. Добролюбова, 160

Новосибирск

Yuri A. Guskov, DSc (Eng), Associate Professor

630039

Dobrolyubova Str., 160

Novosibirsk

nsauii@ngs.ruНовосибирский государственный аграрный университетРоссияNovosibirsk State Agrarian UniversityRussian Federation2023120320232515662Copyright © Курносов А.Ф., Гуськов Ю.А., 20232023Курносов А.Ф., Гуськов Ю.А.Kurnosov A.F., Guskov Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/518

   Разработка универсальных диагностических параметров, обладающих повышенной информативностью и возможностью оперативной регистрации и обработки, позволит оценить текущее состояние отдельных элементов и объекта диагностирования в целом. В качестве универсального диагностического параметра, характеризующего техническое состояние двигателя внутреннего сгорания, предлагается использовать импульс реакций опор двигателя, величина которого зависит от частоты вращения коленчатого вала. На лабораторной установке, включающей в себя дизельный четырехтактный четырехцилиндровый двигатель Д-243 и комплект измерительной аппаратуры, авторами исследовался процесс изменения импульса реакций опор двигателя внутреннего сгорания при изменении частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода. При проведении исследований применялись методы регрессионного, системного и статистического анализа. Установлено, что в диапазоне частоты вращения коленчатого вала 600…2200 мин–1 максимальное значение реакций опор за каждый такт работы двигателя изменяется с 345 до 122 Н. В диапазоне 600…1000 мин–1 минимальное значение реакций опор за каждый такт работы двигателя изменяется с –272 до –305 Н и увеличивается до –109 Н при максимальной частоте 2200 мин–1. Максимальный импульс реакций опор наблюдается при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин–1 и составляет в среднем для положительных и отрицательных реакций опор соответственно 17,34 и –17,35 кНс. При максимальной частоте вращения коленчатого вала импульс реакций опор достигает для положительных и отрицательных реакций опор соответственно 9,28 и –9,29 кНс. Полученные результаты могут использоваться для совершенствования методов диагностирования двигателей внутреннего сгорания, так как позволяют исключить влияние частоты вращения коленчатого вала на результат измерений.

   The development of universal diagnostic parameters with increased information content and the possibility of prompt registration and processing will help assess the current state of individual elements and the diagnostic object as a whole. As a universal diagnostic parameter characterizing the technical condition of the internal combustion engine, the authors propose to use the reaction impulse of the engine supports, the value of which depends on the crankshaft speed. Using a laboratory installation that includes a D-243 diesel four-stroke four-cylinder engine and a set of measuring equipment, the authors studied the process of changing the impulse of the reactions of the internal combustion engine supports when changing the crankshaft speed in the idling mode. When conducting research, they used methods of regression, system and statistical analysis. It has been established that in the crankshaft speed range of 600 to 2200 min–1, the maximum value of the bearing reactions for each cycle of engine operation changes from 345 to 122 N. In the range of 600 to 1000 min–1, the minimum value of the bearing reactions for each engine cycle changes –272 to –305 N and increases to –109 N at a maximum frequency of 2200 min–1. The maximum momentum of the support reactions is observed at a crankshaft speed of 1000 min–1 and averages for positive and negative reactions of the supports, respectively, 17.34 and –17.35 kNs. At the maximum speed of the crankshaft, the momentum of the support reactions reaches 9.28 and –9.29 kNs for the positive and negative reactions of the supports, respectively. The results obtained can be used to improve the methods for diagnosing internal combustion engines, as they can help exclude the infl uence of the crankshaft speed on the measurement result.

