Xây dựng cơ sở dữ liệu chẩn đoán động cơ có ứng dụng logic mờ

Các chi tiết nhóm P-X-X phải làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt như chịu tác động của nhiệt độ cao, lực ma sát lớn, … được thể hiện ở các yếu tố sau: lanh... GIẢ THIẾT KHOA HỌC VỀ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

diesel

Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm

lượng làm việc nhóm Piston-Xécmăng-Xylanh trong động cơ diesel S1100 (Dong Feng)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

1.2 TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT

CÓ ỨNG DỤNG LOGIC MỜ

PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHẨN ĐOÁN

ĐỘNG CƠ DIESEL

2.1 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL

2.1.1 Nguyên lý làm việc của động cơ Diesel 4 kỳ.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của

động cơ Diesel

Hình a: Kỳ hút.

Hình b: Kỳ nén.

Hình c: Kỳ cháy giãn nở

4.Trục khuỷu;5.Xupáp nạp

2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng làm việc nhóm P-X-X

1 - Piston; 2 - Xéc măng; 3 - Áp lực của màng dầu; 4 - Xy lanh;

Sơ đồ chịu lực của nhóm P-X-X

Các ký hiệu: P0 - áp lực khí (N/mm 2 );

Pi, Pi’ , Pi+1 - lần lượt là lực ma sát giữa các xéc măng và rãnh xéc măng (N);

Fzi - lực ma sát trên xéc măng thứ i (N); Xi - áp lực căng màng dầu của váy Piston; V,E - lần lượt là tốc độ vận động hướng trục của Piston và tốc độ chuyển động ngang (m/s)

Các chi tiết nhóm P-X-X phải làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt như chịu tác động của nhiệt độ cao, lực ma sát lớn,

… được thể hiện ở các yếu tố sau:

lanh

2.1.3 Phân tích kết cấu và hư hỏng nhóm P-X-X

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ

2.2.1 Các dấu hiệu chẩn đoán động cơ

2.2.2 Phương pháp chẩn đoán động cơ

2.2.2.1 Chẩn đoán động cơ theo công suất có ích.

2.2.2.2 Chẩn đoán động cơ theo thành phần khí thải 2.2.2.3 Chẩn đoán động cơ theo hàm lượng kim loại

có trong động cơ.

2.2.2.4 Chẩn đoán động cơ bằng phương pháp phân tích dao động.

2.2.2.5 Chẩn đoán động cơ thep áp P c 2.2.2.6 Chẩn đoán theo mức độ lọt khí qua nhóm bao kín buồng cháy.

2.2.2.7 Chẩn đoán động cơ theo độ lọt khí xuống Các t

te

2.2.3 Cơ sở lý thuyết về chẩn đoán chẩn đoán công suất động cơ theo áp suất Các te

2.3.2.1 Biểu thị thông tin bằng tập mờ 2.3.2.2 Tập mờ

2.3 CƠ SỞ LUẬN LOGIC MỜ TRONG CHẨN ĐOÁN

2.3.1 Vai trò của Logic mờ trong chẩn đoán

2.3.2 Tập mờ

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 GIẢ THIẾT KHOA HỌC VỀ CHẨN ĐOÁN CHẤT

LƯỢNG LÀM VIỆC NHÓM P-X-X

Khi nghiên cứu chẩn đoán chất lượng làm việc nhóm

P-X-X dựa vào thông số áp suất các te, thì thông số chẩn đoán được quan tâm ở đây là khe hở miệng của Xéc măng khí

Quá trình thay đổi khe hở miệng của xéc măng khí:

Những tác động của nhiệt độ, sự tác động tương hỗ của các lực quán tính, lực khí thể và lực mát gây lên sự hao mòn các chi tiết nhóm P-X-X Độ mòn này sẽ ảnh hưởng tới trị số khe hở miệng của Xéc măng

3.2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CHẨN ĐOÁN CHẤT LƯỢNG LÀM ViỆCNHÓM P-X-X

của đề tài là động cơ diesel

S1100 (Dong Feng), một loại

động cơ Diesel 4 kỳ, công

suất thiết kế là 16 mã lực ở

số vòng quay 2200 v/ph Các

thống số kỹ thuật được thể

hiện ở bảng sau:

3.2.1 Đối tượng thí nghiệm

Động cơ Diesel Dong

Feng S1100A

STT Thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị

12 Kiểu động cơ Làm mát bằng nước – 1 xy lanh – nằm ngang – 4 kỳ

13 Phương pháp đốt cháy Hỗn hợp xoáy trong buồng đốt tự bốc cháy

3.2.2 Xây dựng hệ thống đo các thông số chẩn đoán

Các thông số chẩn đoán cần xác định thông qua đo lường bao gồm:

- Số vòng quay của trục khuỷu động cơ

- Áp suất Các te.

- Áp suất nén của động cơ Trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm một hệ thống đo đã được Xây dựng bao gồm: các cảm biến, bộ khuếch đại tín hiệu, các bộ gom và bộ chuyển đổi A/D, máy tính với phần mềm Dasylab.

