Способ акустического мониторинга ходовой части транспортного средства
акустический мониторинг транспортное средство ходовая часть виброакустика диагностика
средства. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют получение
информации в виде акустического сигнала с ходовой части транспортного средства
посредством установленных на ее элементах акустических датчиков, передающих
получаемый акустический сигнал в вычислительный модуль, обработку сигнала,
получение сведений о состоянии ходовой части, сравнение их с нормативными
значениями, выдачу результата, получаемый акустический сигнал разделяют на
группы по принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу
ходовой части, далее обрабатывают сигналы каждой группы в отдельности по
индивидуальному алгоритму, получают сведения о характеристиках звукового
сигнала и его источнике, о состоянии узлов ходовой части, сравнивают с
нормативными значениями для каждого узла, полученными ранее на исправном
транспортном средстве, выводят результаты для каждого узла с возможностью вывода
информации по каждому элементу узла, при этом в каждой группе сигналов,
разделенной по принципу локализации, сигналы распределяют по мощности и
частоте, причем сигналы с максимальными значениями мощности, а также сигналы с
минимальными и максимальными значениями частоты относят к пороговым, которые
затем сравнивают с нормативными значениями для каждого узла, в случаях выхода
пороговых значений за диапазоны нормативных, считают, что элемент узла
неисправен и выдают сигнал. Технический результат: обеспечение возможности
получить точные сведения о техническом состоянии диагностируемого транспортного
средства. 
Предложенный способ предназначен для мониторинга ходовой части
транспортного средства, в частности автомобиля. Результатом мониторинга является
получение актуальных сведений о техническом состоянии ходовой части
транспортного средства. Может использоваться в автомобильной промышленности.
Известен способ получения сведений о техническом состоянии [Патент РФ
№2385456 МПК G01N 29/14, опубл. 27.05.09 БИ №15] на основе измерений эффектов
акустических событий в постоянном режиме. Для захвата акустических событий
используются пьезоэлектрические датчики, формирующие электрический сигнал,
обработка которого позволяет получить необходимые сведения о техническом
состоянии исследуемого узла.
Недостатком данного способа является невысокая точность сведений о
техническом состоянии ходовой части по причине того, что акустический сигнал
собирается со всей ходовой части, содержащей множество деталей, и обрабатывается
целиком, что вносит существенные погрешности.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ акустического
мониторинга ходовой части [Патент РФ №2683876, МПК G01N 29/14, опубл. 02.04.19
БИ №10], включающий получение информации в виде акустического сигнала с
ходовой части транспортного средства посредством установленных на ее элементах
акустических датчиков, передающих получаемый акустический сигнал в
вычислительный модуль, обработку сигнала, получение сведений о состоянии
ходовой части, сравнение их с нормативными значениями, выдачу результата,
получаемый акустический сигнал разделяют на группы по принципу локализации и
относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой части, далее обрабатывают
сигналы каждой группы в отдельности по индивидуальному алгоритму, получают
сведения о характеристиках звукового сигнала и его источнике, о состоянии узлов
ходовой части, сравнивают с нормативными значениями для каждого узла,
полученными ранее на исправном транспортном средстве, выводят результаты для
каждого узла с возможностью вывода информации по каждому элементу узла.
Недостатком данного способа является сложность, невысокая точность
полученных сведений о техническом состоянии ходовой части.
Задачей изобретения является создание способа акустического мониторинга
ходовой части транспортного средства, позволяющего получать точные сведения о ее
техническом состоянии.
Поставленная задача достигается тем, что по способу акустического мониторинга
ходовой части транспортного средства, включающему получение информации в виде
акустического сигнала с ходовой части транспортного средства посредством
установленных на ее элементах акустических датчиков, передающих получаемый
акустический сигнал в вычислительный модуль, обработку сигнала, получение
сведений о состоянии ходовой части, сравнение их с нормативными значениями,
выдачу результата, получаемый акустический сигнал разделяют на группы по
принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой
части, далее обрабатывают сигналы каждой группы в отдельности по
индивидуальному алгоритму, получают сведения о характеристиках звукового
сигнала и его источнике, о состоянии узлов ходовой части, сравнивают с
нормативными значениями для каждого узла, полученными ранее на исправном
транспортном средстве, выводят результаты для каждого узла с возможностью вывода
информации по каждому элементу узла.
Отличительными признаками предлагаемого способа акустического мониторинга
ходовой части транспортного средства является то, что в каждой группе сигналов,
разделенной по принципу локализации, сигналы распределяют по мощности и
частоте, причем сигналы с максимальными значениями мощности, а также сигналы с
минимальными и максимальными значениями частоты относят к пороговым, которые
затем сравнивают с нормативными значениями для каждого узла, в случаях выхода
пороговых значений за диапазоны нормативных, считают, что элемент узла
неисправен и выдают сигнал.
