автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Использование нейронно-сетевых моделей при виброакустической диагностики ДВС

На правах рукописи

Лготин Константин Ильич

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОННО-СЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ

ПРИ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ ДВС (НА ПРИМЕРЕ ДИАГНОСТИКИ КУЛАЧКОВОГО ГРМ)

05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2009

003470806

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом

университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Злотин Григорий Наумович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Прядко Владимир Алексеевич.

кандидат технических наук, доцент Овчаров Сергей Александрович.

Ведущее предприятие . ООО «Волжское автобусное

производство "Волжанин"».

Защита диссертации состоится 19 июня 2009 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г.Волгоград, проспект им. В.И. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан мая 2009 г.

Ученый секретарь

Л/

диссертационного совета СОжогин В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. К техническому совершенству двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в первую очередь автомобильных, в последние время предъявляются все возрастающие требования, в том числе по надежности в процессе эксплуатации. Эффективным путем обеспечения надежности является систематический контроль технического состояния ДВС.

Диагностика технического состояния двигателей в процессе эксплуатации обеспечивает, с одной стороны, надежность и безотказность работы за счет своевременного технического обслуживания и ремонта и, с другой стороны, обеспечивает полную реализацию ресурса узлов ДВС, что способствует снижению затрат, повышению экономических и экологических показателей ДВС.

Диагностирование позволяет своевременно осуществлять необходимые регулировки систем и узлов ДВС, при которых эксплуатационные показатели будут соответствовать требуемому уровню, а также позволяет контролировать качество сборки и ремонта силовых агрегатов.

Еще одним фактором, способствующим развитию систем диагностики ДВС, является постоянно ужесточающиеся требования к экологическим характеристикам двигателей.

Среди различных методов диагностирования технического состояния двигателей одним из эффективных является метод вибродиагностики, позволяющий осуществлять безразборный контроль узлов и сопряжений ДВС.

В связи со сказанным, развитию технической диагностики ДВС, созданию и совершенствованию систем бортовой диагностики двигателей уделяется все более пристальное внимание.

Актуальность работы определяется еще и тем, что она направлена на совершенствование и автоматизацию механизмов обработки диагностической информации с применением искусственных нейронных сетей, которые получают в последнее время все большее распространение.

Цель работы. Целью настоящей работы является создание метода диагностирования, на примере оценки состояния теплового зазора в газораспределительном механизме (ГРМ), основанного на применении нейронно-сетевых моделей для анализа спектра вибраций корпусных деталей двигателя.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести теоретические исследования особенностей возбуждения и распространения вибраций по корпусу ДВС для выяснения возможностей диагностирования состояния ГРМ на основе анализа спектра вибраций блока цилиндров двигателя.

2. Изучить возможности применения нейронно-сетевых моделей для получения диагностической информации о состоянии теплового зазора в ГРМ путем анализа спектра вибраций блока цилиндров.

Автор выражает особую благодарность д.т.н., профессору Федянову Е.А. за помощь в обсуждении результатов диссертации.

3. Определить требуемую структуру нейронно-сетевой модели для анализа спектра вибраций, обеспечивающую после обучения получение достоверной диагностической информации.

4. Создать экспериментальную установку, разработать методику и провести экспериментальное исследование спектров вибрации блока цилиндров ДВС с целью выявления влияния на них изменения технического состояния узлов двигателя (на примере ГРМ). Собрать банк данных о спектрах вибрации ДВС при нормальных и увеличенных тепловых зазорах в ГРМ.

5. Осуществить программную реализацию нейронно-сетевой модели, ее обучение и на этой основе показать эффективность применения нейро-сетей для виброакустической диагностики двигателя на примере диагностирования теплового зазора в ГРМ.

6. Оценить перспективность применения разработанных методов в системах бортовой диагностики.

Научная новизна. Показана эффективность применения нейронно-сетевых моделей для диагностики состояния узлов и деталей ДВС на основе анализа данных о вибрациях блока цилиндров.

Определена структура нейронно-сетевых моделей, обеспечивающая получение достоверной диагностической информации о состоянии теплового зазора в ГРМ.

Обоснована и подтверждена возможность получения диагностической информации на основе анализа спектра вибрации блока цилиндров без учета величины угла поворота коленчатого вала двигателя.

Достоверность и обоснованность научных положений работы обусловливаются использованием фундаментальных положений теории ДВС, теории колебаний и спектрального анализа, обоснованностью допущений, принятых при теоретическом рассмотрении механизма распространения вибрации, достаточной сходимостью результатов расчетов и экспериментальных данных.

Методы исследования. Теоретические исследования на основе теории колебаний упругих систем и анализа спектра вибраций. Экспериментальные стендовые исследования виброакустических характеристик поршневого двигателя на различных режимах работы.

Объект исследований. Серийный четырехцилиндровый карбюраторный двигатель ВАЗ 21083 объемом 1,5 литра Волжского автомобильного завода.

Практическая ценность. Установлено, что применение нейронно-сетевых моделей для анализа спектра вибраций позволяет создать системы диагностики с высокой достоверностью оценки состояния диагностируемых узлов и деталей ДВС.

Показана возможность диагностирования состояния теплового зазора в ГРМ на основе сигналов вибрационных широкополосных датчиков детонации, используемых в системах ограничения детонации.

Проведенная на основе программной реализации нейроннно-сетевой модели и ее обучения оценка необходимых для применения предлагаемого

метода вычислительных ресурсов подтверждает перспективность этого метода для системы бортовой диагностики. ]

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2002, 2005 г.г.), региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2005 г), межгосударственном научно-техническом семинаре «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания АПК СНГ» (Саратов, 2006 г.), на XI международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей, посвященной 50-летию ВлГУ» (Владимир 2008), на научно-технической конференции «4-ые Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» (МАДИ, Москва 2009 г.), на ежегодных научно-практических конференциях ВолгГТУ (Волгоград, 2001-2008 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы. Объем диссертации составляет 132 страницы, 42 рисунка, 2 таблицы и 11 страниц списка использованной литературы из 126 наименований, включая 35 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности темы диссертации. В реферативной форме приведена общая характеристика работы.

В первой главе показаны современные представления о диагностике двигателей внутреннего сгорания, а также рассмотрены основные методы диагностирования, используемые в настоящее время. Отмечаются широкие потенциальные возможности виброакустической диагностики, осуществляемой по информации, содержащейся в вибрационных сигналах, сопровождающих функционирование любого технического объекта.

Основные теоретические положения виброакустической динамики машин как раздела науки были сформулированы российскими учеными: И.И. Артоболевским, М.Д. Генкиным, Ю.И. Бобровницким и другими.

Исследованиями возможностей технической диагностики двигателей на основе анализа вибрации занимались многие отечественные ученые: Р.И. Ак-керман, И.П. Добролюбов, Ю.Г. Доценко, Е.А. Григорьев, М.А. Григорьев, В.И. Сидоров и другие.

