автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Диагностирование клапанного газораспределения тепловозных дизелей по параметрам виброакустических сигналов

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ PS

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Г Г 5 од

На правах рукописи

- б Ш 1Я97

УДК 629.424.3:621.436(043.3)

ЕРМАКОВ ЮРИЙ ДМИТРИЕВИЧ

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ КЛАПАННОГО МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПО ПАРАМЕТРАМ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

05.22.07. - Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1997

Работа выполнена на кафедре "Локомотивы" Самарского института инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель - академик Академии транспорта РФ, Бас-

Научный консультант - кандидат технических наук, профессор

ПРОСВИРОВ Юрий Евгеньевич Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

КОССОВ Евгений Евгеньевич - кандидат технических наук, профессор СКУЕВ Валерий Борисович Ведущее предприятие - Служба локомотивного хозяйства Куйбышевской железной дороги

Защита диссертации состоится "25" Ом^СлЛ, 199/г. в/# час, на заседании диссертационного совета Д114.05.05 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 103055, ГСП г.Москва, ул. Образцова, 15; ауд. 330?- .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "АР" МАупЯи- 199^-г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного

совета, д.т.н., профессор " В.Н.Филиппов

луженный деятель науки и техники России, доктор технических наук, профессор ПАВЛОВИЧ Евгений Станиславович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экономичная и качественная работа железнодорожного транспорта невозможна без дальнейшего совершенствования системы эксплуатации, обслуживания и ремонта подвижного состава. Высокую надежность и экономичность дизельного подвижного состава можно обеспечить применением методов и средств технической диагностики.

Одним из основных механизмов, обеспечивающих надежность, мощ-ностные, экономические и экологические характеристики тепловозных дизелей, является механизм газораспределения. Поэтому определение его технического состояния - важнейшая задача технической диагностики.

Настоящее исследование посвящено установлению связи технического состояния клапанного механизма газораспределения (ГРМ) тепловозного дизеля с параметрами виброакустического сигнала, сопровождающего его работу, и разработке методов и средств диагностирования ГРМ в условиях эксплуатации.

Диссертационная работа подготовлена на основании исследований, проводимых в СамИИТе при участии автора в рамках проблемы 05.13.05.п.7 (Постановление ГКНТ № 301 от 15.07.82 г.) и отраслевой научно-технической программы МПС "Разработать и внедрить высокоэффективные технологические процессы и технические средства в локомотивном хозяйстве" (05.02.80.88.89), утвержденной приказом МПС № 25 ЦЗ от 06.11.87 г.

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является теоретическое и экспериментальное изучение виброакустических процессов, сопровождающих работу клапанного механизма газораспределения тепловозных дизелей, и разработка на основе их анализа методов и средств его диагностирования.

Для реализации указанной цели были поставлены и решены следу-

ющие задачи:

- проведен анализ способов и устройств диагностирования ГРМ ДВС, применяемых в эксплуатации и ремонте;

- разработаны математические модели ГРМ ДВС как объекта диагностирования;

- изучены виброакустические процессы, сопровождающие работу ГРМ;

- определены информативные параметры виброакустических сигналов и установлена их связь с дефектами ГРМ;

- разработаны алгоритмы и программы обработки виброакустических сигналов и постановки диагноза;

- проведены экспериментальные исследования для подтверждения правильности выдвинутых положений;

- разработан технологический процесс и обоснованы рабочие режимы дизеля при диагностировании ГРМ.

Объект исследования: клапанный механизм газораспределения четырехтактных дизелей.

Методы исследования.Теоретические исследования проводились:

- на основании анализа и обобщения сведений, приведенных в научно-технической и патентной литературе;

- путем математического моделирования работы механизма газораспределения и процесса^возбуждения вибраций при посадке клапанов;

- с использованием методов математической статистики при обработке экспериментальных данных.

Экспериментальные исследования осуществлялись:

- на лабораторном стенде по испытанию дизеля 8412/12;

- на дизеле 6ЧН31.8/33 на пункте технической диагностики локомотивного депо Сызрань, оборудованном системой регистрации и обработки виброакустических сигналов на базе УВК СМ-1803, в процессе реостатных испытаний тепловозов ТЭМ2.

