Скрипт Px. Диагностика механики двигателя

Разработка скриптов анализатора
Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Скрипт Px. Диагностика механики двигателя

Сообщение andrw » Чт 02 авг, 2007 12:30

Вот на досуге решил поработать над сигналом Px датчика с целью получения полезной информации.
Взял с форума две осцилограмы, (да простят меня владельцы интелектуальной собственности данной информации) от нивы 1,7 и от волги 402.
402.mwf
Исходник для Волги с кривыми фазами установки РВ
(19.05 КБ) 2322 скачивания
niva.mwf
Исходник для Нивы с нормальными фазами установки РВ
(311.65 КБ) 2895 скачиваний
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Лекция "Трудно диагностируемые неисправности": Часть 1, Часть 2

Подробнее »

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Результат обработки

Сообщение andrw » Чт 02 авг, 2007 12:34

Обработал СУПЕР инструментом для цифровой обработки сигналов а именно MS Word + MS Excel и получил вот такие результаты.
Вложения
Volga1.PNG
Количество газа на всех тактах работы цилиндра в зависимости от угла поворота КВ от ВМТ в обе стороны
Volga1.PNG (17.91 КБ) 47703 просмотра
Niva2.PNG
Количество газа на всех тактах работы цилиндра в зависимости от угла поворота КВ от ВМТ в обе стороны
Niva2.PNG (36.66 КБ) 47728 просмотров
Niva1.PNG
Обем камеры, Количество и давление газа в цилиндре за полный цикл.
Niva1.PNG (17.39 КБ) 47707 просмотров

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Диаграмма количества газа в цилиндре

Сообщение andrw » Чт 02 авг, 2007 15:10

Проанализируем полученую диаграму для Нивы 1.7 (Niva2.png)

РАБОЧИЙ ХОД (желтый):
От 0 до 10 гр от ВМТ в идеале должно быть ровно но имеем искажения изза предела измерения Px датчика в 7 атм Что видно на диаграмме давления в виде обрезаных пиков.
От 10 до 135 гр почти постоянное количество газа - ведь клапана закрыты и газу некуда деться. Небольшое снижени количества связано с утечками через компресионные кольца и клапана, а также изза охлаждения газа на стенках цилиндров. Чем круче опускается график тем больше потерь как газа так и энергии.
От 135 до 180 открылся выпускной клапан и выхлопные газы из других цилиндров (Там же горение и давление газов выше) стали поступать в цилиндр.

ВЫХЛОП (красный)
От 180 до 150 (Поршень движется назад, тоесть вверх) выхлопные газы под давлением и по энерции продолжают поступать в цилиндр.
150 до 0 Поршень выталкивает из цилиндра газ через открытыий выпускной клапан в выпускной колектор

ВПУСК (синий)
0-25 После открытия впускного клапана за счет разряжения во впускном часть выхлопных газов высасывается во впускной колектор (вероятно по этой причине во впускном колекторе иногда наблюдается нагар)
25-180 поршень двигается вниз и всасывается в цилиндр смесь

СЖАТИЕ (зеленый)
180-165 по энерции газы через впускной клапан все еще двигаются в цилиндр.
165-130 Поршень двигаясь вверх выталкивает часть смеси через еще не закрытый впускной клапан.
130-10 Все клапана закрыты и количества газа в цилиндре почни не меняется (не считая утечки).
10-0 искажения изза срезаных пиков на диаграме давления.

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Обработка диаграммы

Сообщение andrw » Чт 02 авг, 2007 15:24

Обработку диаграммы давления я делал основываясь на том, что при адиабатическом процесе (без охлаждения газа или почти без онного) количество газа определяетя по формуле P * V ^ 1.4 (1.4 усредненный коефициент для газов входящих в состав воздуха с поправкой на содержание паров бензина). Поскольку по диаграме легко вычислить ВМТ и припустив что неравномерность вращения коленвала незначительна (по сравнению с точность измерения давления, турбулентностю, потерями тепла и так далее), Можна расчитать положение поршня в каждый момент времени, и соответственно объем камеры.
При расчетах необходима степень сжатия, которую можна вычислить из графика. При большей компресии при одинаковых пиках давления графиик становится более острым.
Также по наклону графика при сжатии, или по разнице количества газа до сжатия и после можна определить процент потерь.

Для данного графика у меня получилась такая картина.
Степнь сжатия в данном цилиндре 10,9:1
Процент потерь за время сжатия 9,3% (Эфективность 90,7%)
Угол открытия выпускного клапана 135 от ВМТ тоесть 45 до НМТ
Угол закрытия впускного клапана 130 от ВМТ значит 50 до НМТ
Последний раз редактировалось andrw Чт 02 авг, 2007 15:51, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Сообщение andrw » Чт 02 авг, 2007 15:49

Соответственно для Волги:
Степнь сжатия в данном цилиндре 7,7:1

Процент потерь за время сжатия 25,0%
Может лучше написать эфективность работы 75%?