В главе указывается на влияние состояния газораспределительного механизма на процессы газообмена двигателя. Исследованиями процессов газообмена и их влияния на рабочие показатели ДВС, занимались отечест-

венные ученые: Н.Х. Дьяченко, И.М. Ленин, М.М. Масленников, В.В. Махалдиани, A.C. Орлин и другие.

Рассмотрены датчики, используемые при виброакустическом диагностировании в автомобилестроении,.в том числе датчики детонации.

На основе анализа состояния вопроса определены цель и задачи данной работы.

Во второй главе дается математическое описание вибрационных процессов в корпусе ДВС и их распространения по конструкции как сложной колебательной системы с распределенными параметрами. Уравнение движения произвольной точки М, находящейся на поверхности ДВС, рассматривалось в форме неоднородного интегрального уравнения Фредгольма второго рода:

3(АГ,т)= \GT{M,Q) -p(ß)^iM + ß(ö,T) dQ, (1) * L dx

где

A(M, т) - вектор перемещения точки M системы;

ß(Q,т) - вынужденная нагрузка, приложенная в точке Q системы;

Р (в) ~ массовая плотность в точке Q;

R - область пространства, занимаемая системой;

GT(M,Q) -тензорГрина.

Физический смысл тензора Грина - это перемещение точки М под действием единичной силы В, приложенной в точке Q. Искомой величиной в уравнении (1) является векторная функция А(М,х). Трудность его решения для конкретной колебательной системы - двигателя внутреннего сгорания обусловлена трудностью определения тензора Грина GT(M,Q).

При анализе уравнения (1) в главе использовалась декартовая координатная система.

Тензор Грина GT(M,Q) был представлен в виде матрицы Gx^(M,Q) (1,т = 1,2,3), которая рассматривается как перемещение точки В в направлении координатной оси х\ под действием единичной силы, приложенной в точке Q в направлении координатной оси хт.

Мартица G (Ai,g) и вынуждающие нагрузки Bxl{Q,\)были разложены в ряды по полным ортонормированным системам функций:

(M'Q)=2>*л (Q). (2)

I

(3)

к=1

Решение уравнения (1) в матричной форме искалось в следующем виде:

= (4)

>1

При этом было принято допущение, что корпус двигателя выполнен из одного материала, пренебрегаем тем, что некоторые детали выполнены из материала, имеющего плотность, отличную от плотности основной конструкции: крепежные детали, уплотнения и др., т. е. считалось, что

p(Q) = p = const. (5)

В итоге для определения спектра собственных частот со анализируется определитель

-со2а21(р 1-со2а22,р -G)2a23jp -а>2а31ур -a>2a32jp 1-со2а33ур J

= 0. (6)

В результате анализа имеем:

а>„,ш,у,ю3> (7=1,2...).

Для решения уравнения (2) необходимо знать собственные значения а, ■, определение которых весьма трудоемкий процесс и основан на экспериментальном нахождении матриц Грина. Собственными формами колебаний в этом случае с точностью до постоянного множителя считались собственные функции интегрального оператора йхх (А/,()) - ^.(М).

При учете диссипативных свойств конструкции полагалось, что диссипация энергии в системе мала, и диссипативная матрица пропорциональна матрице квазиупругих или инерционных коэффициентов системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих колебания той же, но дискретизированной конструкции. Эффекты, связанные с диссипацией энергии в системе, можно учесть введением комплексных собственных значений а,т], которые учитывают наличие разности фаз между гармонической нагрузкой, действующей в точке Q в направлении координатной оси хт, и гармоническим перемещением точки М в направлении координатной оси х,.

При анализе механизмов возбуждения вибрации кулачковым ГРМ учитывалось, что взаимодействие кулачка распределительного вала и толкателя клапана носит многоимпульсный характер. Показано, что распространение этих вибраций от места возникновения к месту регистрации на блоке двигателя происходило по каналу клапан - головка блока, головка блока - блок двигателя.

При этом логарифмический спектр вибрации, зарегистрированной при ударе кулачка о толкатель, определялся суммой трех составляющих:

= + , (7)

где : ¡ё £„„,(/)- спектр мощности основного сигнала;

составляющая спектра, вызванная многоимпульсным и многоканальным характером формирования вибросигнала;

составляющая спектра, вызванная наличием шума от

других источников вибрации двигателя.

Спектр основного сигнала, вызванный прохождением ударного импульса по основному каналу, является носителем диагностической информации о техническом состоянии механизма - в рассматриваемом случае ГРМ. Он рассматривался как определяющий при формировании спектра вибросигнала, зарегистрированного при ударе, и представляет собой спектр полосового сигнала, энергия которого сосредоточена в узком диапазоне частот.

Две оставшиеся составляющие спектра имеют случайный характер и приводят к снижению стабильности спектров вибрации, и следовательно, к снижению точности диагностирования технического состояния ГРМ, что затрудняет использование виброакустического метода диагностики механизма газораспределения.

Также в главе приведены основные схемы распространенных кулачковых газораспределительных механизмов и их характерные неисправности, приводящие к изменениям в виброакустической картине ДВС.

В третьей главе дано описание экспериментального стенда, контрольно-измерительной аппаратуры, аппаратуры для исследования виброакустических характеристик ДВС, а также методика обработки вибросигналов. Исследования виброакустических характеристик проводилось на серийном карбюраторном двигателе ВАЗ 21083 объемом 1,5 литра.

Для фиксирования вибрации непосредственно на блоке ДВС был предложен простой, но достаточно надежный способ с использованием штатного широкополосного датчика детонации, показанного на рис.1, имеющего амплитудно-частотную характеристику, представленную на рис. 2.

1-электроизоляционный корпус; 2-основание в виде втулки; 3 фланец, 4-пеьзоэлемент; 5- токосъемник; 6-инерционная масса, 7-пружина; 8-крепежный элемент; 9-электрический соединитель; 10,11-токовыводы, 12-электроизоляционная распорная втулка

Определено место расположения этого датчика для диагностики механизма газораспределения: было принято решение оставить датчик на блоке цилиндров.

Рис. 2. АЧХ датчиков детонации J - датчик фирмы «BOSH», 2 - российский аналог GT-305, А/ - частотный диапазон, 8- неравномерность АЧХ, /н - нижняя резонансная частота.

Исследования виброакустических характеристик проводились при следующих режимах работы двигателя: серийная регулировка холостого хода; повышенные обороты холостого хода (п=1000 мин"1, п=1500 мин"1, п=2000 мин'1, п=2500 мин"1, п=3000 мин"1, п=3500 мин'1, п=4000 мин"1); на скоростной и нагрузочной характеристиках. При этом учитывалось влияние газодинамических сил.

Вибрационный сигнал с датчика поступал на один канал линейного входа звуковой карты персонального компьютера, которая использовалась в качестве АЦП. После оцифровки звуковой картой сиг нал в цифровом виде с частотой дискретизации 44000 Гц записывался на ЭВМ, где на основе быстрого преобразования Фурье производился расчет спектра колебаний блока ДВС (рис.3).

Для оценки степени влияния величины теплового зазора в механизме газораспределения на виброакустическую картину блока ДВС, снимались спектры вибрации на одном и том же режиме работы двигателя при различных зазорах в ГРМ (рис. 4).