Акустический мониторинг ходовой части транспортного средства, по
предлагаемому способу осуществляется следующим образом.
На первом этапе осуществляется получение информации в виде акустического
сигнала. Для этого на ходовую часть транспортного средства устанавливаются
акустические датчики, собирающие звуковые сигналы с работающего (исправного)
транспортного средства. Количество и расположение акустических датчиков
выбирается индивидуально для каждого транспортного средства.
Далее получаемый акустический сигнал направляют в вычислительный модуль, где
происходит его первичная обработка, в процессе которой его разделяют на группы по принципу локализации и относят каждую группу к соответствующему узлу ходовой
части, например, шаровой опоре, ступичному подшипнику и т.д.
Точность результата, получаемого по данному способу, зависит от числа групп,
выделяемых в узле. Чем больше групп, тем более точным будет результат.
Далее обрабатывают сигналы от каждой группы в отдельности по
индивидуальному алгоритму, зависящему от конструктивных особенностей
элементов, входящих в группу и ее размеров.
Затем, после первичной обработки, осуществляют вторичную обработку, в
процессе которой получают сведения о характеристиках звукового сигнала и его
источнике для каждой группы. К характеристикам относятся частота и мощность,
кроме того, учитывается удаленность от акустического датчика. На основе этих
данных, в процессе вторичной обработки, получают сведения о состоянии узлов
ходовой части, которые затем сравнивают с нормативными значениями для каждого
узла, зафиксированные ранее на исправном (новом) транспортном средстве.
Итогом вторичной обработки является получение результатов для каждого узла с
возможностью вывода информации по каждому элементу узла.
Принцип обработки сигналов каждой группы основывается на том, что в процессе
эксплуатации транспортного средства элементы ходовой части находятся в рабочем
режиме и, ввиду происходящих процессов, таких как механические колебания и
вибрации, у каждого из элементов формируется определенный звуковой сигнал,
характеризующийся мощностью и частотой. Причем по мере вырабатывания ресурса
изменяется уровень механических колебаний и вибраций вследствие износа, что, в
свою очередь, приводит к отличию данного сигнала от эталонного (в начальном
состоянии).
Акустические помехи, зафиксированные в процессе записи акустическими
датчиками, имеют случайный характер и при обработке сигналов (которые в
большинстве случаев носят циклический характер) не учитываются.
Таким образом, на основе различий полученного акустического сигнала от
эталонного можно делать вывод о техническом состоянии диагностируемого
элемента.
С целью повышения точности сигналы с акустических датчиков разделяются на
группы, каждая из которых соответствует определенному узлу ходовой части, причем
сигналы, отнесенные к отдельной группе, могут быть получены с различных
акустических датчиков.
Для повышения точности способа в каждой группе сигналов, разделенной по
принципу локализации, сигналы распределяют по мощности и частоте. Это
необходимо для выявления пороговых значений параметров сигналов, которые затем
сравнивают с нормативными для каждого узла.
К пороговым значениям параметров сигналов относят сигналы с максимальными
значениями мощности, а также сигналы с минимальными и максимальными
значениями частоты. Максимальные значения мощности сигнала, превышающие
нормативные значения, и сигналы с частотой меньше нормативной, свидетельствуют
об ударных процессах, возникающих при неисправностях, а также задирах и
выбоинах. Максимальные значения частоты сигналов выше нормативной,
свидетельствуют о возникновении неисправностей, которые диагностируются при
высоких скоростях движения или вращения.
Количество и расположение акустических датчиков зависит от типа и
конструктивных особенностей ходовой части.
Совокупность отличительных признаков предлагаемого изобретения позволяет
получить точные сведения о техническом состоянии диагностируемого транспортного
средства.
Коммерческий транспорт в сфере пассажиро- и грузоперевозок, беспилотный транспорт (коммерческий), каршеринг, сервисы технического обслуживания, автолюбители.
Дмитрий
Лебедев
Владимирович
руководитель
Отсутствует
Отсутствует
E-2311-2019
-
6935-9647
0000-0002-4214-063X
РОССИЯ
Дмитрий
Лебедев
Владимирович
руководитель
РОССИЯ
73.31.41
Техническая эксплуатация и ремонт средств автомобильного транспорта. Автосервис
55.43.81
Испытания наземных безрельсовых транспортных средств и их узлов
02.03.IU
ENGINEERING, MECHANICAL
Дмитрий
Лебедев
Владимирович
Идея разработки, автор патента
РОССИЯ
Антон
Лебедев
Евгеньевич
Консультант, соавтор.
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИЯМ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Дмитрий
Лебедев
Владимирович
Физическое лицо
РОССИЯ