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Diagnostica predittiva Motori a combustione

Diagnostica predittiva Motori a combustione

FORGIATO COL FUOCO.

Come funziona la diagnostica predittiva dei danni per i motori a combustione?

Nel caso dei motori a combustione, sono necessarie procedure completamente diverse rispetto alle trasmissioni per garantire l’individuazione tempestiva dei danni. Nel caso di trasmissioni o motori elettrici, tutti i movimenti sono pure rotazioni, mentre nei motori a combustione vi sono movimenti oscillanti provocati da pistoni, valvole, ecc.  che provocano tipi completamente diversi di vibrazione. Lo strisciamento di un pistone sulla parete del cilindro genera una vibrazione diversa da quella di una molla difettosa di una valvola. Il rilevamento di tali danni è più facilmente individuabile grazie a procedure appositamente implementate nel deltaANALYSER.

Quali sono i metodi di misura?

Uno dei metodi più comuni di misura del rumore strutturale è quello di montare gli accelerometri direttamente sul campione. I migliori risultati si ottengono quando i sensori sono avvitati al campione stesso. Il fissaggio con magnete o l’incollaggio dei sensori sono opzioni di montaggio alternative. Si sconsiglia di fissare il sensore tenendolo premuto con elementi fissi o a molla. Un’alternativa è la misura senza contatto diretto con un vibrometro laser, ma questa è anche l’alternativa più costosa. A causa dei costi più elevati, questa alternativa è usata raramente nelle prove di durata. I microfoni sono decisamente limitanti per la diagnostica predittiva. Sono per lo più utilizzati per avere indicazioni sull’udibilità del suono proveniente dal campione al di fuori del banco prova.

Quanti accelerometri sono necessari?

A seconda delle condizioni di misura, possono essere utilizzati fino a otto accelerometri. Di norma, si utilizza un sensore per campione in prova. Per una prova su motori in linea sono necessari da uno a due sensori. Per motori a V o W possono essere utilizzati fino a 8 sensori disposti nelle posizioni più estreme.

I dati grezzi possono essere esportati ed elaborati in post processing con un altro programma?

Il deltaANALYSER esegue misure in tempo reale con calcoli in tempo reale o misure in tempo reale con ricampionamento (Resampling). Con il Resampling, i dati grezzi possono essere trascritti in un formato file ASAM ATFX, se si desidera, in modo da poter effettuare il post-processing anche su un programma esterno.

Quali altre informazioni sono richieste per una misura significativa?

Oltre ai segnali del rumore strutturale, per eseguire un’analisi degli ordini è necessario anche il segnale della velocità di rotazione. Più segnali forniamo come input al sistema (ad es. coppia, temperatura olio, pressione, ecc.), più l’analisi delle condizioni del prodotto in prova sarà accurata.

Perché è necessaria un’analisi degli Ordini?

L’analisi degli Ordini è lo strumento migliore per un’analisi delle vibrazioni del campione indipendentemente dalla velocità. Se la velocità cambia, gli Ordini associati ai componenti rotanti rimangono gli stessi. Variano solo le ampiezze delle misure degli Ordini (es. m/s² / g / mV). In questo modo è possibile impostare tolleranze molto strette per le variazioni di ampiezza in modo da rendere visibili anche le più piccole differenze nel comportamento vibrazionale.

Come ottenere un segnale della velocità accurato per l’analisi degli Ordini?

Un segnale accurato e robusto della velocità di rotazione è necessario per poter eseguire un’analisi degli Ordini chiara ed affidabile. Per questa particolare sfida lo speedBOX fa parte da sempre del deltaANALYSER. Permette di generare un segnale TTL chiaro e robusto a partire da tutte le possibili forme d’onda dei segnali. È isolato galvanicamente dai segnali provenienti dal banco prova come input al deltaANALYSER. Sono possibili inoltre diverse configurazioni di misura dei segnali di input. Nei motori a combustione ad esempio, la rotazione dell’albero motore è rilevata in sincronia con la rotazione dell’albero a camme permettendo così di effettuare l’analisi vibrazionale discretizzata sui 720° di rotazione. Lo speedBOX ha inoltre una seconda uscita che può essere utilizzata come input per il banco prova o per un’altra strumentazione di misura.

scopri di più sullo speedBOX

È sufficiente un solo metodo d’investigazione?