Таким образом, были изучены особенности формирования вибрации, вызванной работой кулачкового газораспределительного механизма, и получен банк виброхарактеристик блока ДВС при исправном механизме газораспределения и при увеличенном зазоре в приводе клапана. Экспериментально подтвержден крайне сложный спектр колебаний блока ДВС, затрудняющий практическое применение виброакустического метода диагностирования механизмов ДВС, на примере диагностики ГРМ.

Рис. 3. Огибающие спектров вибрации блока цилиндров ДВС при различных оборотах вала двигателя.

Рис.4. Огибающие спектров вибрации блока цилиндров ДВС при различных зазорах в приводе первого клапана при 1500 мин"1.

В четвертой главе рассмотрены принципы функционирования и построения нейронных моделей. Описаны основные свойства и питы организации нейронных сетей. Проведен сравнительный анализ известных современных алгоритмов обучения нейронных сетей.

С учетом поставленной задачи диагностики технического состояния ГРМ из всего многообразия типов сетей на основе проведенного анализа был выделен наиболее подходящий для рассматриваемого случая - трехслойный персептрон. Теоретически определено предварительное, количество нейронов во входном, промежуточном и выходном слоях.

■ Так, количество нейронов во входном и выходном слоях сети определялись количеством компонент соответственно входного и выходного векторов.

В качестве входных данных были предварительно определены семь параметров: пять амплитуд колебаний на частотах, выбранных в интервале от 10000 до 15000 Гц, так как здесь наши наблюдения показали наибольшее отличие виброакустической картины при различных зазорах в механизме газораспределения (рис. 4), частота вращения вала двигателя и развиваемый двигателем крутящий момент. В последующем было установлено, что величина крутящего момента не влияет на виброакустическую картину, порождаемую работой ГРМ. Это позволило сократить число входных нейронов до шести.

Выходом нейронной сети являлся прогноз неисправности - есть неисправность или нет, т. е. всего одна переменная, изменяющаяся в диапазоне от 0 до 1. Поэтому в выходном слое содержался всего один нейрон.

Количество нейронов в скрытом слое //<. было выбрано из условия:

(Л^к, (8)

где Ninи Л^, - количества нейронов во входном и выходном слоях, N - количество обучающих примеров (объем выборки). В результате для целей проводимого исследования была определена модель нейронной сети, представляющая собой трехслойный персептрон, показанный на рис. 5.

На основании сравнительного анализа существующих методов для обучения выбранной модели нейросети был выбран метод обратного распространения ошибки, суть которого состоит в том, что при обучении информация распространяется от низших слоев иерархии к высшим, а оценки ошибок, делаемые сетью - в обратном направлении.

Рис. 5. Структура трехслойного персептрона для анализа величины зазора в ГРМ: f\..fs~ амплитуды колебаний блока ДВС на соответствующих частотах, п - частота вращения коленчатого вала ДВС, Hi 1...Н31 - нейроны сети.

Пятая глава посвящена практической реализации метода вибродиагностики ГРМ с применением нейронных сетей.

В начале главы описывается разработанная в среде Borland С++ Builder 6.0 программа, осуществляющая обучение нейронной сети алгоритмом обратного распространения ошибки и прогнозирование по результатам этого обучения. Описаны механизмы формирования выборки обучения, методы контроля ввода и вывода информации, методы контроля процесса обучения и сбора статистики, а также возможности управления и оптимизации процесса обучения с заданием различных параметров. Реализована возможность сохранения обученных нейронных сетей и загрузки сохраненных для последующего использования.

Описывается обучение разработанной нейронно-сетевой модели в соответствии с выбранным алгоритмом, схематично представленным на рис. 6.

база данных

Рис. 6. Процесс обучения разработанной нейронной модели алгоритмом обратного распространения ошибки.

Проведенное обучение нейронной сети и оценка его качества с помощью экспериментальных данных позволили сделать вывод о том, что ней-ронно-сетевая модель является эффективным инструментом для анализа амплитуд спектра вибраций блока ДВС, полученных с помощью штатного широкополосного датчика детонации, и последующего прогнозирования отклонения величины теплового зазора от его номинального значения.

В конце главы, на примере диагностики технического состояния ГРМ, даются рекомендации по использованию нейронно-сетевых моделей при разработке метода бортовой виброакустической диагностики механизмов ДВС. Принципиальная схема предлагаемого метода представлена на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема бортовой вибродиагностики ГРМ с применением нейронно-сетевой модели: 1 - датчик детонации, 2 — АЦП, 3 - блок вычисления спектра колебаний ДВС, 4 — блок, реализующий нейронно-сетевую модель.

Предлагаемый метод бортовой диагностики реализуется всего в четыре этапа. На первом этапе гармонический сигнал колебаний блока ДВС, регистрируемый штатным датчиком детонации (1), поступает в блок АЦП (2). Далее оцифрованный сигнал поступает в блок вычисления спектра колебаний ДВС (3). Завершающим этапом является анализ амплитуд спектра вибраций блока ДВС на заранее определенных для данного двигателя частотах совместно с информацией о частоте вращения коленчатого вала двигателя в блоке (4), реализующем обученную нейронную сеть, после чего делается заключение о соответствии теплового зазора в ГРМ его номинальному значению.

Проведенное исследование позволило сделать вывод о перспективности дальнейшего развития методов виброакустической диагностики на борту современного автомобиля.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате теоретического и экспериментального изучения виброакустических характеристик корпусных деталей ДВС показано:

1.1. Вибрации корпуса ДВС имеют сложный характер, обусловленный многоимпульсным возбуждением и многоканальным распространением колебаний, а также наличием неконтролируемого "шума". Отделить с помощью известных общепринятых методов амплитудно-частотного анализа спектров вибраций диагностический сигнал от других составляющих спектра весьма затруднительно, а в ряде случаев невозможно.

1.2. Колебания корпуса двигателя, вызываемые ударом кулачка о толкатель, определяются конструкцией, массой и размерами элементов как корпуса, так и ГРМ, частота этих колебаний не зависит от режима работы двигателя и, в общем случае, не совпадает ни с одной из собственных частот колебаний, порожденных другими узлами и деталями ДВС. Это обстоятельство позволяет при экспериментальном исследовании виброакустических характеристик ДВС отказаться от использования датчика угла поворота коленчатого вала и анализировать спектр колебаний сигнала, зарегистрированного за время, равное нескольким полным циклам работы ДВС, что значительно упрощает методику измерений.

2. Обоснована и подтверждена возможность эффективного применения нейронно-сетевых моделей как средства анализа виброакустических характеристик ДВС с целью диагностики технического состояния элементов их конструкции. Так, применение этих моделей для анализа спектра вибраций блока ДВС при диагностировании увеличенного теплового зазора в газораспределительном механизме двигателя обеспечило 98 % достоверность результатов оценки соответствия теплового зазора его номинальным значениям.

