Розробка системи діагностування несправностей дизельних двигунів з турбонаддувом

Abstract

Дизельний двигун це складна система, яка в процесі функціонування забруднює навколишнє середовище. Суттєве зростання забруднення спостерігається при виникненні несправностей, саме тому необхідно застосовувати бортові системи діагностики, які виявляють несправність на ранніх стадіях. За допомогою методів математичного моделювання розроблені моделі оцінки несправностей, які виникають при функціонуванні дизельних двигунів з турбонадувом. Для опису еволюції всіх станів системи, а саме тиску, температури, швидкості обертання та повітряних потоків, була побудована нелінійна модель поведінки дизельного двигуна. Ця модель була використана під час моделювання в simulin/Matlab завдяки використанню "S_functions". Модель має два входи управління, які є потоком палива і параметр змінної геометрії турбіни Gv та тривожний вхід, яким є крутний момент. Ефективним вдосконаленням системи діагностування дизельних двигунів є використання на першому кроці багатолінійної моделі для проектування багатолінійного фільтра (виявлення несправностей та ізоляційний оцінювач), а потім замінити багатолінійний оцінювач оригінальною нелінійною моделлю. Це вдосконалення дозволяє зменшити кількість лінійних моделей, що наближається до нелінійної моделі, і збільшити частоту змін вхідних сигналів.

A diesel engine is a complex system that pollutes the environment during operation. A significant increase in contamination is observed in the event of malfunctions, which is why it is necessary to use on-board diagnostic systems that detect malfunctions in the early stages. With the help of mathematical modeling methods, models for estimating faults that occur during the operation of turbocharged diesel engines have been developed. To describe the evolution of all states of the system, namely pressure, temperature, speed and air flows, a nonlinear model of the behavior of a diesel engine was built. This model was used during simulation in simulin / Matlab using "S_functions". The model has two control inputs, which are the fuel flow and the variable geometry parameter of the turbine Gv and the alarm input, which is the torque. An effective improvement of the diesel engine diagnostic system is to use a multi-line model in the first step to design a multi-line filter (fault detection and isolation estimator) and then replace the multi-line estimator with the original nonlinear model. This improvement reduces the number of linear models approaching the nonlinear model and increases the frequency of changes in the input signals.