No. Sono necessarie diverse metodologie per rilevare tutti i difetti. L’analisi degli Ordini è solo un aspetto della Diagnostica predittiva dei danneggiamenti. Il deltaANALYSER consente di utilizzare 9 diversi metodi basati sulla misura del rumore strutturale.

Qualcosa è cambiato, cosa succede adesso?

Durante una prova di durata, si verificano cambiamenti del comportamento del campione. Questi cambiamenti sono visibili nel campo dello Spettro degli Ordini. Reilhofer KG ha realizzato il ROC, unico nel suo genere, in modo da poter verificare le Armoniche calcolate per vari componenti con quelle realmente misurate. Con questo Software è possibile costruire un modello del campione di prova rapidamente e schematicamente. Il Reilhofer Order Calculator (ROC) permette di modellare tutti i Powertrain immaginabili in brevissimo tempo, e di calcolare gli Ordini associati al modello per il confronto con il rumore strutturale misurato.

per saperne di più su ROC

Come viene attribuito un Ordine a un a dato componente?

Una volta creato il modello nel ROC, questo può essere caricato all’interno del Software di post processing. Nel diagramma Waterfall, lo spettro delle variazioni degli Ordini nel tempo, è visualizzato insieme alle Armoniche calcolate associate ai componenti. In questo modo è possibile identificare il componente difettoso durante la prova, in modo da poterlo esaminare e sostituire in tempo utile, se necessario.

È necessaria la supervisione continua del banco prova per la valutazione dei dati?

No. Il deltaANALYSER duplica i dati memorizzati dalla prova su un server tramite una connessione di rete, e consente quindi la valutazione online dei dati anche da una postazione di lavoro in ufficio. La memorizzazione su un server remoto ha anche il vantaggio di salvare i dati delle misure su un altro PC in aggiunta a quello in dotazione allo strumento.

Cosa succede quando qualcosa si rompe in modo improvviso?

Una parte integrante del deltaANALYSER è il CrashPREVENTER. Questo strumento di analisi monitora la rumorosità complessiva di tutto il campione alla ricerca di cedimenti o cricche improvvise (ad es. rotture nella catena di distribuzione), in modo da inviare immediatamente un segnale al banco prova per l’interruzione. Con il CrashPREVENTER è possibile visualizza l’intero test in forma grafica, dove è riportato non solo il rumore complessivo trasmesso dal campione, ma anche tutti i segnali di input al deltaANALYSER.

Come viene effettuata l’integrazione con il banco prova?

Il deltaANALYSER è facilmente integrabile nei banchi prova esistenti. Per la comunicazione tra Banco e deltaANALYSER possono essere utilizzati diversi sistemi BUS (ad es. ProfiBUS, CANBus, ProfiNET, Ethercat, ModBUS). Anche i banchi prova più datati che non hanno connessioni BUS possono essere collegati tramite connessioni analogiche o digitali. Gli accelerometri sono collegati direttamente alla strumentazione tramite cavi forniti in dotazione. L’unità di acquisizione e il PC industriale sono unità plug-in da 19 pollici e possono essere installati in rack pre-esistenti. In alternativa, forniamo il nostro rack mobile su ruote con le unità già installate e cablate.

Caso di danneggiamento nella pompa dell’olio in un motore a combustione

Le curve Trendindex cambiano aumentando con trend esponenziale nel tempo
Diagramma Waterfall delle Deviazioni con integrato il Modello ROC del Motore
Risultato dallo smontaggio in officina: pompa dell’olio difettosa

Suggerimenti utili.

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Scarica la brochure del deltaANALYSER e scopri tutto nei minimi dettagli.

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