3. Установлено, что для анализа спектра вибраций с целью оценки соответствия теплового зазора в ГРМ номинальным значениям достаточно трехслойной нейронной сети, содержащей во входном слое, по крайней мере, пять нейронов для ввода значений амплитуд вибраций на выбранных харак-

терных частотах и один нейрон, на вход которого поступает сигнал о частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Показано, что нагрузка двигателя не влияет на спектр колебаний, порождаемый работой ГРМ.

4. Разработана и практически реализована методика получения данных, необходимых для обучения нейронно-сетевых моделей, основанная на экспериментальном определении спектра вибраций корпуса ДВС при различных значениях теплового зазора в ГРМ. Создана экспериментальная установка для получения виброакустических характеристик, необходимых для диагностики узлов ДВС, и собран банк данных о спектрах вибрации блока цилиндров двигателя ВАЗ 21083 с номинальными и с увеличенными значениями теплового зазора в ГРМ.

5. Показано, что спектр вибрации корпуса ДВС, необходимый для диагностики соответствия теплового зазора ГРМ номинальным значениям, может быть получен без установки дополнительного датчика путем расширения функций существующих широкополосных вибрационных датчиков, предназначенных для регистрации детонационного сгорания.

6. Тестирование предлагаемого метода вибродиагностики соответствия теплового зазора в ГРМ номинальным значениям, проведенное на основе выполненной программной реализации нейронно-сетевой модели, позволяет сделать вывод о возможности его применения в системах бортовой диагностики.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Злотин, Г.Н. Температура и АЧХ пьезокерамических элементов датчиков детонации / Г.Н. Злотин, К.И. Лютин, Ю.И. Моисеев // Автомобильная промышленность. - 2002. - №12. - С. 10.

2. Злотин, Г.Н. Пьезокерамические материалы для чувствительных элементов датчиков / Г.Н. Злотин, К.И. Лютин, Ю.И. Моисеев // Справочник. Инженерный журнал. - 2003. - №7. - С. 12-14.

3. Лютин, К.И. Вибродиагностика систем ДВС с использованием нейронных сетей / К.И. Лютин, В.Е. Федянов // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2007: сб. науч. тр. по матер, междунар. науч.-практ. конф., 1-15 окт. 2007 г. / Одес. нац. морской ун-т [и др.].- Одесса, 2007.- Т.1.- С.16-18.

4. Лютин, К.И. Вибродиагностика систем ДВС с использованием нейронных сетей / К.И. Лютин, В.Е. Федянов // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы": межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2007. - Вып.2, № 8. - С. 89-90.

5. Лютин, К.И. Методика применения нейронной сети для анализа диагностических спектрограмм ДВС / К.И. Лютин, Е.А. Федянов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: матер. 19 Межгосуд. н.-техн. семинара, [24-25 мая 2006 г.] / ФГОУ

ф]

ВПО "Саратов, гос. аграрн. ун-т им. Н.И.Вавилова". - Саратов, 2007. -Bbin.19.-C. 58-62.

6. Злотин, Г.Н. Анализ вибрационных свойств двигателя применительно к системам вибродиагностики механизма газораспределения I Г.Н. Зло-тин, К.И. Лютин // Известия ВолгГТУ. Серия «Процессы преобразования энергии и энергетические установки» : межвуз. сб. науч. ст. / науч. ред. Е. А. Федянов; ВолгГТУ. - Волгоград, 2008. - Вып. 1, № 6. - С. 811.

7. Злотин, Г.Н. Применение нейронных сетей для вибродиагностики систем ДВС / Г.Н. Злотин, К.И. Лютин, Е.А. Федянов // Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей: (посвящается 50-летию ВлГУ): матер. XI междунар. н.-пр. конф., Владимир, 27-29 мая 2008 / ГОУ ВПО "Владимирский гос. ун-т". - Владимир, 2008.-С. 160-163.

8. Злотин, Г.Н. Использование нейронных сетей для вибродиагностики газораспределительного механизма ДВС / Г.Н. Злотин, К.И. Лютин, Е.А. Федянов // 4-ые Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: тез. докл. науч.-техн. конф., 29-30 янв. 2009 г. / Моск. автомобильно-дорожный ин-т (гос. техн. ун-т). - М., 2009. - С. 34-36.

Личный вклад автора. В работах [1-8] автор принимал непосредственное участие в постановке задач исследования. Автором определена структура трехслойного персептрона, предназначенного для виброакустической диагностики кулачкового ГРМ, выбраны метод и алгоритм его обучения. Им создана экспериментальная установка, определена методика эксперимента и проведено его осуществление, подтвердившее правильность результатов теоретических исследований.

Подписано в печать №.05.2009 г. Заказ . Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0

Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета. 400131, г. Волгоград, ул. Советская, 35

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современные представления о диагностировании двигателей внутреннего сгорания.

1.2. Влияние состояния газораспределительного механизма на показатели двигателя.

1.3. Диагностика технического состояния ДВС на основе анализа вибраций.

1.4. Применение пьезодатчиков в системах диагностики и управления ДВС.

1.5. Методы анализа сигналов вибрации и их применимость для систем бортовой диагностики.

1.6. Нейронно-сетевые модели и их свойства применительно к распознаванию наборов данных.

1.7. Постановка целей и задач исследования.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОРПУСЕ ДВС.

2.1. Математическое описание вибрационных процессов в корпусе двигателя и их распространения по конструкции.

2.2.1. Схемы наиболее распространенных конструкций кулачковых ГРМ.

2.2.2. Математическое описание виброакустческой картины, порождаемой работой кулачкового ГРМ.

2.3. Формирование вибросигнала, регистрируемого на поверхности

ДВС, при ударе кулачка о толкатель.

2.4. Влияние на спектры вибрации многоимпульсного возбуждения, многоканального распространения и реверберации вибросигналов.

2.5. Современная вибродиагностика технического состояния кулачкового ГРМ, основанная на анализе спектра вибрации ДВС.

2.6. Совершенствование метода виброакустической диагностики путем применения нейронно-сетевой модели.

При современном уровне автомобилизации в мире важнейшее место занимает обеспечение безотказности и надежности автомобиля и его основных узлов, в том числе двигателя. Это требует поддержания их показателей на необходимо высоком уровне в течение всего периода эксплуатации. Особую роль при этом должна играть своевременная и качественная диагностика технического состояния этих узлов с последующим проведением регламентных работ, вытекающих из результатов диагностирования.

В настоящее время различают стационарные и бортовые системы диагностирование ДВС. Для первых, как правило, нет жестких ограничений на продолжительность принятия решений. Для достижения объективного, обоснованного решения могут быть использованы различные методы и средства, обеспечивающие высокую точность. В большинстве случаев при этом не накладываются ограничения на массовые и габаритные показатели устройства измерения, регистрации и обработки информации и их стоимость.

Для бортового диагностирования характерна необходимость установления быстрого диагноза надежными, но простыми и недорогостоящими средствами. При этом чаще всего на массу, размеры и стоимость диагностического оборудования накладывают существенные ограничения. В результате ряд методов, нашедших широкое применение в стационарной диагностике, не могут быть реализованы на борту автомобиля из-за малого быстродействия устройств, сложности обработки получаемых исходных данных. Особый интерес для бортовой диагностики представляет метод виброакустического диагностирования сложных механизмов ДВС. К сожалению, практическое использование этого метода сдерживается недостаточной надежностью диагностирования из-за большого уровня "шумов", затрудняющих выделение диагностической информации.