Научная новизна. На основании теоретических и экспериментальных исследований показано, что для оценки величины теплового за-

зора достаточно определить среднюю фазу посадки клапана за статистически достоверное количество последовательных реализаций, а для зазора стержень клапана-втулка направляющая - энтропию фазы виброакустического сигнала, генерируемого посадкой клапана ГРМ в седло.

Для выделения информативного сигнала предложено использовать фазовую селекцию и регистрацию виброакустического сигнала в функции угла поворота коленчатого вала дизеля.

Разработаны алгоритмы, основанные на анализе случайных отклонений фаз газораспределения и амплитуды вибросигнала от цикла к циклу на стационарных режимах работы дизеля и количественной оценке доли фазового и амплитудного хаоса в общем виброакустическом процессе, генерируемом соударением клапана с седлом.

Обоснована методика выбора оптимальных режимов работы дизеля при диагностических операциях.

Алгоритмы постановки диагноза реализованы на базе ЭВМ ЕС-1033 и УВК СМ-1803 и после адаптации могут использоваться на любых современных ЭВМ.

Практическая ценность работы. Проведенные исследования были практически подтверждены результатами диагностических испытаний тепловозов ТЭМ-2 с четырехтактными дизельными двигателями 6ЧН31.8/33.

Разработанные методы диагностирования клапанного механизма газораспределения дают возможность оперативно контролировать его техническое состояние, а при накоплении достаточного статистического материала - прогнозировать остаточный ресурс и необходимые ремонтные и регулировочные вмешательства.

Созданная информационно-измерительная система на базе ЭВМ, а также комплекс программных средств позволяют выделить нужный виброакустический сигнал и установить диагноз технического состояния ГРМ с достоверностью 85 %.

- б -

Предлагаемые методы и устройства могут найти широкое применение в любой отрасли, где производятся, испытываются и эксплуатируются дизельные двигатели с клапанным механизмом газораспределения.

Реализация результатов работы. На основе полученных в процессе исследований данных была разработана диагностическая информационно-измерительная система на базе ЭВМ СМ-1803 с алгоритмическим и программным обеспечением диагностирования ГРМ и других систем дизеля, генерирующих при работе виброакустические сигналы. Система имеет возможность расширения для диагностирования большинства узлов тепловоза не только по виброакустическим параметрам и может быть установлена в любом депо железных дорог России.

Отдельные решения по диагностированию клапанного механизма газораспределения дизелей, изложенные в диссертации были использованы при создании пункта технической диагностики тепловозов в депо Сызрань Куйбышевской железной дороги.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на: VII, VIII, IX, X областных научно-практических конференциях (Куйбышев, 1982, 1983, 1986, 1989 г.г.); V Всесоюзном совещании "Техническая диагностика" (Суздаль, 1982 г.); научной конференции "Новые методы вибродиагностики технического состояния машин" (Каунас, 1S86 г.); VI Всесоюзном совещании "Техническая диагностика" (Москва, 1987 г.); Всесоюзной конференции "Методы и средства виброакустической диагностики машин" (Ивано-Франковск, 1988 г.); II Всесоюзной конференции "Вибрация и вибродиагностика" (Горький, 1988 г.); Всесоюзной с участием специалистов зарубежных стран конференции "Проблемы повышения надежности и безопасности технических средств транспорта" (Москва, 1988 г.)-, Республиканской конференции "Техническая диагностика и повышение надежности средств транспорта" (Ташкент, 1988 г.); научно-техническом семинаре "Диагностика, повышение эффективности и долговечности двига-

- У -

телей" (Ленинград, 1989, 1990, 1992 г.г.); VII конференции "Проблемы механики железнодорожного транспорта" (Днепропетровск, 1992 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы безопасности движения поездов" (Ташкент, 1991 г.); научно-техническом семинаре " Современные средства диагностирования дизельных двигателей автотранспортных средств и методы оптимального регулирования их тягово-экономических и экологических характеристик (Рига, 1991 г.); III Всесоюзной конференции "Автоматизированные системы испытания объектов железнодорожного транспорта" (Омск, 1991 г.); III, IV, V Международных научно-технических конференциях "Проблемы развития локомотивостроения" (Луганск, 1990 г., 1993 г., 1995 г.); заседании научно-технического семинара электромеханического факультета СамИИТа (Самара, 1995 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, 7 тезисов и получено 4 авторских свидетельства (Ш 1267197, 1307275, 1379671, 1460649).

