Науковий вісник НГУ

Апаратно-програмні засоби керування подачею палива двигуна за умов неповної інформації

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2025

Останнє оновлення: 25 червня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2722

Authors:

О.Ф.Єнікєєв, orcid.org/0000-0001-8633-3233, Маріупольський державний університет, м. Київ, Україна,  e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д.Ю.Захаренков, orcid.org/0000-0003-3951-022X, Приватний вищий навчальний заклад «Європейський університет», м. Київ, Україна

П.О.Качанов, orcid.org/0000-0002-7532-5913, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна

О.Ю.Мельников*, orcid.org/0000-0003-2701-8051, Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Б.Гітіс, orcid.org/0000-0002-7434-8259, Донбаська державна машинобудівна академія, м. Краматорськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (3): 165 - 172

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-3/165

Abstract:

Мета. Покращення продуктивності апаратно-програмних засобів задання фаз подачі палива й повітря в циліндри двигуна на основі обробки сигналу нерівномірності обертання колінчастого валу.

Методика. Дослідження базуються на теорії автоматичного керування й чисельних методах.

Результати. Результатами досліджень є: побудова детермінованої математичної моделі двигуна внутрішнього згоряння; опис рухів мас моделі системою лінійних диференціальних рівнянь, параметри якої нормалізовані за допомогою методів теорії подібності; отримання передавальних функцій механічних каналів за допомогою програмного середовища Mathcad і методу визначників. Також встановлено збіг отриманих передавальних функцій і вперше запропоновано подати крутну схему силового агрегату механічною системою з одним ступенем свободи; у програмному середовищі Matlab досліджені частотні характеристики каналу передачі крутних моментів. Встановлена ефективність розробленого прикладного програмного забезпечення.

Наукова новизна. Полягає у розробці архітектури апаратно-програмних засобів задання фаз подачі палива на основі використання принципу управління зі зворотним зв’язком за станом частотно-модульованого сигналу швидкості обертання колінчастого валу. Розроблена інформаційна технологія обробки масиву дослідних даних з метою визначення сигналу флуктуацій. Створене алгоритмічне забезпечення моніторингу циліндрових потужностей на основі розв’язання перевизначеної системи несумісних алгебраїчних рівнянь для встановлення параметрів вектору вагових коефіцієнтів циліндрів. Для пошуку її рішення використані метод найменших квадратів та ітераційний метод Зейделя за умови нульових часткових похідних компонентів узагальненого функціоналу. Як наслідок математичних перетворень, отримана симетрична й позитивно визначена матриця Грама. Встановлена межа невизначеності розв’язання системи алгебраїчних рівнянь, при досягненні якої обчислювальний процес зупиняється.

Практична значимість. Полягає у розробці алгоритмічного забезпечення моніторингу циліндрових потужностей за частотного подання сигналу флуктуацій із використанням передавальних функцій механічних каналів і апроксимованих крутних моментів. Моніторинг циліндрових потужностей орієнтований на встановлення параметрів кривої, що проходить через усі точки вимірювальної інформації та згладжує можливі викиди за рахунок їхньої невизначеності. Використане перетворення Лапласа за нульових початкових умов в якості математичного апарату встановлення інформаційних зв’язків між крутними моментами циліндрів і сигналом флуктуацій першої маси колінчастого валу. У програмному середовищі Mathcad створена схема комп’ютерного моделювання сигналу нерівномірності обертання першої маси й, на основі використання методу регулювання довжини інформаційних зв’язків, проведена ідентифікація її параметрів.

Ключові слова: двигун внутрішнього згоряння, апаратні засоби, алгоритмічне забезпечення, математичне моделювання, сигнал флуктуацій

References.

1. Bilyk, S. Yu., & Bozhko, E. V. (2021). Analysis of methods and methods of diagnosing internal combustion engines by non-assembly control methods. Bulletin of the NTU “KhPI”. Series: New Solutions in Modern Technology, 4(10), 3-8. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.04.01

2. Zadvornov, Ya. М., & Riazantsev, V. V. (2016). Peculiarities of vibroacoustic diagnostics of the technical condition of mating parts of diesel engines. Mechanization and electrification of agriculture, 4, 175-185.

3. Ved, M. (2018). Feature Selection and Feature Extraction in Machine Learning: An Overview, 19, 7. Retrieved from https://medium.com/
@mehulved1503/featureselection-and-featureextraction-in-machine-learningan-overview-57891c595e96

4. Vasyliev, Ye. А., & Prokopenko, А. S. (2015). Methods of piston diesel engines diagnosis on the results of their indirect indexing. Collection of scientific works of students of the Faculty of Electromechanics, Poltava: PoltNTU, 6, 184-192.