Данная диссертационная работа, выполненная на кафедре "Теплотехника и гидравлика" Волгоградского государственного технического университета, посвящена усовершенствованию метода виброакустической диагностики ДВС, 5 на примере кулачкового газораспределительного механизма, за счет использования нейронно-сетевых моделей.

Проведенные нами исследования показали, что использование нейронно-сетевых моделей при обработке экспериментальных данных существенно повышает эффективность виброакустического метода диагностирования и позволяет рекомендовать его для использования в системах бортовой диагностики. Применение нейросетей дает возможность использовать для целей диагностики уже имеющиеся на двигателе вибродатчики, например, датчик детонации.

В процессе теоретического рассмотрения механизмов возбуждения колебаний и распространения их по конструкции двигателя, в частности, вызванных работой кулачкового газораспределительного механизма, было установлено, что они носят сложный характер. Это обусловлено многоимпульсным возбуждением и многоканальным распространением сигнала, а также наличием неконтролируемого "шума". Вместе с тем, было установлено, что основным носителем диагностической информации является сигнал, прошедший по основному каналу распространения вибрации.

Для экспериментального исследования влияния работы кулачкового газораспределительного механизма на виброакустическую картину блока ДВС был создан экспериментальный стенд, оборудованный соответствующими средствами измерения. В процессе исследования был предложен недорогой, но достаточно надежный способ измерения виброакустических характеристик ДВС с использованием штатного широкополосного датчика детонации. Подтвердились теоретические выводы о механизме возбуждения и распространения сигнала. Получен банк виброхарактеристик блока ДВС при исправном механизме газораспределения и при увеличенном зазоре в приводе клапана.

Специально для задачи диагностирования величины теплового зазора в ГРМ была разработана нейронно-сетевая модель с необходимым количеством входных и выходных данных, для которой предложен и реализован в виде компьютерной программы метод обучения модели и дальнейшее прогнозирование неисправности механизма, использующее результаты обучения.

Благодаря применению обученной нейронной сети удалось значительно сократить вычислительные затраты, повысить точность диагностирования и избавиться от субъективности оценки, присущей виброакустическим методам диагностирования и, как следствие, расширить границы применимости данного метода, в том числе на борту современного автомобиля. Полученные с помощью обученной нейросети результаты диагностирования хорошо согласуются с экспериментальными данными. Так, в наших исследованиях погрешность диагностирования не превышала 2 %.

Полученный метод виброакустической диагностики с применением нейронных сетей универсален, то есть применим как для различных моделей ДВС, так и для различных механизмов одного и того же двигателя. Даны рекомендации по применению разработанного метода в качество бортового модуля диагностирования увеличенного зазора в механизме привода клапанов.

Автор выражает огромную благодарность и признательность своему научному руководителю заслуженному деятелю науки и техники РФ доктору технических наук, профессору Злотину Григорию Наумовичу за неоценимую помощь, внимание и поддержку, а также доктору технических наук, профессору Федянову Евгению Алексеевичу за ценные консультации и помощь во время работы над диссертацией, которые во многом определили направление исследований. Большую благодарность за участие в разработке компьютерной программы, осуществляющей обучение нейронно-сетевой модели, автор выражает аспиранту Федянову Владимиру Евгеньевичу. Автор благодарит всех сотрудников кафедры, оказавших помощь и поддержку при выполнении данной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате теоретического и экспериментального изучения виброакустических характеристик корпусных деталей ДВС показано:

1.1. Вибрации корпуса ДВС имеют сложный характер, обусловленный многоимпульсным возбуждением и многоканальным распространением колебаний, а также наличием неконтролируемого "шума". Отделить с помощью известных общепринятых методов амплитудно-частотного анализа спектров вибраций диагностический сигнал от других составляющих спектра весьма затруднительно, а в ряде случаев невозможно.

1.2. Колебания корпуса двигателя, вызываемые ударом кулачка о толкатель, определяются конструкцией, массой и размерами элементов как корпуса, так и ГРМ, частота этих колебаний не зависит от режима работы двигателя и, в общем случае, не совпадает ни с одной из собственных частот колебаний, порожденных другими узлами и деталями ДВС. Это обстоятельство позволяет при экспериментальном исследовании виброакустических характеристик ДВС отказаться от использования датчика угла поворота коленчатого вала и анализировать спектр колебаний сигнала, зарегистрированного за время, равное нескольким полным циклам работы ДВС, что значительно упрощает методику измерений.

2. Обоснована и подтверждена возможность эффективного применения нейронно-сетевых моделей как средства анализа виброакустических характеристик ДВС с целью диагностики технического состояния элементов их конструкции. Так, применение этих моделей для анализа спектра вибраций блока ДВС при диагностировании увеличенного теплового зазора в газораспределительном механизме двигателя обеспечило 98 % достоверность результатов оценки соответствия теплового зазора его номинальным значениям.

3. Установлено, что для анализа спектра вибраций с целью оценки соответствия теплового зазора в ГРМ номинальным значениям достаточно трехслойной нейронной сети, содержащей во входном слое, по крайней мере, пять нейронов для ввода значений амплитуд вибраций на выбранных характерных частотах и один нейрон, на вход которого поступает сигнал о частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Показано, что нагрузка двигателя не влияет на спектр колебаний, порождаемый работой ГРМ.

4. Разработана и практически реализована методика получения данных, необходимых для обучения нейронно-сетевых моделей, основанная на экспериментальном определении спектра вибраций корпуса ДВС при различных значениях теплового зазора в ГРМ. Создана экспериментальная установка для получения виброакустических характеристик, необходимых для диагностики узлов ДВС, и собран банк данных о спектрах вибрации блока цилиндров двигателя ВАЗ 21083 с номинальными и с увеличенными значениями теплового зазора в ГРМ.

5. Показано, что спектр вибрации корпуса ДВС, необходимый для диагностики соответствия теплового зазора ГРМ номинальным значениям, может быть получен без установки дополнительного датчика путем расширения функций существующих широкополосных вибрационных датчиков, предназначенных для регистрации детонационного сгорания.

6. Тестирование предлагаемого метода вибродиагностики соответствия теплового зазора в ГРМ номинальным значениям, проведенное на основе выполненной программной реализации нейронно-сетевой модели, позволяет сделать вывод о возможности его применения в системах бортовой диагностики.

1. Автомобили ВАЗ: изнашивание и ремонт / А. А. Звягин и др..; под общ. ред. А. А. Звягина. - Л. : Политехника, 1991. — 255 с.

2. Автомобили ВАЗ 2108, ВАЗ 2109 и их модификации / В. А. Вершигора и др.. Рязань : Изд-во РИИПП, 1992.-208 с.

3. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха — М.: Машиностроение, 1977.

4. Аккерман, Р. И. Виброакустическое диагностирование топливной аппаратуры дизеля / Р. И. Аккерман, К. П. Далецкий, В. А. Дюк // Двигателестроение. 1984. - № 2. - С. 24-26.