дизельный четырехтактный четырехцилиндровый двигательреакции опоримпульс реакций опор двигателя внутреннего сгораниячастоты вращения коленчатого валаdiesel four-stroke four-cylinder enginesupport reactionsmomentum of reactions of internal combustion engine supportscrankshaft speedsReferencesCai B., Sun X., Wang J., Yang C., Wang Z., Kong X., Liu Z., Liu Y. Fault detection and diagnostic method of diesel engine by combining rule-based algorithm and BNs / BPNNs. Journal of Manufacturing Systems. 2020; 57: 148-157. doi: 10.1016/j.jmsy.2020.09.001Cai B., Sun X., Wang J., Yang C., Wang Z., Kong X., Liu Z., Liu Y. Fault detection and diagnostic method of diesel engine by combining rule-based algorithm and BNs / BPNNs. Journal of Manufacturing Systems. 2020; 57: 148-157. doi: 10.1016/j.jmsy.2020.09.001Wen L., Li X., Gao L., Zhang Y. A new convolutional neural network-based data-driven fault diagnosis metho. Transactions on Industrial Electronics. 2018; 65 (7): 5990-5998. doi: 10.1109/TIE.2017.2774777Wen L., Li X., Gao L., Zhang Y. A new convolutional neural network-based data-driven fault diagnosis metho. Transactions on Industrial Electronics. 2018; 65 (7): 5990-5998. doi: 10.1109/TIE.2017.2774777Wang J., Wang Z., Stetsyuk V., Ma X., Gu F., Li W. Exploiting Bayesian networks for fault isolation: A diagnostic case study of diesel fuel injection system. ISA transactions. 2019; 86: 276-286. doi: 10.1016/j.isatra.2018.10.044Wang J., Wang Z., Stetsyuk V., Ma X., Gu F., Li W. Exploiting Bayesian networks for fault isolation: A diagnostic case study of diesel fuel injection system. ISA transactions. 2019; 86: 276-286. doi: 10.1016/j.isatra.2018.10.044Zhang M., Zi Y., Niu L., Xi S., Li Y. Intelligent diagnosis of V-type marine diesel engines based on multifeatures extracted from instantaneous crankshaft speed. Transactions on Instrumentation and Measurement. 2019; 68 (3): 722-740. doi: 10.1109/TIM.2018.2857018Zhang M., Zi Y., Niu L., Xi S., Li Y. Intelligent diagnosis of V-type marine diesel engines based on multifeatures extracted from instantaneous crankshaft speed. Transactions on Instrumentation and Measurement. 2019; 68 (3): 722-740. doi: 10.1109/TIM.2018.2857018Danilov I. K., Marusin A. V., Marusin V. A., Danilov S. I., Andryushchenko I. S. Diagnosis of the fuel equipment of diesel engines with multicylinder high pressure fuel injection pump for the movement of the injector valve for the diagnostic device. In Proceedings of the 4th International Conference on Frontiers of Educational Technologies. 2019; 157-160. doi: 10.1145/3233347.3233363Danilov I. K., Marusin A. V., Marusin V. A., Danilov S. I., Andryushchenko I. S. Diagnosis of the fuel equipment of diesel engines with multicylinder high pressure fuel injection pump for the movement of the injector valve for the diagnostic device. In Proceedings of the 4th International Conference on Frontiers of Educational Technologies. 2019; 157-160. doi: 10.1145/3233347.3233363Zhang W., Li X., Huang L., Feng M. Experimental study on spray and evaporation characteristics of diesel-fueled marine engine conditions based on optical diagnostic technology. Fuel. 2019; 246: 454-465. doi: 10.1016/j.fuel.2019.02.065Zhang W., Li X., Huang L., Feng M. Experimental study on spray and evaporation characteristics of diesel-fueled marine engine conditions based on optical diagnostic technology. Fuel. 2019; 246: 454-465. doi: 10.1016/j.fuel.2019.02.065Szymański G. M., Tomaszewski F. Diagnostics of automatic compensators of valve clearance in combustion engine with the use of vibration signal. Mechanical Systems and Signal Processing. 