Bluetooth-система для диагностики двигателя: будущее уже здесь
Большинство автомобилей не оснащены системами раннего обнаружения неисправностей двигателя, что может привести к серьезным поломкам или даже авариям. Однако ученые Пермского Политеха разработали инновационное устройство, способное анализировать звуки мотора и выявлять неполадки на начальной стадии.
Как определить неисправность двигателя по звукам
В процессе эксплуатации мотор испытывает серьезные нагрузки, что постепенно приводит к износу деталей. Опытные водители знают: если прислушаться к работе двигателя, можно уловить первые признаки проблем — металлические удары, свист, грохот клапанных пружин или характерный шум, напоминающий швейную машинку. Но гораздо точнее и эффективнее диагностировать неисправности с помощью специального оборудования.
Сейчас на рынке есть три типа устройств, используемых для анализа звуков мотора:
- Автомобильный стетоскоп - работает по принципу медицинского, позволяя механикам "прослушивать" двигатель. Однако такой метод требует опыта и не дает возможности проводить диагностику во время движения.
- Sonoscout 2.0 - анализатор шума и вибрации, но без функции онлайн-передачи данных и с ограниченной точностью в локализации неисправности.
- "Ассистент" - продвинутая система анализа звуков и вибраций, но слишком громоздкая для установки в автомобиль.
Разработка Пермского Политеха: что нового
Ученые предложили более компактное и удобное решение — систему с технологией Bluetooth. Она легко размещается под капотом и передает данные в компьютерную программу Matlab, которая строит частотные графики и сравнивает их с нормальными показателями двигателя.
"Мы разработали схему из трех датчиков с микрофонами, которые через контроллер передают информацию на компьютер. Если двигатель работает исправно, график показывает преобладание высоких частот, а при неисправности — низких. Также сдвиг амплитуды может указывать на сбои в работе узлов", — объясняет студент кафедры "Автоматика и телемеханика" ПНИПУ, Каролина Каплина
Для проверки точности системы ученые провели эксперимент: установили датчики на два одинаковых автомобиля — один исправный, второй с изношенным двигателем. Разница в амплитудах составила 1279 единиц, а в частотном анализе — 15 ДБ, что подтвердило необходимость ремонта второго мотора.
"Эти данные говорят о том, что устройство сможет помочь автомобилистам заранее выявлять проблемы и экономить на ремонте. Если заменить одну неисправную деталь вовремя, можно снизить затраты на обслуживание машины на 70-90%", — добавляет доцент кафедры "Автоматика и телемеханика" ПНИПУ, Александр Тур.
Перспективы и внедрение
Разработка ученых уже заинтересовала несколько компаний в сфере приборостроения и машиностроения. В будущем такая система может не только сократить расходы водителей на ремонт, но и снизить вероятность аварий, связанных с отказом двигателя.
Уточнения
Bluetooth (от слов англ. blue — синий и tooth — зуб, произносится /bluːtuːθ/), блюту́с — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (Wireless personal area network, WPAN).