5. Артоболевский, И. И. Введение в акустическую динамику машин / И. И. Артоболевский, Ю. И. Бобровицкий, М. Д. Генкин. М. : Наука, 1979.-296 с.

6. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов : пер. с англ. / Дж. Бендат, А. Пирсол. М. : Мир, 1989. - 540 с.

7. Болас, М. Виброакустическая диагностика дизелей / М. Болас, Я. Сурма // Автомобильный транспорт. 1990. — № 7. - С. 31.

8. Болотин, В. В. Динамическая устойчивость упругих систем / В. В. Болотин. — М.: Гостехтеориздат, 1956. — 600 с.

9. Брюхомицкий, Ю. А. Нейросетевые модели для систем информационной безопасности : учеб. пособ. / Ю. А. Брюхомицкий. — Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2005.- 160 с.

10. Быстроходные поршневые двигатели внутреннего сгорания / Под ред. Н.Х. Дьяченко — Ленинградское отделение Машгиза, 1962.

11. Вибрации в технике : сб. науч. тр. В 6 т. Т. 1. Колебания линейных систем / под ред В. В. Болотина. М.: Машиностроение. — 150 с.

12. Генкин, М. Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов / М. Д. Генкин, А. Г. Соколова. — М.: Машиностроение, 1987. 288 с.

13. Голд, Б. Цифровая обработка сигналов : пер. с англ. / Б. Голд, Ч. Рейдер. — М. : Сов. радио, 1973. 368 с.

14. Голов, Ф. А. Система диагностирования виброактивных узлов ДВС / Ф. А. Голов // Двигателестроение. 1989. - № 9. — С. 21-24.

15. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы / И. С. Гоноровский. — М.: Сов. радио, 1971. 672 с.

16. Горюнов, Е. В. Влияние помех от неконтролируемых источников виброактивности на виброакустическую оценку предельных зазоров в сопряжениях ДВС / Е. В. Горюнов //Двигателестроение. 1986. - № 10. - С. 5-6.

17. Грановский, В. А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях / В. А. Грановский, Т. Н. Сирая. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.

18. Гребенников, А. С. Диагностирование ЦПГ по параметрам его герметичности / А. С. Гребенников // Двигателестроение. 1990. — № 6. - С. 29-30.

19. Григорьев, Е. А. Теоретическое исследование колебательной системы поршень-цилиндр / Е. А. Григорьев, М. Д. Аллабергенов // Двигателестроение. — 1985. -№ 10.-С. 13-16.

20. Григорьев, Е. А. Периодические и случайные силы, действующие в поршневом двигателе / Е. А. Григорьев. М. : Машиностроение, 2002. - 269 с.

21. Григорьев, М. А. Снижение вибрации гильз цилиндров резерв уменьшения расхода масла на угар / М. А. Григорьев, С. М. Левит, Ю. Н. Никитин // Автомобильная промышленность. — 1994. - № 11. - С. 6-7.

22. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний : ГОСТ 1484681— М.: Изд-во стандартов, 1991 — 56 с.

23. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование / под ред. В. Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995. — 319 с.

24. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке : Методы обработки данных / Н. Джонсон, Ф. Лион : пер. с англ.- М.: Мир, 1980.

25. Диагностирование автотракторных двигателей / под ред. Н. С. Ждановского. -Л.: Колос, 1977.-264 с.

26. Диагностирование дизелей / Е. А. Никитин и др.. — М. : Машиностроение, 1987.-224 с.

27. Добролюбов, И. П. Оптимизация обработки сигналов, использующей статистику пересечения порога, при виброакустическом диагностировании машин / И. П. Добролюбов, В. Г. Кошевой // Двигателестроение. 1987. - № 9. — С. 33-35.

28. Добролюбов, И. П. Оптимизация процессов извлечения информации о состоянии двигателя в измерительной экспертной системе / И. П. Добролюбов // Двигателестроение. 1998. 2. - С. 20 23.

29. Добролюбов, И. П. Измерительная экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания / И. П. Добролюбов, В. В. Альт, О. Ф. Савченко // Приборы и системы управления. 1998. — № 12. - С. 56-59.

30. Добролюбов, И. П. Обоснование признаков классификации при экспресс-экспертизе состояния ДВС с помощью измерительного технологического комплекса / И. П. Добролюбов // Двигателестроение. — 1999. № 2. - С. 2529.

31. Добролюбов, И. П. Использование параметров неравномерности вращения в качестве признаков состояния ДВС в измерительной экспертной системе / И. П. Добролюбов // Двигателестроение. 2001. - № 1. - С. 18-20.

32. Добролюбов, И. П. Расширение возможностей измерительного технологического комплекса экспертизы технического состояния ДВС / И. П. Добролюбов, О. Ф. Савченко // Двигателестроение. 2004. - № 2. - С. 25-27.

33. Доценко, Ю. Г. Разработка метода вибродиагностики деталей цилиндро-поршневой группы двигателя на основе кепстрального анализа: дис. . канд. техн. наук / Ю. Г. Доценко, Моск. автомоб.-дор. ин-т (техн. ун-т). М., 1996.-189 с.

34. Злотин, Г.Н. Температура и АЧХ пьезокерамических элементов датчиков детонации / Г.Н. Злотин, К.И. Лютин, Ю.И. Моисеев // Автомобильная промышленность. 2002. - №12. - С. 10.

35. Злотин, Г.Н. Пьезокерамические материалы для чувствительных элементов датчиков / Г.Н. Злотин, К.И. Лютин, Ю.И. Моисеев // Справочник. Инженерный журнал. 2003. - №7. - С. 12-14.

36. Инженерные методы исследования ударных процессов / Г. С. Батуев и др.. М. : Машиностроение, 1977. - 240 с.

37. Исследование источников шума и вибрации двигателя УМЗ-249 на моторном стенде / В. В. Галевко и др. // Поршневые двигатели и топлива в XXI веке : сб. науч. тр. / Моск. автомоб.-дор. ин-т (техн. ун-т). — М., 2003. С. 233-242.

38. Кабаев, А. Н. Совершенствование методов проектирования ДВС с заданными виброакустическими характеристиками : дис. . канд. техн. наук / А. Н. Кабаев; МАДИ. -М., 1993. 120с.

39. Ковальчук, JI. И. Оценка технического состояния элементов зарубашечных полостей охлаждения дизелей по изменению виброактивности цилиндровых втулок / JI. И. Ковальчук // Двигателестроение. 1991. - № 7. - С. 37-39.

40. Коллакот, Р. А. Диагностирование механического оборудования : пер. с англ. / Р. А. Коллакот. JI.: Судостроение, 1982. - 296 с.

41. Колмогоров, А. Н. О представлении непрерывных функций нескольких переменных в виде суперпозиций непрерывных функций одного переменного и сложения / А. Н. Колмогоров // Докл. АН СССР. 1957. - Т. 114. - С. 953956.

42. Котков, Ю. К. Опыт вибродиагностики дизелей 8ДМ-21А / Ю. К. Котков, А. Ф. Гертье, А. Б. Логов // Уголь. 1991. - № 3. - С. 37.