Угол открытия выпускного клапана 90 от ВМТ тоесть 90 до НМТ!
Угол закрытия впускного клапана трудно сказать, гдето около 180 от ВМТ значит 0 до НМТ

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Скрипт для анализа диаграмы давления

Сообщение andrw » Чт 02 авг, 2007 15:55

Припустим скрипт я свояю, возможно даже автоматически углы открытия и закрытия клапанов можно будет посчитать. А вот график как из скрипта нарисовать. Или это только через плугин можно?

Вот бы создать плугин который считает данные величины и рисует диаграму количества газа и давления взависимости от угла поворота коленвала.

Тогда б имели настоящий МОТОРтестер.

krimski
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Пн 02 окт, 2006 21:01
Откуда: Вольногорск

Re: Скрипт для анализа диаграмы давления

Сообщение krimski » Пт 03 авг, 2007 00:08

andrw писал(а): Вот бы создать плугин который считает данные величины и рисует диаграму количества газа и давления взависимости от угла поворота коленвала.

Тогда б имели настоящий МОТОРтестер.
Идея очень классная, а главное это шаг вперёд. Но!!! Любой труд должен быть оплачен. Может организовать счёт поддержки, и тогда команде В.Д.Посталовского веселее будет работать и нам в диагностике помощь.

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Плугин

Сообщение andrw » Пт 03 авг, 2007 10:11

Я пробую написать скрипт обработки, чтобы получить хоть какие-то данные автоматически, а не врукопашную. Но я так понимаю, что графики из скрипта рисовать пока-что нет возможности.
Мне кажется, что Владимиру идея привращения осцилографа в полноценный мотор тестер должна быть тоже интересна, тем более, что затраты на создание плагина, в переращете на количество мотортестеров (я вощето не знаю их количества) думаю невелики.
Да и интузиастов немало.

Аватара пользователя
АВС
Сообщения: 2537
Зарегистрирован: Чт 20 окт, 2005 21:23
Откуда: Курчатов
Поблагодарили: 6 раз

Re: Обработка диаграммы

Сообщение АВС » Пт 03 авг, 2007 19:06

andrw писал(а):Обработку диаграммы давления я делал основываясь на том, что ........и припустив что неравномерность вращения коленвала незначительна
Всё же неравномерность присутствует. А если какой цилиндр хуже работает, то неравномерность значительна.
Не уверен, что по диаграмме можно точно определить моменты открытия-закрытия клапанов, а значит рассчёты могут быть неточные.
andrw - а что даст диагносту знание количества газов в цилиндре?
У меня зародилось сомнение, стоит ли превращать хороший недорогой (по сравнению с мотортестерами) осциллограф в мотортестер? Этот осциллограф хорош качеством и ценой (в сравнении с мотортестером). К тому же некоторые функции мотортестера в нём имеются (кроме перерасчётов). С превращением в мотортестер цена его соответственно возрастёт, он станет менее доступен. И комп для него нужен будет мощнее.

Ygryk
Сообщения: 2280
Зарегистрирован: Чт 20 окт, 2005 08:42
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 93 раза

Re: Обработка диаграммы

Сообщение Ygryk » Сб 04 авг, 2007 11:39

Идея просто СУПЕР! Рассчитав график зависимости массы газа в цилиндре от угла поворота коленвала, можно рассчитать качество уплотнений (утечки через кольца, клапана, прокладку, трещины) на тактах сжатия и рабочего хода. В конце рабочего хода / начале такта выпуска можно рассчитать угол начала открытия выпускного клапана - когда в цилиндр, в котором в данный момент разрежение, начинают поступать газы из выпускного коллектора, в котором в данный момент давление, вследствие чего давление и масса газа в цилиндре начинает увеличиваться. В конце такта впуска / начале такта сжатия можно рассчитать угол конца закрытия впускного клапана - когда поршень перестал выталкивать из цилиндра втянутый на такте впуска газ и масса газа в цилиндре перестала уменьшаться, а давление начало увеличиваться.

P * V ^ γ = const - это уравнение адиабаты.
Но позвольте уточнить некоторые нюансы:
andrw писал(а):1.4 усредненный коефициент для газов входящих в состав воздуха с поправкой на содержание паров бензина.
Как вы узнали значение коэффициента γ.

На сколько я понял, в уравнении адиабаты значение "const" вы приняли за единицу для момента времени, когда угол поворота коленвала равен 540° (нижняя мертвая точка в конце такта впуска / в начале такта сжатия). Здесь const - это количество или масса газа в цилиндре. Я вас правильно понял?

