WSTĘP

Intensywnie rozwijająca się w ostatnich dziesięcioleciach technika wytwarza coraz bardziej złożone urządzenia mechaniczne, zestawiając je w układy (systemy) produkcyjne. Od tych układów wymaga się wysokiej efektywności, niezawodności i tych wszystkich innych cech, które stanowią warunki sprawnego i prawidłowego wykonywania zadań eksploatacyjnych.

Zadanie maksymalnie długiego utrzymania złożonych obiektów w stanie przydatności do prawidłowego działania, pociąga za sobą konieczność stosowania metod i środków, umożliwiających zebranie informacji o własnościach działających obiektów, poszukiwanie miejsc występujących w nich najczęściej uszkodzeń, a następnie prawidłowe ich zinterpretowanie. Inaczej mówiąc, mają to być metody i środki umożliwiające udzielenia odpowiedzi na dwa podstawowe pytania:

-jaki jest aktualny stan obiektu?

-jak zachowa się on w dalszej eksploatacji?

Chodzi tu więc o takie metody i środki, które umożliwią postawienie diagnozy co do stanu technicznego obiektu, a które to metody i środki są podstawowymi elementami diagnostyki technicznej. Diagnostyka techniczna charakteryzuje się następującymi trzema zadaniami:

• diagnoza - określenie aktualnego stanu technicznego,

• geneza - określenie przyczyn istniejącego aktualnie stanu,

• prognoza - określenie przedziału czasowego, w którym należy spodziewać się następnej zmiany stanu technicznego.

• 

W procesie diagnostyki realizowanej metodami wibroakustycznymi, nie obserwujemy bezpośrednio efektów zużycia, lecz wyłącznie symptomy tych zjawisk. Intensywność symptomów w znakomitej większości przypadków narasta wraz z czasem eksploatacji, a więc ma również charakter kumulacyjny. Zasadniczym celem diagnostyki wibroakustycznej jest więc odnalezienie tej granicy i sygnalizacja, że maszyna weszła w okres przyśpieszonego zużycia. Szansa oceny stanu technicznego maszyny w ruchu, w trakcie realizacji zadania, przez obserwację procesów wibroakustycznych (WA) została bardzo szybko rozpoznana w technice lotniczej i energetyce (proces wibroakustyczny = proces dynamiczny zachodzący w maszynie lub jej otoczeniu, czyli drgania, hałas, pulsacje medium, emisja akustyczna zachodząca w zakresie częstotliwości 0 - 1 MHz i więcej). Stało się to możliwe między innymi dzięki elektronice, która stworzyła zawrotne możliwości pomiaru i analizy sygnałów WA. Dzięki temu mamy obecnie możliwości wyselekcjonowania dowolnej składowej sygnału i przetworzenia jej w symptom, który jest współzmienniczy ze stanem technicznym interesującego nas elementu lub podzespołu w złożonym obiekcie mechanicznym (np. łożysko toczne w silniku odrzutowym). Co więcej, z tego samego sygnału drganiowego możemy uzyskać symptomy świadczące o zaawansowaniu zużycia dla niezależnych sposobów uszkadzania się (np. niewyrównoważenie wirnika, stan łożyska tocznego, obecność kawitacji itd.)W silnikach spalinowych jednym ze sposobów pozyskiwania informacji diagnostycznej jest pomiar drgań generowanych przez silnik. Silnik spalinowy jest obiektem podlegającym oddziaływaniu wymuszeń wewnętrznych i zewnętrznych. Jednym z istotnych wymuszeń występujących w trakcie pracy układu tłokowo-korbowego są siły bezwładności tłoka przy zmianie jego kierunku ruchu. Wartość wymuszenia zależy w istotny sposób od luzu pomiędzy tłokiem a ścianką cylindra spowodowanym zużyciem eksploatacyjnym silnika.

Wartość siły jest funkcją ciśnienia spalania oraz prędkości obrotowej silnika. Sygnał drganiowy, rejestrowany w dowolnym miejscu na korpusie silnika, jest ważoną sumą jej odpowiedzi na wszystkie zdarzenia elementarne, przy czym jako wagi występują tu sploty z impulsowymi funkcjami przejścia od miejsca generacji do odbioru sygnału diagnostycznego. Wszystkie układy silnika spalinowego pracują w określonej kolejności. Uporządkowane są także zdarzenia elementarne zachodzące w parach kinematycznych. Wobec tego, według położenia impulsu uderzeniowego względem sygnału odniesienia, można określić parę kinematyczną silnika, która go wytworzyła. Dzięki obrazowi widmowemu dźwięku jesteśmy w stanie określić stopień zużycia poszczególnych zespołów ,a nawet części.

BADANIE WIBROAKUSTYCZNE

Badanie zostało wykonane na samochodzie marki Daewoo model Lanos z silnikiem benzynowym 1498 cm³ 75 KM za pomocą ręcznego urządzenia –stetoskop s01.

Metoda badania na dotykaniu słuchawką stetoskopu do miejsc szczególnie wrażliwych silnika i określanie na podstawie wzmocnionych przez stetoskop odgłosów równomierność lub nierównomierność działania poszczególnych elementów silnika.

Miejsca gdzie występował nadmierny hałas lub nierównomierne odgłosy można było uznać za zużyte. Tam gdzie na podstawie badań WA stwierdziliśmy zjawisko modulacji sygnału WA musimy dokonać szczegółowej analizy badań poprzez wykorzystanie oscyloskopu ORT.

WYNIKI BADAŃ

Element	Hałas	Drgania
Pokrywa Zaworów	jednostajny	jednostajne
Głowica	Modulacja 3 cylinder ocyloskop	Modulacja ocyloskop
Blok	jednostajny	Modulacja ocyloskop
Miska olejowa	modulacja	jednostajne
Układ dolotowy	jednostajny	Modulacja ocyloskop
Układ wylotowy	jednostajny	jednostajne
AW	jednostajny	Modulacja ocyloskop
Układ chłodzenia	jednostajny	Modulacja ocyloskop

WNIOSKI

Przeprowadzona analiza pozwala twierdzić, iż możliwa jest diagnostyka wczesnych faz uszkodzeń mechanicznych wykorzystująca sygnał drganiowy. Proponowane symptomy wykazują dużą wrażliwość na uszkodzenia mechaniczne, pozwalając wyodrębnić przedziały częstotliwości charakterystycznych dla wprowadzonego uszkodzenia i pozostając jednocześnie niewrażliwymi na zmianę prędkości obrotowej i przełożenia.

Po uprzednim wyskalowaniu możliwe wydaje się również przeniesie symptomów

symulowanych uszkodzeń na „podobną” jednostką napędową.

Połączenie informacji o pasmach częstotliwości, w których zauważalna jest

zmiana wywołana określonym uszkodzeniem z wiedzą dotyczącą częstotliwości

drgań własnych poszczególnych elementów układu, pozwoliłoby na zaproponowanie

miary ilościowej wyraźnie rozgraniczającej stan sprawny/niesprawny, jak również

pokazującej stan ewolucji niesprawności.