3.2.2.1 Lựa chọn cảm biến và thiết bị do

Thiết bị đo áp suất nén

Vật đích phản

xạ

Điều chỉnh độ nhạy Đèn chỉ thị hoạt động

0 V (xanh) Điều khiển (trắng) Tín hiệu ra (đen) 12-24 VDC (nâu)

Cảm biến đo số vòng quay

Cảm biến đo áp suất các te

3.2.2.2 Xây dựng hệ thống đo và phần mềm sử lý

Sơ đồ hệ thống gom và xử lý tín hiệu đo

Worksheet đo trong phần mềm

Việc thực nghiệm được tiến hành tại xưởng Khoa Cơ khí động lực – Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng yên Quy trình thí nghiệm được tiến hành như sau:

1 Thí nghiệm động cơ ở trạng thái tốt

2 Thí nghiệm động cơ ở trạng tháy lọt khí thứ nhất (khe hở = 1.5 mm)

3 Thí nghiệm động cơ ở trạng thái lọt khí thứ hai (Khe hở

= 3.0 mm)

3.2.2.3 Kế hoạch thực nghiệm

3.2.3 Xử lý dữ liệu và kết quả thực nghiệm

3.2.3.1 Phân tích kết quả thực nghiệm

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

ne [v/p]

D [%]

XM new XM0.3 XM 1.5 XM 3.0

Áp suất cácte thay đổi theo tốc độ

quay và khe hở Xéc măng

Độ khói thay đổi theo tốc độ quay và

khe hở Xéc măng khí

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG LOGIC MỜ CHẨN ĐOÁN CHẤT LƯỢNG LÀM ViỆC NHÓM P-X-X TRONG ĐỘNG

CƠ DIESEL S1100 (DONG FENG) 4.1 PHÂN TÍCH HƯ HỎNG KẾT CẤU VÀ DẤU HiỆU

CHẨN ĐOÁN

1 Phân tích hư hỏng kết cấu Piston

2 Phân tích hư hỏng Xéc măng

3 Phân tích hư hỏng Xy lanh

4 Kết luận

Khái niệm

Tên khái niệm

Các thông số hàm phụ thuộc

1

Tốc độ thấp và khe hở tốt TDT-KH1 0.02 0.02 0.025 0.03 Tốc độ thấp và khe hở thứ

nhất TDT-KH2

0.0275 0.03 0.035 0.0375

Tốc độ thấp và khe hở thứ hai

TDTB-0.04 0.04 0.05 0.06

Tốc độ trung bình và khe thứ nhất

KH2

TDTB-0.055 0.06 0.07 0.075

Tốc độ trung bình và khe

hở thứ hai

KH3

khái niệm với các giá trị cụ thể theo

bảng trên Các kí hiệu dùng phải

đảm bảo dễ dàng nhận biết khi viết

tắt, các thông số hàm phụ thuộc

chọn theo dạng hình thang với các

đặc điểm đặc trưng là: Mỗi biến vào

được chọn từ 3-5 tập mờ con, biến

ra được chọn với 5 tập mờ con

Bảng xác định biến mờ4.2.2 Cơ sở tri thức

Weight là trọng số của các yếu tố tùy thuộc vào mục đích chẩn

đoán, thường chọn theo kinh

nghiệm, và dựa vào các đặc điểm:

hư hỏng, kinh tế, kỹ thuật và độ tin

cậy

Trọng số để đánh giá trong bài này là độ tin cậy của các tập

luật trong suy luận logic, dùng để

Áp suất Các

te ở tốc độ trung bình

Áp suất Các

te ở tốc độ cao

Hư hỏng nhóm p-x-x

Trọng số

- Membership Funtion Editor: xây dựng

các biến vào, ra.

- Ruler Editor: xây dựng các luật điều

khiển.

- Ruler View: cho ra kết quả ứng với

các giá trị đầu vào.

- Surface View: quan hệ giữa các biến

vào, ra thông qua luật điều khiển.

Ứng dụng fuzzy trong toobox

của Matlab

4.2.4 Ứng dụng Fuzzy Logic trong phần mềm Matlab

Kích chuột vào từng biến vào và

biến ra trên màn hình chính để

đặt tên các biến

Sau khi đặt tên các biến màn

hình soạn thảo sẽ có dạng sau:

Các biến đầu vào: Pcacte-TDT,

Pcacte-TDTB, Pcacte-TDC

Biến ra :

HHKC-Nhom(p-x-x)

Giao diện xác định số biến vào và biến

ra để chẩn đoán chất lượng làm việc

của nhóm P-X-X

Xây dựng các biến vào - ra với không gian mờ theo yêu cầu của bài toán:

Tên biến: Pcacte-TDT

hình thang Miền giá trị: trên hình là

từ (0.04 - 0.085) bar Tên các tập mờ: TDTB- KH1, TDTB-KH2, TDTB- KH3.

Tên biến: x-x)

HHKC-Nhom(p-Số lượng tập mờ: 5 Dạng hàm phụ thuộc:

hình thang Miền giá trị: trên hình là

toán và bộ nhớ, còn nếu số lượng luật

điều khiển quá ít thì không điều khiển

được hoặc cho ra kết quả không chính

xác Do vậy, ta thường chọn những

luật điều khiển hay xảy ra nhất

Trong phần này thì chỉ có hai phép toán logic (OR và AND) được

ứng dụng để xây dựng luật điều khiển

Giao diện thể hiện kết quả của

các luật điều khiển

Phần này ứng với giá trị của biến vào đưa ra bằng giá trị

của biến ra (kết quả cụ thể)

Màn hình kết quả hiển thị như

hình vẽ ứng với trạng thái tốt

nhất của động cơ:

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN

5.2 KIẾN NGHỊ