А как вы расчитали степень сжатия?
andrw писал(а):Поскольку по диаграме легко вычислить ВМТ и припустив что неравномерность вращения коленвала незначительна Можна расчитать положение поршня в каждый момент времени, и соответственно объем камеры.
Можно попробовать синхронизироваться с датчиком положения коленвала где он есть.
andrw писал(а):Но я так понимаю, что графики из скрипта рисовать пока-что нет возможности.
Почему нет возможности? Ведь скрипт "RPM+Acceleration_v2.1beta.asc" графики рисует! Только функция это новая и пока ещё нет её описания.
Последний раз редактировалось Ygryk Сб 04 авг, 2007 15:07, всего редактировалось 1 раз.

Ygryk
Сообщения: 2280
Зарегистрирован: Чт 20 окт, 2005 08:42
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 93 раза

Re: Обработка диаграммы

Сообщение Ygryk » Сб 04 авг, 2007 14:29

АВС писал(а):
andrw писал(а):Обработку диаграммы давления я делал основываясь на том, что ........и припустив что неравномерность вращения коленвала незначительна
Всё же неравномерность присутствует. А если какой цилиндр хуже работает, то неравномерность значительна.
Нашёл в своём архиве осциллограмм файл, подписанный DAEWOO.mwf один канал которого давление в цилиндре, а другой - сигнал индуктивного коленвального датчика 60-2 зубов. Вероятно, двигатель 4-х цилиндровый, так как других я не встречал. Попробовал измерить неравномерность вращения коленчатого вала следующим образом.
Два ближайших пика давления в цилиндре обозначил как 0° и 720°, переключился в режим отображения угла поворота коленвала и расставил "закладки" через каждые 90°.
По осциллограмме коленвального датчика начиная от закладки 0° установленной ранее, начал расставлять дополнительные закладки через каждые 15 зубов (15 зубов = 90°). Таким образом, я смог сравнить реальные углы поворота коленвала с рассчитанными по пикам давления. Составил таблицу погрешности.
Получил следующие результаты.

Частота вращения двигателя по пикам давления - 766 Об/мин.
Давление в цилиндре в конце такта сжатия +5,7Bar
Разрежение в цилиндре в конце такта впуска -0,6Bar
. 90° - dφ= -1,4°
180° - dφ=+2,4°
270° - dφ=+6,7°
360° - dφ=+8,8°
450° - dφ=+8,9°
540° - dφ=+7,2°
630° - dφ=+4,7°
где dφ - погрешность рассчётного угла поворота коленвала.

По таблице видно, что при частоте вращения двигателя ~750RPM, погрешность расчёта угла поворота коленвала по пикам давления в цилиндре достигает 9°. Такая ошибка в рассчётах конечно недопустима.
Внимательно просмотрел файл и обнаружил, что когда записывал осциллограммы, медленно приподнял обороты. Нашёл участок со стабильными повышенными оборотами и снова повторил рассчёты.
Получил следующие результаты.

Частота вращения двигателя по пикам давления - 1532 Об/мин.
Давление в цилиндре в конце такта сжатия +4,6Bar
Разрежение в цилиндре в конце такта впуска -0,7Bar
. 90° - dφ=-0,1°
180° - dφ=+1,1°
270° - dφ=+1,8°
360° - dφ=+2,2°
450° - dφ=+2°
540° - dφ=+1,5°
630° - dφ=+0,9°
где dφ - погрешность рассчётного угла поворота коленвала.

По таблице видно, что при частоте вращения двигателя ~1500RPM, погрешность расчёта угла поворота коленвала по пикам давления в цилиндре не превышает 3°. Это уже вполне приемлемая погрешность. Кроме того, максимальное давление в цилиндре (в конце такта сжатия) снизилось на ~1Bar. Это только к лучшему, так как уменьшается вероятность "зашкаливания" датчика Px. Кроме того, наполение цилиндра на повышенных оборотах получилось меньшим, на что указывают меньшее давление в цилиндре в конце такта сжатия и большее разрежение в цилиндре в конце такта впуска. А чем меньше наполнение цилиндра, тем нагляднее график давления в цилиндре (попробуйте что-то увидеть на прокрутке стартером, когда наполнение цилиндра большое и разрежение в цилиндре почти не возникает).
При случае, попробую записать новые осциллограммы и просчитать погрешность рассчётного угла поворота коленвала на ещё большей частоте вращения двигателя. Но уже сейчас видно, что рассчёты происходящих в цилиндре процессов лучше проводить на повышенной частоте вращения двигателя.

Выбранные фрагменты осциллограмм с расставленными закладками прилагаю.
Вложения
766_RPM.mwf
(148.5 КБ) 1471 скачивание
1532_RPM.mwf
(93.4 КБ) 1605 скачиваний

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Про неравномерность.

