Schwingungsanalyse eines Hyundai Sonata Verbrennungsmotors Mit Dragon Vision®

SCHRITT 1 - PROBLEM

Verbrennungsprozesse und Verunreinigungen im Kraftstoff beeinträchtigen die Lebensdauer des Verbrennungsmotors, sodass er aufgrund seiner Nutzungshäufigkeit, langer Betriebszeiten, der Abnutzung seiner beweglichen Teile und mangelnder Wartung eine Reihe von Verschlechterungen erleidet; folglich wird der Motor, wenn nach Auftreten dieser Verschlechterungen keine Korrekturmaßnahmen ergriffen werden, nicht mehr normal arbeiten können, was zu einer Verringerung seiner Leistung und einer kürzeren Lebensdauer führt.

Hierzu wird vorgeschlagen, vorausschauende Wartung mittels Schwingungsanalyse durch ein innovatives Programm namens Dragon Vision® anzuwenden, das seine Analyse auf einer mit einem Mobiltelefon aufgenommenen Videoaufzeichnung aufbaut; dabei werden der Aufbau von Geräten und das geschulte Personal vermieden, die üblicherweise für die Schwingungsanalyse erforderlich sind, wodurch dieses Projekt zu einem realisierbaren und zuverlässigen Vorschlag als Hauptdiagnose in der Schwingungsanalyse wird.

Diese Software verwendet ein Referenzmuster, das darin besteht, ein beliebiges Element des Motors in Bezug auf die Ansicht des aufgenommenen Videos längs zu vermessen, das heißt die Messung des Elements auf der „X”- oder „Y”-Achse je nach dessen Geometrie; eine solche Messung greift in die Videoverarbeitung ein, da sie die Tiefe und die Abmessungen des Verbrennungsmotors erfasst.

SCHRITT 2 - IMPLEMENTIERUNG DER TECHNOLOGIE

1 – Platzierung der Probe für die Videoaufnahme

Im Experiment wurde eine Probe mit einem Gitter platziert, das aus drei Ansichten besteht: einer Ansicht mit einem gelb und rot geteilten Teil, einer weiteren Ansicht mit einem vollständig schwarzen Teil, zwei grau gefärbten flachen Quadraten und zwei farbigen, gelb bzw. rot; und einer letzten einfarbigen Ansicht in durchgehendem Grau, da bei der Durchführung der Analyse in der Software die Probe das Auffinden der Punkte erleichtert, die den Enden dieses Gitters entsprechen, wenn man sie als Referenzpunkte betrachtet, und die Analyse auf effektivere Weise ausgeführt werden kann.

2 – Sequenz zur Anpassung der Umgebung für die Videoaufnahme

Hier wird die Sequenz zur Konditionierung der Umgebung für die Videoaufnahme gezeigt, beginnend mit der Implementierung der Phopik-Beleuchtungsausrüstung, um dem Studienobjekt eine größere Leuchtkraft zu verleihen, die 3 Lichtfarben bietet: warm, weiß und kalt; mit Hilfe des Luxmeters wurde festgestellt und überprüft, dass die weiße Lichtfarbe eine größere Menge an Lumen im Vergleich zu den anderen Farben bietet; gleichzeitig wurde die Platzierung des Stativs unter Überprüfung der Ebenheit der Kontaktfläche vorgenommen, um die für das Studienobjekt fremden Schwingungen zu dämpfen, und schließlich die Fixierung des Mobiltelefons, das mit der das Experiment unterstützenden Auflösung und Bildanzahl konfiguriert wurde.

3 – Vorgehensweise zur Datenverarbeitung im Dragon Vision®-Programm

I. Zuerst wird eine Videoaufnahme des untersuchten Objekts erstellt, in diesem Fall der Verbrennungsmotor mit Funkenzündung, und das Video wird vom Mobiltelefon auf den Laptop übertragen

II. Dann wird die Software gestartet und das Hauptfenster angezeigt, in dem die Videos zur Analyse oder bereits abgeschlossene Projekte geladen werden können

III. Laden Sie die zu analysierenden Videos über den Ordner “Upload” in die Software, klicken Sie dann auf die Schaltfläche zum Öffnen, damit das Video vollständig in die Software geladen wird

IV. Sobald das Video vollständig in die Software geladen ist, gehen Sie zum Abschnitt Targets

V. Klicken Sie nach Auswahl des zu analysierenden Bereichs auf die Schaltfläche “Add Targets”, die Analysepunkte erzeugt, die sich auf die beweglichen Punkte beziehen, also diejenigen, die in Bewegung sind, wenn der Verbrennungsmotor läuft

VI. Sobald die Analysepunkte festgelegt sind, müssen Sie in der Schaltfläche “Frame Rate” die Bilder pro Sekunde auswählen, mit denen das Motorvideo aufgenommen wurde

VII. Nachdem wir die FPS des aufgenommenen Videos ausgewählt haben, starten Sie den Analyseprozess, indem Sie auf die Schaltfläche “Process Vibration” klicken und warten, während die Software die Informationen verarbeitet

VIII. Sobald die Verarbeitung abgeschlossen ist, können Sie ein Diagramm der Spektren anzeigen, indem Sie auf den Abschnitt “Show TWF/FFT” klicken

IX. Nachfolgend sind die Diagramme dargestellt, die einem Schwingungssignal eines im Video ausgewählten Punktes entsprechen. Im oberen linken Bereich befinden sich die im Video ausgewählten Punkte, von denen jeder sein eigenes Schwingungssignal zeigt. Das im oberen Bereich gezeigte Signal entspricht der Distanz als Funktion der Zeit, und das untere Diagramm zeigt das Spektrum des Schwingungssignals, wobei die vertikale Achse die Distanz und die horizontalen Achsen die Zyklen pro Sekunde (CPM) oder Hertz (HZ) darstellen

4 – ERGEBNISSE DER ANGEWANDTEN TECHNOLOGIEN

Wie in der Tabelle zu sehen ist, gibt es wichtige Ergebnisse je nach Ansicht und Betriebszustand, in dem sich der Motor befindet. Im Normalzustand befanden sich die besten Frequenzwerte in der Seitenansicht bei Elementen wie: Nockenwelle, Kurbelwelle und Verbrennungskolben; bei einem Ausfall des ersten Injektors waren die Elemente, die die meisten Informationen lieferten: Nockenwelle, Kurbelwelle, Verbrennungskolben und Nocken in der oberen Ansicht, da der Motor, wenn ein Zylinder nicht arbeitet, eine vertikale Verschiebung erzeugt. Wichtige Werte wurden auch bei einem Ausfall der Spulen in der Seitenansicht erzielt, wobei: Nockenwelle, Kurbelwelle, Verbrennungskolben und Nocken die Elemente waren, die die meisten Informationen abgaben, da der Motor, wenn er ohne alle Spulen arbeitet, seine Drehzahl erhöht und eine horizontale Verschiebung erzeugt. Und was den durch das Trennen des ISC-Ventils verursachten Ausfall betrifft, wurden optimale Ergebnisse in der Frontansicht bei Elementen wie: Nockenwelle, Kurbelwelle, Verbrennungskolben und Kolben, die nicht arbeiten, erzielt.