Short-Time Analysis of Combustion Engine Vibroacoustic Signals through Pattern Recognition Techniques

Boguś, Piotr; Merkisz, Jerzy

doi:10.4271/2005-01-2529

Cited by 9 publications

(13 citation statements)

References 13 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…In the area of short time methods [22,[24][25][26][27] some interesting results were obtain in comparison of engine state before and after the general repair. Together with short time Fourier analysis some global statistical parameters like mean, median or standard deviation were used also to this purpose [26,27].…”

Section: Experiments Measurements and Resultsmentioning

confidence: 99%

Monitoring of combustion locomotive state with the use of an on-board device

Boguś¹,

Merkisz²,

Grzeszczyk³

2014

WIT Transactions on the Built Environment

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents the current state of the research on the on-board recording system application for the detection of critical situations in railways. The estimation of the rail vehicle state is based on signals registered by using a specialized on-board device. The critical situation of a rail vehicle can consist of diesel locomotive engine dysfunctions, high vibrations, exceeding of limit velocity, acceleration or inclination. The monitoring of the vehicle state needs a set of sensors. The movement parameters are acquired from a GPS device, accelerometers and gyroscopic MEMS sensors. Especially interesting here is the application of GPS signals, because GPS not only gives a geographical position, but also the vehicle velocity. The accelerometer sensors which measured the acceleration in three perpendicular directions were assigned to operate together with GPS in order to establish the vehicle position and for the detection of exceeding any limit acceleration value. The gyroscopic MEMS sensors support the position and route detection and also show any exceeding in vehicle limit inclinations. Additionally, some accelerate sensors record the vibroacoustic signals taken from chosen places on the engine body or other vehicle parts for the assessment of the engine state, particularly in terms of potential failures. The analysis of the additional acceleration signals was performed using specialized signal processing methods and some specialized algorithms based on artificial intelligence (e.g. Fourier analysis, wavelets, nonlinear methods based on deterministic chaos theory, short time methods and support vector machines). The first results are promising and show the possibility of using the above described approach to detect the combustion locomotive state.

show abstract

Section: Experiments Measurements and Resultsmentioning

confidence: 99%

Monitoring of combustion locomotive state with the use of an on-board device

Boguś¹,

Merkisz²,

Grzeszczyk³

2014

WIT Transactions on the Built Environment

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The ST44 locomotive was a typical combustion traction vehicle for railway in Poland about twenty and thirty years ago. Nowadays they are gradually withdrawing from current usage [6,8,9].…”

Section: Measurementsmentioning

confidence: 99%

Analysis of vibration signals using short-time analysis and clustering in parameter space for detection of combustion engine state

Boguś¹,

Merkisz²

2019

Combustion Engines

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The paper presents a short-time analysis of the vibration signals for the diagnosis of Diesel engine of combustion locomotive by recognition of different engine states using the clustering technique. The main aim of the researches was to distinguish between different engine states represent different wear extends. The proposed method of vibration signal analysis consists on sliding a time window along signal in time and observing the changes of some given statistical parameters. The set of this parameter values creates a multidimen-sional parameter space where the time evolution can be observed. For recognition and detection of different engine system states some clustering techniques in the parameter space were performed. The results show the possibility of distinguishing different cluster centers within the parameter space which can be assigning to different engine states represented the states before and after a general repair.

show abstract

“…За последние 20 лет принципиально изменился ряд систем дизеля, в первую очередь, это системы управления и топливоподачи [1][2][3]. Так, например, топливная система common rail позволяет существенно снизить расход топлива за счет оптимального дозирования порции впрыскиваемого топлива [4][5][6]. Комплексное использование системы управления ДВС позволяет обеспечить рациональность выбора режимов автотракторных средств, значительно увеличить быстродействие ряда исполнительных элементов, улучшить топливную экономичность, снизить выбросы отработавших газов [7][8][9].…”

unclassified

“…При том, что на сегодня в развитых странах мира действуют нормы Евро-6. С учетом высокого износа парка особенно актуально проведение мероприятий по снижению токсичности и повышению топливной экономичности двигателей с низкими нормами Евро [2,4].Одним из таких мероприятий является использование комплексного метода полного и частичного отключения части цилиндров при эксплуатации ДВС на холостом ходу и малых нагрузках Кожанов В.Н., Петелин А.А., Снижение токсичности отработавших газов Гриценко А.В., Шепелев В.Д. дизельного двигателя путем отключения части его цилиндров Вестник ЮУрГУ.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Reducing the toxicity of exhaust gases of diesel engines by disabling some of its cylinders