Структура и объем работы. Диссертация содержит 126 стр. машинописного текста, 17 рисунков, 105 наименований библиографических источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность выбранной темы исследования, кратко сформулирована цель работы и указаны пути ее достижения.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен обзор и анализ литературных источников и осуществлена постановка задач исследования.

Важность своевременной оценки технического состояния механизма газораспределения в эксплуатации подтверждают результаты исследования надежности тепловозных дизелей, приведенных в работах ученых ВНИЖГа, МШТа, ОмГАПСа, РГУПСа, ВНИТИ и др.

1/2 2-529

Большую роль в решении этой проблемы сыграли работы Н.А.Фуф-рянского, В.Д.Кузьмича, Е.Е.Коссова Е.С.Павловича, В.А.Четверго-ва, Э.Д.Тартаковского, С.Я.Айзинбуда, И.В.Бирюкова, В.В.Стрекрпы-това, Н.М.Лукова, А.А.Хохлова, А.Н.Савоськина, В.Д.Хусидова, А.Д.Глущенко, А.Д.Беленького, А. А.Чернякова, И.Ф.Пушкарева, С.Г.Жалкина, Е.Г.Богославского, В.Б.Скуева, В.С.Руднева, А.В.Гвоздовенко, В.И.Каплана, Е.А.Никитина и др.

Исследованиям в области диагностирования дизелей по параметрам виброакусгических сигналов посвящены работы отечественных ученых В.Н.Луканина, Л.В.Корчемного, С.Г.Роганова, А.И.Макаренко-ва, А.В.Николаенко, А.М.Филиппова, В.П.Марченко, В.П.Соловьева, Л.В.Станиславского, А.В.Песенко, Л.Б.Шакуро и др., и зарубежных исследователей Akiba Kishiro, David Joseph, Sakai Hiroshi, Nagaya Kosuke, P.Kreuter, D.L.Bowen, H.Wews, C.S.Daw и др.

Проведенный обзор работ, посвященных проблемам технического диагностирования механических объектов, в том числе механизма газораспределения дизелей, подтвердил правильность выбора цели и задач настоящей диссертации.

Критический анализ существующих методов оценки технического состояния ГРМ показал, что оптимальными с этой точки зрения являются виброакустические методы получения диагностической информации, основанные на учете случайной составляющей амплитуды и фазы вибрационного процесса, генерируемого соударением клапана с седлом.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена разработке математических моделей ГРМ как объекта диагностирования. Для определения по параметрам виброакустических сигналов величины теплового зазора и зазора стержень клапана - втулка направляющая предложены две математические модели, одна из которых основана на решении дифференциального уравнения движения клапана, а другая - на количественной оценке случайной составляющей фазы и амплитуды виброакустического сигна-

ла.

Двигатель внутреннего сгорания является механизмом циклического действия, следовательно, все процессы, обеспечивающие его работоспособность, должны происходить при определенном, заданном циклограммой работы, угловом положении коленчатого вала двигателя относительно базового положения. Большинство этих процессов сопровождаются ударным взаимодействием, формирующим вибрационные сигналы различной частоты, амплитуды и фазы. В идеальном механизме фаза начала таких сигналов при неизменном месте установки акселерометра в последовательных циклах работы - постоянна.

Изучение вибропроцессов, формируемых различными узлами реального двигателя, с помощью ЭВМ показало наличие флуктуаций углов (фаз), на которых проявлялись вибропроцессы, относительно базового положения.

Первая математическая модель основана на количественной оценке флуктуации фаз виброакустического процесса (ВАЛ), генерируемого работой ГРМ, которая характеризует его техническое состояние. Этот процесс можно представить в виде функционала:

б(и=б(Ф,1?(К)+Еа,К), (1)

где <р - векторная функция угловых положений диагностируемого объ-екта,й - векторная функция режимных параметров, К - векторная функция технического состояния исследуемого объекта, £(Ъ,К) -

случайная составляющая виброакустического процесса.