43. Ленин, И.М. Теория автомобильных и тракторных двигателей Текст. / И.М. Ленин. -М.: Машиностроение, 1969.

44. Лившиц, В. М. Развитие в СибИМЭСХ методов и средств диагностирования (экспертизы) дизелей и управления их режимами на основе электронизации и компьютеризации / В. М. Лившиц, И. П. Добролюбов // Двигателестроение. 1999.-№ 3. - С. 25-28.

45. Литвиненко, В.В Автомобильные датчики, реле и переключатели. Краткий справочник / В.В Литвиненко. — М. : Изд-во За рулем, 2007. — 176 с.

46. Луканин, В. Н. Шум автотракторных двигателей внутреннего сгорания / В. Н. Луканин. М.: Машиностроение, 1971. - 270 с.

47. Лютин, К.И. Вибродиагностика систем ДВС с использованием нейронных сетей / К.И. Лютин, В.Е. Федянов // Изв. ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы": межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. Волгоград, 2007. -Вып.2, № 8. - С. 89-90.

48. Мельников, Е. В. Использование нейронных сетей для обработки измерительной информации для систем экологического мониторинга / Е. В. Мельников; Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 1997. - 23 с. - Деп. в ВИНИТИ2401.97, №212-В97.

49. Мыльнев, В. Ф. Шум и вибрации поршневых двигателей. Источники, методы исследования : учеб. пособ. / В. Ф. Мыльнев, А. Б. Гасанов А. Б. Новочеркасск : Изд-во ЮРГТУ, 2000. - 92 с.

50. Новицкий, В. П. Оценка погрешностей результатов измерений / В. П. Новицкий, И. А. Зограф. Л. : Энергоатомиздат, 1991. — 304 с.

51. Оппенгенйм, А. В. Цифровая обработка сигналов : пер. с англ. / А. В. Оппен-гейм, Р. В. Шафер. М. : Радио и связь, 1979. - 416 с.

52. Отнес, Р. Прикладной анализ временных рядов : пер. с англ. / Р. Отнес, Л. Эноксон. М. : Мир, 1982. - 428 с.

53. Павлов, Б. В. Акустическая диагностика механизмов / Б. В. Павлов. — М. : Машиностроение, 1971. 224 с.

54. Панкова, Я. Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем / Я. Г. Панкова. — М.: Физматгиз, 1956. — 193 с.

55. Пановко, Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара / Я. Г. Поновко. Л.: Политехника, 1990. — 272 с.

56. Папуша, А. Н. Собственные колебания одно и многослойных цилиндровых втулок судового дизеля / А. Н. Папуша, А. И. Прыгунов // Двигателестрое-ние. 1990. — № 9. — С. 9-13.

57. Попков, В. И. Виброакустическая диагностика в судостроении / В. И. Попков, 3. Л. Мышинский, О. И. Попков. Л.: Судостроение, 1989. - 256 с.

58. Рабинер, Л. Р. Цифровая обработка речевых сигналов : пер. с англ. / Л. Р. Ра-бинер, Р. В. Шафер. М. : Радио и связь, 1981. - 496 с.

59. Рабинер, Л. Р. Теория и применение цифровой обработки сигналов : пер. с англ. / Л. Р. Рабинер, Б. Гоулд. М. : Мир, 1978. - 578 с.

60. Розенблатт, Ф. Принципы нейродинамики: Перцептроны и теория механизмов мозга / Ф. Розенблатт. — М. : Мир, 1965. — 480 с.

61. Савченко, О. Ф. Измерительный технологический комплекс экспертизы технического состояния ДВС / О. Ф. Савченко, И. П. Добролюбов, В. В. Альт // Двигателестроение. 1998. - № 2. - С. 27-30.

62. Сидоров, В. И. Техническая диагностика двигателей / В. И. Сидоров. — М. : Изд-во МАДИ, 1995. 70 с.

63. Сидоров, В. И. Эффективные методы экспресс диагностирования машин / В. И. Сидоров, В. Г. Коншин, Ф. И. Тучинскии // Строительные и дорожные машины. 2001. - № 3. - С. 25-28

64. Сидоров, В. И. Разработка метода оценки технического состояния механизмов двигателей внутреннего сгорания по виброакустическим показателям в условиях эксплуатации : дис. . канд. техн. наук / В. И. Сидоров; МАДИ. — М., 1969.-132 с.

65. Сокирко, В. Н. Разработка мероприятий по уменьшению структурного шума двигателей семейства ВАЗ : дис. канд. техн. наук / В. Н. Сокирко; МАДИ. -М., 1988.-140 с.

66. Таранцев, Б. И. Исследование и разработка методов и средств диагностики автомобильных двигателей : дис. . канд. техн. наук / Б. И. Таранцев; ХА-ДИ.-М., 1974.-142 с.

67. Теория поршневых и комбинированных двигателей т. / под ред. А.С. Орли-на, М.Г. Круглова Изд. 4-е, перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1983.

68. Технические средства диагностирования : справочник / В. В. Клюев и др.; под общ. ред. В. В. Клюева. М. : Машиностроение, 1989. — 672 с.

69. Уоссерман, Ф. Нейрокомпьютерная техника : теория и практика / Ф. Уос-серман; пер. с англ. Ю. А. Зуева, В. А. Точенова. М : Мир, 1992. - 196 с.

70. Фока, А. А. Повышение точности экспериментальной информации в задачах идентификации и диагностирования механических систем ДВС / А. А. Фока // Двигателестроение. 1986. - № 11. - С. 41-42.

71. Хемминг, Р. Цифровые фильтры : пер. с англ. / Р. Хемминг. М. : Недра, 1987.-221 с.

72. Хайкин, С. Нейронные сети : полный курс / С. Хайкин. 2-е изд. - М. : Вильяме, 2006. - 104 с.

73. Харкевич, А. А. Спектры и анализ / А. А. Харкевич. М. : Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1962. —236 с.

74. Цифровая обработка сигналов : справочник / Л. М. Гольденберг и др.. М. : Радио и связь, 1985. — 312 с.

75. Явленский, К. Н. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем / К. Н. Явленский, А. К. Явленский. — Л. : Машиностроение, 1983.-239 с.

76. Янг, С. Измерение шума машин / С. Янг, А. Элиссон. М. : Энергоатомиздат, 1988.-144 с.

77. Янчеленко, В. А. Расчет и методы снижения вибрации корпусных деталей дизелей средней мощности / В. А. Янчеленко // Двигателестроение. 1981. -№ 4. - С. 23-26.

78. Яресько, П. С. Исследование методов виброакустической диагностики автомобильных двигателей с использованием теории распознавания образов : дис. канд. техн. наук / П. С. Яресько; МАДИ. М., 1974. - 142 с.

79. Исследование вибраций поверхностей двигателя. / Jin Ping [etc.] // J. Tianjin Univ. Sci. and Technol. 2000. - Vol. 33, № 1. - p. 63-68.