Кожанов¹,

Петелин²,

Гриценко³

et al. 2018

MEI

View full text Add to dashboard Cite

1 Южно-Уральский государственный аграрный университет, г. Челябинск, Россия, 2 Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия Ведущими направлениями конструктивного и технологического совершенствования автотракторных средств являются снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов. Одним из наиболее эффективных мероприятий по снижению расхода топлива и воздействия на экологию является использование комплексного метода полного и частичного отключения части цилиндров при эксплуатации ДВС на холостом ходу и малых нагрузках. Данный метод в ограниченном масштабе применяется на современных транспортных средствах. Однако сложность разработки и применения технических средств для его реализации состоит в отличительных особенностях режимов работы автотракторных средств, специфики условий эксплуатации. В приведенных исследованиях индивидуальная разработка мероприятий отключения топливоподачи и привода ГРМ применены к двигателю Д-240 трактора МТЗ-80. Для проведения экспериментальных исследований использовались обкаточно-тормозной стенд КИ-5543 с измерительными приборами, дизельный двигатель Д-240 трактора МТЗ-80, дымомер «Инфракар Д1» и газоанализатор «Infralight 11P». При экспериментальной работе были выбраны три характерных режима работы двигателя Д-240 без нагрузки и под нагрузкой N e = 0…35 кВт: 1) типовой режим работы всех 4 цилиндров; 2) искусственный режим работы, формируемый посредством отключения подачи топлива в 2 цилиндрах 4-цилиндрового двигателя; 3) искусственный режим работы, формируемый посредством отключения подачи топлива в 2 цилиндрах и газораспределительного механизма в 2 цилиндрах 4-цилиндрового двигателя. Установлено, что отключение части цилиндров дизельного двигателя приводит к снижению расхода топлива в среднем на 25-27 %, сажесодержания и дымности отработавших газов на 30-35 %, в зависимости от режима работы двигателя. Приведены зависимости часового расхода топлива, расхода воздуха, коэффициента избытка воздуха, сажесодержания и дымности отработавших газов четырехцилиндрового дизельного двигателя при отключении части его цилиндров на различных режимах нагружения.Ключевые слова: двигатель, токсичность, экономичность, сажесодержание, дымность, отработавшие газы, коэффициент избытка воздуха, отключение цилиндров.Введение. Основной движущей силой промышленности и сельского хозяйства является дизельный двигатель. За последние 20 лет принципиально изменился ряд систем дизеля, в первую очередь, это системы управления и топливоподачи [1][2][3]. Так, например, топливная система common rail позволяет существенно снизить расход топлива за счет оптимального дозирования порции впрыскиваемого топлива [4][5][6]. Комплексное использование системы управления ДВС позволяет обеспечить рациональность выбора режимов автотракторных средств, значительно увеличить быстродействие ряда исполнительных элементов, улучшить топливную экономичность, снизить выбросы отработавших газов [7][8][9]. Особую нишу занимает совершенствование элементов выпускного тракта ДВС, в частности катализаторов и не...

show abstract

Short-Time Analysis of Combustion Engine Vibroacoustic Signals through Pattern Recognition Techniques

Cited by 9 publications

References 13 publications

Monitoring of combustion locomotive state with the use of an on-board device

Monitoring of combustion locomotive state with the use of an on-board device

Analysis of vibration signals using short-time analysis and clustering in parameter space for detection of combustion engine state

Reducing the toxicity of exhaust gases of diesel engines by disabling some of its cylinders

Contact Info

Product

Resources

About