Перейдя к описанию процесса в функции угла поворота вала двигателя, получим выражение:

б(ф)=бУаг,К)+£(Ф,К). (2)

В предлагаемой математической модели ГРМ особый интерес с точки зрения оценки технического состояния представляет еду-

чайная составляющая е(ф,К), доля которой в общем виброакустичес-

3-529

ком процессе 6(ф) с увеличением зазоров в сопряжениях в результате износа или разрегулировки непрерывно увеличивается и по достижении предельных износов также достигает предельной величины, по которой с достаточной степенью достоверности можно судить о техническом состоянии сопряжения, генерирующего виброакустический сигнал в процессе работы.

Для оценки степени флуктуации фаз виброакустических сигналов, а следовательно, и технического состояния механизмов, генерирующих эти сигналы, автор предлагает использовать вероятностную формулу энтропии Л.Волыдмана:

Н=-Е РаогРь <3)

1=1

где Н - энтропия процесса; Р1 - статистическая вероятность появления вибросигнала от работы диагностируемого механизма в каждой точке заданного углового интервала за п циклов работы механизма.

Эта модель использовалась для оценки величины зазора стержень клапана - направляющая втулка.

У транспортных дизелей движение клапана и деталей его привода существенно отличается от заданного кинематическими зависимостями, т.к. в них не учтены усилия, воспринимаемые звеньями механизма, и упругие деформации звеньев. Расчет этих усилий и деформаций требует математического описания движения звеньев механизма.

При разработке второй математической модели ГРМ сделаны следующие допущения: кулачковый вал привода клапанов абсолютно жесткий; влияние друг на друга колебательных, процессов, происходящих в приводе отдельных клапанов, отсутствует; пружина клапана безынерционна; сила давления газов на головку клапана равна нулю ; сила тяжести приведенной массы клапана пренебрежимо мала ; толкатель перемещается без отрыва от профиля кулачка.

В предложенной двухмассовой динамической модели ГРМ дизеля с

нижним расположением распределительного вала (рис.1) действительный профиль кулачка заменен эквивалентным. Он сообщает толкателю движение по закону x(q»)+xo.

Модель имеет две сосредоточенные массы, представляющие собой приведенные массы толкателя ш и клапана М. Между массами ш и М расположено упругое звено - безинерционная пружина с жесткостью С. Деформация этой пружины служит основной причиной отличий закона движения у(ф) массы М от закона х(<р). В общем случае на приведенную массу М клапана действуют силы упругости Ру передаточных звеньев привода; усилие Рп клапанной пружины; сила трения Рт; сила давления Рг газов в цилиндре на головку клапана.

Уравнение движения массы М запишется следующим образом:

Му-Ру-Рп-Рт-Рг . (4)

где у - действительное (с учетом упругих деформаций звеньев привода) перемещение массы М, совпадающее с перемещением клапана.

При равномерном вращении на участке поворота вала от открытия

до посадки клапана и толкателе,прижатом к кулачку, уравнение (4)

после перехода к производной по углу поворота примет вид :

d2v dy 1 1 dz 1 1 1

—5 + Ье---+ су -г - bi---Cz -- =- Ро-р , (5)

а<р dtp Мы Mar dtp Мы Мы^

где Ро - усилие пружины при закрытом клапане (усилие предварительной затяжки пружины); с - жесткость пружины; г=хл-у - деформация передаточных звеньев в процессе работы; хд - действительный подъем толкателя, приведенный к оси клапана; be, bi - коэффициенты внешнего и внутреннего трения соответственно; и> - угловая скорость вращения вала.

Начальные условия решения этого уравнения:

dy . .

УО=У(Фо)=0; - =Уо =У(Фо)=0, (6)

dip

. dx dz

2(<Ро)=Х(<Ро); Z(q»o)= X(ipo) = — (ФО)= — (<№)• (?)

dq> dtp

ДВУХМАССОВАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГРМ

Зависимость фазы посадки впускного клапана от величины теплового зазора

Д мм

теоретическая кривая —экспериментальная кривая [

Рис. 2.

После преобразований уравнение (5) примет вид:

с1х С 1

Ь* —(фо) + х(фо)- = Ро- • (8)

шо) dx dx

По таблицам значений х(ср) и — находим х(фо) и —(фо)> кото-

dч> dф

рые удовлетворяют уравнению (8). Соответствующий им угол <?о является моментом посадки клапана в седло и служит диагностическим признаком изменения величины теплового зазора.

