Математична модель автоматизації процесу діагностування двигунів внутрішнього згорання сімейства ЯМЗ-238

Abstract

Конструктивне вдосконалення мобільних енергетичних засобів, зокрема їх основного агрегату – двигуна внутрішнього згоряння, спрямоване на: забезпечення диференціації величини параметрів функціонування механізмів систем в залежності від мінливості умов і режимів експлуатації машин; підвищення технічного ресурсу при використанні машин за призначенням в заданих умовах експлуатації. При аналізі літературних джерел було встановлено, що існуючі методи та засоби діагностування двигунів транспортних засобів не в повній мірі дозволяють визначати їх поточний технічний стан, що вимагає розробки математичних моделей автоматизації процесу діагностування їх вузлів та деталей. В якості об`єкта діагностування обрано дизельний двигун внутрішнього згорання сімейства ЯМЗ-238, який входить до складу силового агрегату більшості транспортних засобів. В статті представлено математичну модель автоматизації процесу діагностування двигунів внутрішнього згорання сімейства ЯМЗ-238. Заміна реальних технічних пристроїв їх ідеалізованими моделями дозволяє широко застосовувати різні математичні методи. В даному випадку двигун внутрішнього згорання сімейства ЯМЗ-238, як об`єкт діагностування, представлено у вигляді «чорного ящика», вхідні і вихідні параметри якого мають кінцеву множину значень. В загальному вигляді математична модель представляє собою систему функціональних залежностей між кожним діагностичним сигналом і структурними параметрами. Для двигунів внутрішнього згорання сімейства ЯМЗ-238 складена матриця діагностування, яка включає перелік несправностей та ознак несправностей. Визначено, що процес постановки діагнозу на основі моделі об`єкта діагностування можливий, якщо зворотне перетворення кількості ознак несправностей у кількість структурних параметрів (несправностей) об`єкта було однозначним. Запропонована математична модель автоматизації процесу діагностування двигунів внутрішнього згорання сімейства ЯМЗ-238 дозволить виявити несправності вузлів та деталей в залежності від їх ознак.

Constructive improvement of mobile energy means, in particular their main unit - the internal combustion engine, is directed on: maintenance of differentiation of size of parameters of functioning of mechanisms of systems depending on variability of conditions and modes of operation of cars; increase of technical resource at use of cars on purpose in the set operating conditions. The existing methods and tools for diagnosing vehicle engines do not fully determine their current technical condition, which requires the development of mathematical models to automate the process of diagnosing their components and parts was found іn the analysis of literature sources. The object of diagnosis is a diesel internal combustion engine of the YaMZ-238 family, which is part of the power unit of most vehicles. Mathematical model of automation of the process of diagnosing internal combustion engines of the YaMZ-238 family is presents in the article. Replacing real technical devices with their idealized models allows the widespread use of various mathematical methods. In this case, the internal combustion engine of the YaMZ-238 family, as the object of diagnosis, is presented in the form of a «black box», the input and output parameters of which have a finite set of values. In general, the mathematical model is a system of functional relationships between each diagnostic signal and structural parameters. For internal combustion engines of the YaMZ-238 family, a diagnostic matrix has been compiled, which includes a list of faults and signs of faults. It is determined that the process of diagnosis based on the model of the diagnostic object is possible if the inverse transformation of the number of signs of malfunctions into the number of structural parameters (malfunctions) of the object was unambiguous. The proposed mathematical model of automation of the process of diagnosing internal combustion engines of the family YaMZ-238 will detect faults of components and parts depending on their characteristics.

Конструктивное усовершенствование мобильных энергетических средств, в частности их основного агрегата – двигателя внутреннего сгорания, направленное на: обеспечение дифференциации величины параметров функционирования механизмов систем в зависимости от изменчивости условий и режимов эксплуатации машин; повышение технического ресурса при использовании машин по назначению в заданных условиях эксплуатации. При анализе литературных источников было установлено, что существующие методы и средства диагностирования двигателей транспортных средств не в полной мере позволяют определять их текущее техническое состояние, требующее разработки математических моделей автоматизации процесса диагностирования их узлов и деталей. В качестве объекта диагностирования избран дизельный двигатель внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-238, который входит в состав силового агрегата большинства транспортных средств. В статье представлено математическую модель автоматизации процесса диагностирования двигателей внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-238. Замена реальных технических устройств их идеализированными моделями позволяет широко применять различные математические методы. В данном случае двигатель внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-238, как объект диагностирования, представлено в виде «черного ящика», входные и выходные параметры которого имеют конечное множество значений. В общем виде математическая модель представляет собой систему функциональных зависимостей между каждым диагностическим сигналом и структурными параметрами. Для двигателей внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-238 составлена матрица диагностирования, которая включает перечень неисправностей и признаков неисправностей. Определено, что процесс постановки диагноза на основе модели объекта диагностирования возможен, если обратное преобразование количества признаков неисправностей в число структурных параметров (неисправностей) объекта было однозначным. Предложенная математическая модель автоматизации процесса диагностирования двигателей внутреннего сгорания семейства ЯМЗ-238 позволит выявить неисправности узлов и деталей в зависимости от их признаков.