Вейвлет-функции Морлета в исследовании переменных составляющих крутящего момента двигателей внутреннего сгорания

В статье приведены исследования по определению переменных составляющих крутящего момента валовых линий двигателей внутреннего сгорания при их эксплуатации. Наиболее опасными в динамическом отношении при работе ДВС на неустановившихся режимах являются резонансные явления, возникающие в линии передачи крутящего момента. Особенно велика вероятность появления этих резонансов у транспортных машинных агрегатов и установок с ДВС, в которых изменяется не только возмущающее воздействие, но и производится структурное изменение крутильных колебаний. Например, при переключении передачи транспортной машины происходит рассогласование соотношений угловых скоростей и крутящих моментов со стороны привода и отбора энергии, с последующим выравниванием средних значений угловых скоростей ведущей и ведомой частей системы. В процессе эксплуатации ДВС необходимо знать величину действительного крутящего момента, для его определения использовалось вейвлет-преобразование сигналов на основе материнской функции Морлета. Для динамического анализа необходимо иметь конкретные данные технических параметров всех его элементов: моментов инерции сосредоточенных масс (кривошипно-шатунного механизма ДВС, маховика, реверс-редуктора, промежуточных валов); поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма, перемещающихся в направляющих (втулки цилиндров, жестко связанных с корпусом (остовом)); разобщительной муфты; передаточного отношения реверс-редуктора для каждой ступени. Эти данные позволяют определять вероятность возникновения опасных резонансных зон во всем эксплуатационном скоростном диапазоне использования ДВС. Получена устойчивая локализация сигналов угловых перемещений в валовой линии. Локализация сигналов осуществлялась в режиме реального времени, отражала процесс изменения переменной составляющей крутящего момента. С использованием функции Морлета определен структурный коэффициент, позволяющий установить связь между параметрами сигнала и параметрами изменения крутящего момента. Измерение угловых деформаций, вызванных колебаниями крутящего момента, производилось датчиками крутильных колебаний, установленными на валовой линии теплохода проекта № 559Б «Капитан Эсаулов».

крутящий момент, двигатель внутреннего сгорания, динамические характеристики, вейвлет-преобразование, амплитуда колебаний

1. Глушков С.П., Коновалов В.В. Идентификация изменения технического состояния транспортного подвижного состава // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2014. № 3. С. 139-147.

2. Глушков С.П., Лебедев О.Б. Оценка деградации технического состояния коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания по динамическим характеристикам // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2013. № 2. С. 191-194.

3. Глушков С.С. Платформа для установки и позиционирования навесных деталей на поверхности валов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2014. № 3. С. 147-148.

4. Измерение крутящего момента на вращающихся валах / А.С. Гуринов, В.В. Дудник, В.Л. Гапонов, В.В. Калашников // Инженерный вестник Дона: Электрон. науч. журн. 2012. № 2. С. 78-84. URL: http:www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2012/798 (обращения: 15.04.2016).

5. Патент 2239803 Российская Федерация, МПК G01L 1/22. Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств / Дедученко Ф.М., Дылюк А.Г., Коновалов И.Л., Липко А.Н.; Заявитель и патентообладатель ОАО «НПО Промавтоматика»; Заявл. 05.06.2002; Опубл. 10.11.2004.

6. Патент 2567017 Российская Федерация, МПК G01M 13/00. Способ и устройство для диагностирования машин / Глушков С.С.; Заявитель и патентообладатель - он же. № 2013153914; Заявл. 12.03.2013; Опубл. 27.10.2015, Бюл. № 30. 9 с.: ил.

7. Идентификация повреждений подшипников судовых валопроводов / С.С. Глушков, Б.О. Лебедев, B.В. Коновалов, Н.С. Ткаленко // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2013. № 2. C. 200-204.

8. Глушков С.С., Ткаленко Н.С. Показатель Гельдера как индикатор расположения повреждений в конструкции оборудования // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2014. № 1-2. С. 209-213.

9. Глушков С.С., Лебедев О.Б. Граничные условия и вещественный базис исследуемого сигнала динамического отклика судового оборудования и систем // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2014. № 1-2. С. 231-234.

10. Mallat S.G., Zhong S. Characterization of signals from multiscale edges // 1992 IEEE Transactions on Pattern Recognition and Machine Intelligence. 1992. Vol. 14. P. 710-732.