Предлагаемые математические модели ГРМ как объекта диагностирования позволяют утверждать:

1. Для определения величины теплового зазора в ГРМ достаточно определить фазу появления вибросигнала, генерируемого посадкой клапана.

2. Неисправность в виде повышенного зазора стержень клапана -направляющая втулка можно определить измерением флуктуации фазы ВАЛ. используя энтропию этого процесса.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ описаны программа, методика и средства экспериментальных исследований по установлению зависимости параметров виброакустических сигналов от технического состояния ГРМ стендового двигателя 8412/12.

Для этого были разработаны способ и устройства фазовой селекции вибросигналов; осуществлен выбор первичных преобразователей и вторичной измерительной аппаратуры; определены наиболее технологичные места установки датчиков на дизеле; обеспечена регистрация ьиброакустических сигналов с минимальными потерями и искажениями; определены рабочие режимы дизеля при выполнении диагностических операций; разработано алгоритмическое и программное обеспечение.

Экспериментальный комплекс, позволяющий решать поставленные задачи, состоит из объекта исследования в виде дизельного двигателя 8412/12; нагрузочного устройства в виде электрической бадан-

сирной машины типа КЗ-56-4; системы контроля рабочих параметров дизеля и управления режимами работы; системы измерения, регистрации и обработки виброакустических сигналов.

Для записи в оперативную память (ОП) ЭВМ высокочастотных сигналов был разработан способ регистрации быстропротекающих процессов, позволяющий при одноканапьном вводе фиксировать вибросигнал одновременно в функции времени и в функции угла поворота коленчатого вала.

Программные средства обеспечивали ввод необходимого фрагмента виброинформации в ОП, контроль измерительной системы перед вводом, а также обработку введенной информации, заключающуюся в определении фазовых педометров вибросигналов, величины фазовой и амплитудной энтропии, сравнении полученных данных с эталонными значениями и в конечном итоге постановке диагноза о техническом состоянии ГРМ с последующим получением протокола диагностирования и рекомендаций по проведению необходимого ремонта и регулировок.

Использованные в исследованиях стенд, измерительная аппаратура и датчики позволяют сделать следующее заключение:

1. Методика и средства экспериментальных исследований дали возможность получить количественные и качественные параметры вибросигналов и их взаимосвязь с дефектами ГРМ.

2. Предложенная измерительная система и программное обеспечение позволяют применять их для диагностирования любого дизеля, а также исследовать любые высокочастотные процессы, протекающие в системах машин циклического действия.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ приводятся результаты экспериментальных исследований.

Учитывая частоту появления дефектов в процессе эксплуатации, а также простоту физического моделирования дефекта, была проведена серия экспериментов-для установления зависимости фазы появления вибросигнала, генерируемого посадкой клапана в седло, от ве-

личины теплового зазора.

Зазор в ГРМ регулировался от 0,1 до 0,35 мм с шагом 0,05-мм и определялась средняя фаза вибросигнала, генерируемого соударением клапана с седлом при каждом значении теплового зазора, в результате чего была установлена зависимость, изображенная на рис.2.

Результаты экспериментов по определению зависимости фазы газораспределения от температуры охлаждающей жидкости, полученные при различной величине теплового зазора в клапанном механизме (0,4; 0,6; 0,3 мм), представлены на рис.3.

Изменения энтропии фазы в зависимости от величины теплового зазора представлены на рис. 4 для впускного и выпускного клапанов одного из цилиндров стендового дизеля.

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что с увеличением теплового зазора в ГШ наблюдается рост фазового "хаоса", что подтверждает выдвинутую гипотезу.

В главе проведен анализ погрешностей диагностических измерений. Погрешность измерения параметров вибросигналов, сопровождающих работу дизеля, с помощью предлагаемой измерительной системы и по разработанным алгоритмам составляет 15,01%, т.е. достоверность диагноза достигает 84,99%.

Эксперименты показали возможность определения технического состояния ГРМ дизеля по параметрам виброакустических сигналов, генерируемых его работой, путем их регистрации, анализа и обработки по предлагаемым алгоритмам.

Экспериментально были установлены зависимости фазы вибросигнала, генерируемого посадкой клапана, от величины теплового зазора, температуры охлаждающей жидкости, зазора стержень клапана -втулка направляющая.

