Diagnosis of injection pump defects by vibration analysis in high pressure fuel injected engines

Nowadays, digital signal processing is one of the most dynamic domains of engineering. It may be useful to apply it to the diagnosis of automotive engines. Digital signal processing seems to be particularly useful in the analysis of acoustic vibrations generated by engines and may be developed into a useful diagnostic tool. In the first part of the paper, the evolution of the digital signal processor is presented. The principles and practices of DSP operation are compared to those of classical processors. The second part of the paper presents a method to diagnosis malfunctioning internal combustion engines by comparing the vibration spectrum from efficient and inefficient engines. To measure the vibration, an accelerometer was attached to the valve cover and wired to an acquisition card with conditioning circuits. The data was analyzed using short timed, Fast Fourier Transforms with characteristic parametric and non-parametric time windows. The subject of the research was 1.9 TDi AWX type diesel engine. A malfunctioning engine was simulated by unplugging one of the injection pumps.

Przetwarzanie cyfrowe (Digital Signal Processing) jest obecnie jedną z najbardziej dynamicznych dziedzin inżynierii. Wydaje się koniecznym wprowadzenie nowej dziedziny do diagnostyki pojazdów samochodowych, a zwłaszcza silników spalinowych. Szczególnie przydatne jest użycie cyfrowego przetwarzania w analizie drgań wibroakustycznych, generowanych przez silnik jak i - w przyszłości, analizie obrazów. W pierwszej części pracy przedstawiono zarys historyczny rozwoju procesorów, przeznaczonych do cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz podstawę ich działania, wyróżniając ich zalety w stosunku do układów klasycznych. Druga część pracy przedstawia metodę diagnozowania uszkodzonego silnika spalinowego przez komparację widma drgań wibroakustycznych, pochodzących od silnika sprawnego i uszkodzonego. Czujnikiem drgań był akcelerometr, umieszczony na obudowie głowicy, sprzężony przez układy kondycjonujące z kartą akwizycji pomiaru. Przy analizie otrzymanych sygnałów wibroakustycznych, użyto krótkoczasową, szybką transformatę Fouriera z zastosowaniem charakterystycznych okien czasowych parametrycznych i nieparametrycznych. Przedmiotem badań był silnik o zapłonie samoczynnym typu 1,9 TDi AWX, z układem zasilania w paliwo wyposażonym w pompowtryskiwacze. Modelowanie uszkodzenia polegało na zasymulowaniu awarii jednego z pompowtryskiwaczy.