80. Математический анализ сложных конструкций с применением метода конечных элементов. / С. Zhi-qin [etc.] // Huabei gongxueyuanmebao = J. N. China Inst. Technol. 2001. - Vol. 22, № 3. - P. 180-182.

81. Пат. 5408863 США, МПК 6 G 01 L 23/22. Knock detector for internal combustion engine = Датчик детонации / Sawyers James H. etc.; Hughes Aircraft Co. 1995.

82. Пат. 5626108 США, МПК 6 F 01 L 1/34. Abnormality detecting apparatus for internal combustion engine = Устройство для контроля стабильности работы механизма газораспределения / Kato Senji etc.; Toyota Jidosha К. К. 1997.

83. Пат. 6185995 США, МПК 7 G 01 М 15/00. Method and system for determining proper assembly of engine components = Метод диагностики качества сборки двигателя / F. Stephen, J. Robert Rucha. 2001.

84. Пат. 6539785 США, МПК 7 G 01 М 15/00. Diagnosis system for valve system of internal combustion engine = Система диагностики работы клапанов механизма газораспределения / Nagaiahi Hatsuo. 2003.

85. Способ диагностики двигателя. / Liu Shiyuan [etc.] // Huazhong ligong daxue xuebao = J. Huazhong Univ. Sci. and Technol. 1999. - Vol. 27, № 7. - P. 4850.

86. Способ диагностики головки цилиндра с использованием сигналов датчика вибрации. / Liu Shiyuan [etc.] // Huazhong ligong daxue xuebao = J. Huazhong Univ. Sci. and Technol. 1999. - Vol. 27, № 8. - P. 7-9.

87. Abnormal sound detection by neural network in the diesel engine = Диагностическая система для судовых дизелей / Kimura Ryuichi etc. // Bull. Mar. Eng. Soc. Jap. -1998.- Vol. 26, № 1. P. 24-31.

88. Almeida, L. B. Neural computaters. Proceedings of NATO ARW on Neural Computers / L. B. Almeida. Dusseldorf; Heidelberg : Springer-Verlag, 1987. -135 p.

89. Braccesi, C. Using Vibratory and Modal Analysis to Reduse Vibrations and Noise in an Automotive Engine / C. Braccesi, M. Carfagni, P. Pissone // Journal of Modal Analysis. -1988. -№ 3. P. 89-95.

90. Broch, J. T. Mechanical Vibration and Shock Measurements / J. T. Broch. — Copenhagen : В & К Denmark, 1984. 63 p.

91. DeJong, R. G. Engine Monitoring Using Vibration Sygnals / R. G. DeJong, R. E. Powell, J. E. Monning // SAE Tech. Paper Series. 1992. - № 861246. - P. 123130

92. Ding, Hong. An Approach to State Recognition and Knowledge-Based Diagnosis for Engines / Hong Ding, Xiuwen Gui, Shuzi Yang // Mechanical System and Signal Processing. 1991. - Vol. 5, № 46. - P. 257-266.

93. Grossberg, S. Contour enhancement, short-term memory, and consistencies in reverberating neural networks / S. Grossberg // Studies in Applied Mathematics. -1973.-№52.-P. 217-257.

94. Hayes, M. H. Signal Reconstruction from Fhase and Magnitude / M. H. Hayes, A. V. Oppenheim // IEEE Trans, in Acoust, Speech and Signal Proc. Vol. ASSP. -1980.-№ 6.-P. 672-680.

95. Kaiser, H. J. Acoustical Optimization of the Piston Slap by Combination of Computing and Experiments / H. J. Kaiser, K. Schmiller, B. Spessert // SAE Tech. Paper Series. 1995. -№ 10.-P. 56-61.

96. Kimura Ryuichi. Real Time Diagnosis System of Diesel Engine by Statistical Sound Analysis / Kimura Ryuichi, Mizutani Hiroshi // Bull. Mar. Eng. Soc. Jap. -1989. -№ 17.-P. 16-25.

97. Kohonen, T. Self-organization and associative memory / T. Kohonen. Berlin : Springer Verlag, 1984. - 156 p. - (Series in Information Sciences.Vol. 8).

98. Lyon, R. H. Vibration Based Diagnostics of Machine Transients / R. H. Lyon // Sound and Vibration. 1988. - Vol. 22, № 9. - P. 18-22.

99. Lyon, R. H. Recovery of Fault Signaturs of Diesel Engines / R. H. Lyon, J. T. Kim // SAE Tech. Paper Series. 1996. -№ 880824. - P. 126-133.

100. Lyon, R. H. Design of a High-Level Diagnostic System / R. H. Lyon, R. G. De-Jong // J. of Vibration, Acoustic, Stress, and Reliability in Design. 1984. — Vol. 106,№ l.-P. 17-21.

101. Lyon, R. H. Statistical of Fhase and Magnitude of Structural Transfer Function / R. H. Lyon // Random Vibration Status and Resent Development. - Amsterdam, 1986.-P. 29-36.

102. Mechanical Noise Analysis Detects Given Fault Assemblying a Reciprocating Engine / G. Del Fante etc. // SATA : Pros. 1990. - Vol. 2. - P. 1179-1186.

103. O'Connor, L. Diagnostic Diesel Engines / L. O'Connor // Mechanical Engineering. 1992. - № 3. - P. 44-50.

104. Pineda, F. J. Generalization of back propagation to recurrent and higher order networks / F. J. Pineda // Newral information processing systems / ed. by Z. A. Dana; Amer. Institute of Phisycs. N. Y., 1988. - P. 602-611.

105. Powell, R. E. Multichannel Structural Inverse Filtering / R. E. Powell, W. Seering // J. of Vibration, Acoustic, Stress, and Reliability in Design. 1984. - Vol. 106, №1.-P. 22-28.

106. Randall, R. B. Cepstrum Analysis and Geagbox Fault Diagnosis / R. B. Randall // B&K Application Note. 1995. - № 23380. - P. 59 - 62.

107. Randal, R. B. Cepstrum Analysis / R. B. Randal //B&K Technical Review. -1981. -№3.- P. 26 -36.

108. Schmillen, K. Cycle-To-Cycle Variations of Combustion Noise in Diesel Engines / K. Schmillen // Mechanical Engineering. 1993. - № 5. - P. 40-50.

109. Stefanides, E. S. Vibration Test System Identifies Locates Auto Engine Problems /Е. S. Stefanides //Design News. 1985. - Vol. 41, № 21. - P. 66-68.

110. Schiffbanker, H. Automatiche Gutekontrolle an Verbrennungs'motoren auf Basis von Schwingungsinformationen / H. Schiffbanker, G. Thien // MTZ. 1988. - Vol. 49, №2.-P. 73-80.

111. The Application of Vibration Measurement and Analysis in Machine Maintance // Bruel & Kjaer BA. -N. Y., 1982. P. 3-12.

112. Zheng, G. T. Internal combustion engine noise analysis with frequency distribution = Метод анализа шумовых характеристик двигателей / G. Т. Zheng, А. Y. Leung // Trans. ASME. J. Eng. Gas Turbines and Power. 2002. - Vol. 124, № 3. - P. 645-649.