ПЯТАЯ ГЛАВА посвящена производственной проверке технологии и аппаратуры диагностирования.

Созданные в процессе теоретических и экспериментальных работ

Зависимость фазы газораспределения впускного клапана от температуры __охлаждающей жидкости дизеля 8ч12Л 2_

25Эб«К<В701560

Г,е

Рис. 3.

Зависимость энтропии фазы Еф и амплитуды вибросигнала Еа от величины теплового зазора дизеля 8ч12/12

1! ,

¿»и

11

Г1,

1 1' !: к1'!

Ч ''-'1

; Л ■!

!

0,2 0,25 0,3 0.35 0,< 0.45 0,5 0,55 0,6 ¿ми

|-«— ВИОя) -а-&4(»ып) -и— ВИ(»ып) [

Рис. 4.

Рис 5.

Зависимость энтропии фазы от зазоре стержень клапана - втулка направляющая дизеля 6чн31,8/33

5 мм

—♦—выпускной клапан -ч^впуомойиипан

Рис. 6.

по диагностированию ГРМ методы, средства, программное обеспечение были применены для определения теплового вазора и зазора стержень клапана - втулка направляющая ГРМ дизеля ПД1М тепловозов ТЭМ-2, проходящих реостатные испытания.

Величина теплового зазора определялась по средней фазе виброакустического сигнала, генерируемого посадкой клапана, относительно базовой отметки.

Зазор стержень клапана - втулка направляющая определялся вычислением энтропии фазы и сравнением ее с эталонным значением энтропии, полученным при нормальном зазоре.

В результате производственных экспериментов на 10 тепловозах серии ТЭМ-2 были получены зависимости фазы виброакустического сигнала,генерируемого посадкой клапана, от величины теплового зазора и величины энтропии фазы от зазора стержень клапана - направляющая втулка, приведенные на рис. 5, 6 соответственно.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Проведенные научные исследования в области разработки методов и средств диагностирования клапанного механизма газораспределения транспортных двигателей по параметрам виброакустических сигналов позволяют сделать следующие выводы:

1: Амплитуда и частота виброакустического сигнала, а также фаза его генерации относительно базовой отметки могут использоваться для оценки технического состояния газораспределительного механизма.

2. Все параметры виброакустических сигналов имеют случайную составляющую, связанную с величинами зазоров в сопряжениях двигателя внутреннего сгорания, в том числе и в ГРМ.

3. Количественная оценка величины случайной составляющей, т.е доли "хаоса" в общем виброакустическом процессе, сопровождающем

работу узлов и агрегатов двигателя, однозначно связана с величиной зазоров в кинематических парах двигателя, генерирующих эти процессы.

4. Разработаны математические модели ГРМ двигателя для определения величины теплового зазора и зазора стержень клапана -направляющая втулка.

5. Информационно-измерительная система для регистрации вибропроцессов позволяет устанавливать диагноз с достоверностью 85 %.

6. Алгоритмическое и программное обеспечение обработки виора-ционных сигналов обеспечивает автоматизированную постановку диагноза технического состояния ГРМ.

7. Получены экспериментальные зависимости энтропий фазы и амплитуды виброакустического сигнала от величины теплового зазора, зазора стержень клапана - втулка направляющая, температуры охлаждающей жидкости.

Диагностическая система и технологический процесс диагностик рования внедрены в депо Сызрань Куйбышевской железной дороги.

Разработанные в диссертации методы, средства, алгоритмы и программы диагностирования ГРМ могут использоваться для определения технического состояния большинства узлов и агрегатов двигателя и других механизмов циклического действия, применяемых на транспорте. Это позволит снизить затраты на ремонт, поддерживать требуемый уровень надежности подвижного состава и, в конечном итоге, перейти от планово-предупредительной системы ремонта к ремонту по фактическому техническому состоянию.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. А.с. 1460649 СССР, МКИ3 Б 01 М 15/00. Способ диагностирования газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления/ Ю.Д.Ермаков, В.П.Криво-

лапов, Ю.Е.Просвиров и др. (СССР).- №4276795/25-06; Заявл. 06.07.87; Опубл. 23.02.89, Бюл. №7.

2. Виброакустическое определение фактических фаз газораспределения дизеля/Ф.В.Голов, Ю.Д.Ермаков, С.В.Девяткин.- Двигате-лестроение, 1985, т.- С.52-54.

