Analyse des Vibrations d’un Moteur à Combustion Interne Hyundai Sonata Avec Dragon Vision®

ÉTAPE 1 - PROBLÈME

Les processus de combustion et les impuretés du carburant affectent la durée de vie utile du moteur à combustion interne, qui subit donc une série de dégradations, en raison de sa fréquence d’utilisation, de ses longues périodes de fonctionnement, de la détérioration de ses pièces mobiles et du manque d’entretien ; par conséquent, si aucune action corrective n’est entreprise une fois ces détériorations survenues, le moteur ne pourra pas fonctionner normalement, entraînant une baisse de ses performances et une durée de vie utile plus courte.

Pour cela, il est proposé d’appliquer une maintenance prédictive à l’aide de l’analyse des vibrations grâce à un programme innovant appelé Dragon Vision®, qui fonde son analyse sur l’enregistrement vidéo d’un téléphone portable ; évitant le montage d’équipements et le personnel qualifié habituellement requis pour l’analyse des vibrations, ce qui fait de ce projet une proposition viable et fiable comme diagnostic principal en analyse des vibrations.

Ce logiciel utilise un modèle de référence, qui consiste à mesurer longitudinalement n’importe quel élément du moteur en fonction de la vue de la vidéo enregistrée, c’est-à-dire la mesure de l’élément sur l’axe « X » ou « Y » selon sa géométrie ; cette mesure intervient dans le traitement de la vidéo, car elle assimile la profondeur et les dimensions du moteur à combustion interne.

ÉTAPE 2 - MISE EN ŒUVRE DE LA TECHNOLOGIE

1 – Emplacement de l’Éprouvette pour l’Enregistrement Vidéo

Dans l’expérience, une éprouvette a été placée avec une grille, laquelle se compose de trois vues : une vue avec une partie sectionnée jaune et rouge, une autre vue avec une partie entièrement noire, deux carrés plats de couleur grise et deux de couleur, jaune et rouge respectivement ; et une dernière vue pleine de couleur grise entière, car lors de la réalisation de l’analyse dans le logiciel, l’éprouvette facilite la localisation des points qui correspondent aux extrémités de cette grille lorsqu’on les considère comme des points de référence, et permet d’exécuter l’analyse de manière plus efficace.

2 – Séquence d’Adaptation de l’Environnement pour l’Acquisition Vidéo

Ici est présentée la séquence de conditionnement de l’environnement pour l’acquisition vidéo, en commençant par la mise en œuvre de l’équipement d’éclairage Phopik afin de fournir une plus grande luminosité à l’élément d’étude, qui offre 3 couleurs de lumières : chaude, blanche et froide ; à l’aide du luxmètre, il a été déterminé et vérifié que la couleur de lumière blanche offre une plus grande quantité de lumens par rapport aux autres couleurs ; en même temps, l’emplacement du trépied a été effectué en vérifiant la planéité de la surface de contact, afin d’atténuer les vibrations étrangères à l’élément d’étude et, enfin, la fixation du téléphone portable configuré avec la résolution et les images prenant en charge l’expérience.

3 – Procédure de Traitement des Données dans le Programme Dragon Vision®

I. D’abord, une prise vidéo de l’objet à l’étude, dans ce cas le moteur à combustion interne à allumage par étincelle, est capturée, et la vidéo est transférée du téléphone portable à l’ordinateur portable

II. Ensuite, on démarre le logiciel et la fenêtre principale s’affiche, dans laquelle on peut charger les vidéos à analyser ou les projets déjà terminés

III. Téléchargez dans le logiciel les vidéos à analyser via le dossier “Upload”, puis cliquez sur le bouton ouvrir permettant à la vidéo d’être complètement chargée dans le logiciel

IV. Une fois la vidéo complètement chargée dans le logiciel, allez à la section des targets

V. Après avoir sélectionné la zone à analyser, cliquez sur le bouton “Add Targets”, qui générera des points d’analyse faisant référence aux points mobiles, c’est-à-dire ceux qui seront en mouvement lorsque le moteur à combustion interne fonctionnera

VI. Une fois les points d’analyse définis, il est nécessaire de sélectionner dans le bouton “Frame Rate” les images par seconde auxquelles la vidéo du moteur a été capturée

VII. Après avoir sélectionné les FPS de la vidéo capturée, lancez le processus d’analyse en cliquant sur le bouton “Process Vibration” et en attendant pendant que le logiciel traite les informations

VIII. Une fois le traitement terminé, vous pouvez visualiser un graphique des spectres en cliquant sur la section “Show TWF/FFT”

IX. Ci-dessous figurent les graphiques correspondant à un signal de vibration d’un point sélectionné dans la vidéo. Dans la partie supérieure gauche se trouvent les points sélectionnés dans la vidéo, chacun d’eux montre son propre signal de vibration. Le signal affiché dans la partie supérieure correspond à la distance en fonction du temps et le graphique inférieur montre le spectre du signal de vibration, où l’axe vertical représente la distance et les axes horizontaux, les cycles par seconde (CPM) ou Hertz (HZ)

4 – RÉSULTATS DES TECHNOLOGIES APPLIQUÉES

Comme on peut le voir dans le tableau, il y a des résultats importants selon la vue et la condition de fonctionnement dans laquelle se trouve le moteur. En condition normale, les meilleures valeurs de fréquence se trouvaient dans la vue latérale dans des éléments tels que : arbre à cames, vilebrequin et pistons en combustion ; avec une panne du premier injecteur, les éléments qui ont apporté le plus d’informations étaient : arbre à cames, vilebrequin, pistons en combustion et cames dans la vue supérieure, car le moteur n’ayant pas un cylindre en fonctionnement génère un déplacement vertical. Des valeurs importantes ont également été obtenues avec une panne des bobines dans la vue latérale, étant : arbre à cames, vilebrequin, pistons en combustion et cames les éléments qui ont émis le plus d’informations, du fait que le moteur, fonctionnant sans toutes les bobines, augmente son régime générant un déplacement horizontal. Et quant à la panne causée par le débranchement de la vanne ISC, des résultats optimaux ont été obtenus dans la vue frontale dans des éléments tels que : arbre à cames, vilebrequin, pistons en combustion et pistons qui ne fonctionnent pas.