Сообщение andrw » Вс 05 авг, 2007 11:34

Я понимаю, что чем больше точность тем лучше, но все же. Давайте оценим необходимую нам точность. Поскольку причиной неправильных фаз есть неправильная установка зубчатого ремня (или цепи) то при сдвиг на 1 зуб имеем для примера на фольце 1.8 16градусов по КВ. (720/44) а это значит, что разница между углом зарытия впускного и открытия выпускного уже 32градуса. при двух зубах уже 64 градуса. Тем более (спасибо АВС) на повышеных оборотах точность еще выше. В подтверждение вчера определил на Омеге установку РВ на два зуба позже, что отлично видно на диаграме.

krimski
Сообщения: 88
Зарегистрирован: Пн 02 окт, 2006 21:01
Откуда: Вольногорск

Re: Про неравномерность.

Сообщение krimski » Вс 05 авг, 2007 12:32

andrw писал(а): В подтверждение вчера определил на Омеге установку РВ на два зуба позже, что отлично видно на диаграме.
Неправильная установка ремня(цепи) видна и так, как и неправильная регулировка или работа клапанов. Вопрос ведь в другом. Если я правильно понимаю, andrw предлагает определять эффективность работы каждого цилиндра, а это уже куда важнее. Я пользуюсь такой функцией в МТ-10, но это только для ВАЗов. И поэтому могу утверждать, что задумка очень хорошая. Только вот жаль в програмировании полный ноль, поэтому не могу поучавствовать в помощи.

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Критика метода

Сообщение andrw » Вс 05 авг, 2007 14:55

Ygryk натолкнул меня на размышления. Буду сам смм себе конструктивную критику строить. Привести все такты к адибатическому процесу нетвозможности поскольку температура и химический состав смеси и выпускных газов разняться значительно. Тем не менее интересен анализ процеса после закрытия клапанов. В исправном двигателе процес должен быть значительно приближен к адиабате. В формуле конст я рассматриваю как приближение к массе газа. В адибатическом процессе масса действительно конст. У нас есть как я уже говорил потери массы и температуры газа.
Теперь применительно к анализу углов фаз. Нас могло б интересовать вообще то одна точка, например открытие впускного клапана. Закрытие ВпКл а также Откр ВыпКл и его Закржестко заданы параметрами РВ. Но поскольку на разных двигателях углы значительно различаются и не по всем двигателям есть данная информация попробую сделать некоторые предположения на основе проанализированых мной диаграм фаз газораспределения.
фазы впускного и выпускного клапанов симетричны или почти симетричны относительно ВМТ(+-3град) Перекрытие фаз происходит в ВМТ. Сравнивать Откр ВыпКл и Закр ВпКл удобно по границе адиабатического процеса на тактах Сжатие-РабХод. При смещении ремня (цепи) на один зуб имеем разницу порядка 30 градусов. Увидетьпо диаграме давления в цилиндре момент Откр ВпКл и момент Закр ВыпКл я не смог. Но по графику давления хорошо видно падение давления в цилиндре в момент перекрытия фаз. Это падение должно происходить в ВМТ(+-5гр). Это я обсуждаю алгоритм для автоматического анализа установки фаз ГРМ, который буду пробовать реализовать в скрипте.
Теперь по утечкам и компресии. Если вы скачали Екселевский файл с расчетами, там увидете ячейку с компрессией. методом подбора данной величины (в скрипте будет точный расчет) можно добиться линейности графика сжатие-РабХод. Так-же при расчете, я обнаружил, что в формуле зависимости давления от напряжения датчика Рх коефициент 0.04 не дает линейности. для моего датчика нужен 0.056. Ошибки в определении компресии и коефициента вформуле давления приводят к изгибу и наклону графика при сжатии-рабХод. После того как мы добились линейности графика и равномерного снижения "количества" при"адибатическом процесе" можно рассматривать разность количества при угле 90 до ВМТ и 90 после как потери. Буду реализовывать данный алгоритм в скрипте.

Аватара пользователя
andrw
Сообщения: 438
Зарегистрирован: Чт 02 авг, 2007 11:59
Откуда: Черновцы
Поблагодарили: 8 раз
Контактная информация:

Re: Про неравномерность.

Сообщение andrw » Вс 05 авг, 2007 16:59

krimski писал(а):
Неправильная установка ремня(цепи) видна и так, как и неправильная регулировка или работа клапанов.
А как именно увидеть регулировку и работу клапанов. Может в алгоритм встроить? Уже мой скрипт умеет находить такты и выводит разряжение на впуске и давление на выхлопе в зависимости от оборотов. Работаю дальше...

Ответить

Вернуться в «Cкрипты анализатора»