5. Nakonechnyi, А. Y., & Hetman, О. L. (2018). Methods and means for diagnosing the operation of a car engine by assessing its vibroacoustic characteristics. Bulletin of Lviv Polytechnic National University. Series. Automation, Measuring and Management, 907, 38-43.

6. Shkrehal, O. M., Lymarenko, V. O., & Rylskyi, D. O. (2014). Application of modern diagnostic methods and means to improve the technical level of machines. Visnyk Kharkivskoho Natsionalnoho Tekhnichnoho Universytetu Silskoho Hospodarstva imeni Petra Vasylenka, 145, 174-178.

7. Kolobov, K. S. (2018). Investigation of the influence of malfunctions of systems and mechanisms of diesel on its ecological, energy indices and temperature of exhaust gases. Scientific notes of Taurida National V. I. Vernadsky University. Series “Technical Sciences”, 29(68), 1(3), 103-108.

8. Bodnar, B. E., Ochkasov, O. B., & Cherniaiev, D. V. (2013). Determination of the method for filtering the signal of unevenness of the diesel crankshaft rotation frequency. Visnyk DNUZT, 1(43), 113-118.

9. Podrygalo, N. M. (2013). Influence of torque non-uniformity on dynamic and power indicators of internal combustion engines of wheeled machines. Uchenie zapiski KIPU, (38), 18-24.

10.      Sylyvonyuk, A. V., & Yaroshevich, A. V. (2013). About some features of dynamic acceleration of vibration machines with self-synchronisation inertion vibroexciters, Proceedings of XLI International Summer School – Conference APM 2013, 662-670. Retrieved from
https://www.ipme.ru/ipme/conf/APM2013/2013-PDF/2013-662.pdf

11.      Niselovskaya, E. V., Panovko, G. Ya., & Shokhin, A. E. (2013). Oscillations of the mechanical system, excited by unbalanced rotor of induction motor. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 42(6), 457-462.

12.      Shokhin, A. E., & Nikiforov, A. E. (2017). On the Rational Dynamic Modes of Vibrating Machines with an Unbalanced Vibration Exciter of Limited Power. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 46(5), 426-433.

13.      Karmakar, S., Chattopadhyay, S., Mitra, M., & Sengupta, S. (2016). Induction Motor Fault Diagnosis. Approach through Current Signature Analysis, XXV, 161.

14.      Shatokhin, V. M., Sobol, V. N., Wójcik, W., Duskazaev, G., & Jarykbassov, D. (2019). Dynamical processes simulation of unbalanced vibration devices with eccentric rotor and induction electric drive. Przegląd Elektrotechnicz, 2019(4), 79-85. https://doi.org/
10.15199/48.2019.04.14

15.      Shatokhin, V. M., Sobol, V. N., Wójcik, W., Mussabekova, A., & Baitussupov, D. (2019). Dynamical processes simulation of vibrational mounting devices and synthesis of their parameters. Przegląd Elektrotechnicz, 2019(4), 86-92. https://doi.org/10.15199/48.2019.04.15

16.      Yenikieiev, O., & Shcherbak, L. (2019). Information technology for protecting diesel-electric station reliable operation. Tekhnichna Elektrodynamika, (4), 85-91. https://doi.org/10.15407/techned2019.04.085

17.      Yenikieiev, O., Zakharenkov, D., Korotenko, Ye., Razzhyvin, O., Yakovenko, I., Yevsyukova, F., & Naboka, O. (2022). A Computer System for Reliable Operation of a Diesel Generator on the Basis of Indirect Measurement Data Processing. International Conference on Reliable Systems Engineering (ICoRSE), 30-44. https://doi.org/
10.1007/978-3-031-15944-2_4

18.      Yenikieiev, O., Zakharenkov, D., Gasanov, M., Yevsyukova, F., Naboka, O., Borysenko, A., & Sergienko, N. (2023). Monitoring the Operation of the Internal Combustion Engine Based on the Processing of Indirect Measurement Data. International Conference on Reliable Systems Engineering (ICoRSE). Lecture Notes in Networks and Systems, 762, 566-585. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-40628-7_46

19.      Chaparro, L. F. (2011). Signals and systems using MATLAB. Elsevier Inc. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/book/9780128142042/signals-and-systems-using-matlab

20.      Yenikieiev, O., Zakharenkov, D., Gasanov, M., Yevsyukova, F., Naboka, O., & Ruzmetov, A. (2022). Improving the Productivity of Information Technology for Processing Indirect Measurement Data. International Conference on Reliable Systems Engineering (ICoRSE) 2022, Lecture Notes in Networks and Systems, 80-94. https://doi.org/
10.1007/978-3-031-15944-2_8

• < Попередня
• Наступна >