2016; 68-69: 479-490. doi: 10.1016/j.ymssp.2015.07.015Szymański G. M., Tomaszewski F. Diagnostics of automatic compensators of valve clearance in combustion engine with the use of vibration signal. Mechanical Systems and Signal Processing. 2016; 68-69: 479-490. doi: 10.1016/j.ymssp.2015.07.015Гриценко А. В. Диагностирование газораспределительного механизма на основе контроля виброколебаний его элементов / А. В. Гриценко, В. Д. Шепелев, А. Ю. Бурцев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Машиностроение». – 2022. – Т. 22, № 1. – С. 36-47. doi: 10.14529/engin220103Gritsenko A. V., Shepelev V. D., Burtsev A. Yu. Diagnostics of the gas distribution mechanism based on the control of vibration of its elements. Bulletin of the South Ural State University. Series “Mechanical engineering industry”. 2022; 22 (1): 36-47. (In Rus.) doi: 10.14529/engin220103Балясников А. С. Повышение эффективности диагностирования тепловых зазоров клапанов ГРМ с помощью вибродатчика (акселерометра) / А. С. Балясников [и др.] // АПК России. – 2018. – Т. 25, № 3. – С. 377-387. EDN: YCKCPJ.Balyasnikov A. S., Gritsenko A. V., Glemba K. V., Lukomsky K. I. Improving the effi ciency of diagnosing expansion clearances of timing valves using a vibration sensor (accelerometer). APK Rossii. 2018; 25 (3): 377-387. (In Rus.)Гребенников А. С. Динамический метод диагностирования элементов автомобиля / А. С. Гребенников, С. А. Гребенников, И. Ю. Куверин // Мир транспорта и технологических машин. – 2016. – № 1 (52). – С. 24-31. EDN: VMFZGF.Grebennikov A. S., Grebennikov S. A., Kuverin I. Yu. Dynamic method for diagnosing the elements of the vehicle. World of Transport and Technological Machines. 2016; 1 (52): 24-31. (In Rus.)Панченко М. Н. Анализ мгновенной угловой скорости коленчатого вала / М. Н. Панченко, В. В. Грачев, А. В. Грищенко // Транспорт Российской Федерации. – 2018. – № 4 (77). – С. 59-62. EDN: XYYMFF.Panchenko M. N., Grachev V. V., Grishchenko A. V. Analyzing the instantaneous angular velocity of the crankshaft. Transport of the Russian Federation. 2018; 4 (77): 59-62. (In Rus.)Кривцов С. Н. Динамический метод диагностирования автомобильных дизелей, оснащенных аккумуляторной топливоподающей системой / С. Н. Кривцов // Автомобильная промышленность. – 2015. – № 9. – С. 26-29. EDN: UMVUPV.Krivtsov S. N. Dynamic method diagnosing for automobile diesel engines equipped with common rail fuel injection system. Avtomobilnaya promyshlennost. 2015; 9: 26-29. (In Rus.)Курносов А. Ф. Совершенствование способа оценки технического состояния цилиндропоршневой группы на основе внешней импульсно-силовой характеристики двигателя / А. Ф. Курносов [и др.] // АПК России. – 2022. – Т. 29, № 1. – С. 36-41. EDN: BTBYCT.Kurnosov A. F., Guskov Yu. A., Kornienko V. N., Galynskiy A. A. Improving the method for assessing the technical condition of the cylinder-piston group based on the external impulse-power characteristic of the engine. APK Rossii. 2022; 29 (1): 36-41. (In Rus.)Сацкевич Н. Е. Интеллектуальная система диагностирования транспортных и технологических машин на основе идентифицированных импульсно-силовых характеристик двигателя / Н. Е. Сацкевич, А. Ф. Курносов, А. А. Галынский // АгроЭкоИнфо. – 2020. – № 4 (42). – С. 30. EDN: FOTRJW.Satskevich N. E., Kurnosov A. F., Galynsky A. A. Intelligent system for diagnosing of transport and technological machines based on identified impulse-power characteristics of the engine. AgroEkoInfo. 2020; 4 (42): 30. (In Rus.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.