3. Применение АСИ к задаче изучения быстропротекающих процессов в двигателях внутреннего сгорания/ Ф.В.Голов, Ю.Д.Ермаков, А.М.Добронос//Межвуз.сб.науч.тр. Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта.- Вып.775, М., 1986.3 с.

4. Структура системы ввода диагностической информации в оперативное запоминающее устройство УВК СМ-1803/ А.М.Добронос, Ю.Д.Ермаков, В.П.Криволапов и др.//Межвуз.сб.науч.тр. Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта. -Вып. 814, М. , 1988.- 4 с.

5. Некоторые результаты опытной эксплуатации стационарной системы диагностирования тепловозных дизелей на базе ЭВМ СМ-1803/Ю.Д. Ермаков, В.П.Криволапов, В.С.Целиковская//Тезисы докл. III Всесоюз. н.-т. конф. Проблемы развития локомотивострое-ния.-Луганск, 1990.- 1 с.

6. А.с. 1267197 СССР, МКИ5 G 01 М 15/00. Способ регистрации параметров быстротекущего процесса в двигателе внутреннего сгорания/ С.В.Девяткин, А.М.Добронос, Ю.Д.Ермаков (СССР).-№3850491/25-06; Заявлено 05.12.84; Опубл. 30.10.86, Бюл. №40.

7. Об одном методе вибродиагностики дизельного двигателя/ Ю.Д. Ермаков, В.П.Криволапов, В.С.Целиковская//Тезисы науч.конф. Йовые методы вибродиагностики технического состояния машин.-Каунас, 1986.- 1 с.

8. Использование энтропии фаз вибропроцессов для диагностирования ДВС/Ю.Д.Ермаков, В.П.Криволапов, В.С.Целиковская//Тезисы VI Всесоюз. совещ. Техническая диагностика.-М., 1987.- 1 с.

9. Ермаков Ю.Д., Целиковская В.С. Энтропия вибропроцессов -диагностический параметр технического состояния механизмов ДВС// Межвуз.сб.науч.тр. Надежность и эффективность тягового подвижного состава.-Вып. 136.-М., 1987.- 5 с.

10. Об одном методе диагностирования ДВС по параметрам виброакустических сигналов/Ю.Д.Ермаков, В.П.Криволапов, В.С.Целиковская// Тезисы Всесоюз.конф. Методы и средства виброакустической диагностики машин.- Ивано-Франковск:ИМАШ АН СССР, 1988.- 2 с.

11. Методы диагностирования клапанного механизма газораспределения ДВС/Ю. Д.Ермаков, Е.С.Павлович, В.С.Целиковская//Тезисы докл. II Всесоюз.конф. Вибрация и вибродиагностика. Проблемы стандартизации.- Горький:ИМАШ, 1988.- 2 с.

12. Некоторые вопросы виброакустического диагностирования клапанного механизма газораспределения ДВС/Ю.Д.Ермаков, В.П.Криволапов, С.А.Серпов//Тезисы Республ.конф. Техническая диагностика и повышение надежности средств транспорта.-Ташкент:ТашШТ, 1988.-2 с.

13. Ермаков Ю.Д. Виброакустические процессы, генерируемые работой клапанного механизма газораспределения ДВС//Межвуз.сб.науч. тр. Надежность и эффективность тягового подвижного состава.-Вып. 136,- М., 1987,- 6 с.

14. Обработка вибросигналов для диагностирования клапанного механизма газораспределения дизеля/Ю.Д.Ермаков, Ю.Е.Просвиров, В.С.Целиковская/УТезисы докладов науч.-техн. семинара стран СНГ.. Диагностика, повышение эффективности и долговечности двигателей.-СПб.:ЛСХИ, 1992.- 3 с.

15. А.с. 1307275 СССР, МКИ5 й 01 М 15/00. Способ диагностирования двигателей внутреннего сгорания/Ю.Д.Ермаков (СССР).-№3997778/25- 06; Заявлено 27.12.87; Опубл. 30.04.87, Бюл. №16.

16. А.с. 1379671 СССР, МКИ5 6 01 М 15/00. Устройство для диагностирования двигателей внутреннего сгорания/Ю.Д.Ермаков,