Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Содержание

В салоне все вибрирует, как только торможу на светофоре. В чем дело?

Сейчас разберемся, по каким признакам можно отличить нормальную вибрацию автомобиля от скрытой неисправности.

Материалы по теме

Когда машину трясет при движении, тут все понятно. Либо плохая машина, либо плохая дорога. А вот когда автомобиль стоит и вибрирует, то, вероятно, за каким-то ее элементом владелец не доследил. Ведь в создании такой вибрации не участвуют ни колеса автомобиля, ни карданные, ни приводные валы. Вся ходовая часть машины неподвижна, а что-то вибрирует.

Многое зависит от класса автомобиля. На стареньких Жигулях критерии будут одни, на новой иномарке премиум-класса — другие. В случае со многими современными автомобилями узнать о том, что двигатель работает, можно, лишь увидев стрелку тахометра в ненулевом положении — настолько незаметны вибрации от работающего мотора.

Имейте в виду, что вследствие особенностей рабочего процесса и, в частности, большего давления в цилиндрах при такте сгорания дизельные двигатели дают несколько большие вибрации, чем бензиновые.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

И все же есть общие критерии для определения тех вибраций, которые являются следствием неисправности:

  • ощущается дрожь рулевого колеса;
  • вибрируют салонное и боковые зеркала так, что изображение размывается;
  • лежащие на панели приборов предметы «ползут» в направлении даже слабого уклона;
  • смартфон, навигатор или видеорегистратор, закрепленные на присоске к стеклу, ощутимо колеблются.

Силовой агрегат

Безусловно, одним из самых вероятных источников вибрации автомобиля является работающий двигатель. Вибрацию в моторе могут создавать неуравновешенные вращающиеся массы. Уровень вибрации выше привычного водитель может почувствовать сразу после переборки двигателя или замены сцепления. В этом случае могли быть установлены либо неотбалансированные элементы, начиная от дисков сцепления и заканчивая коленчатым валом, либо детали ШПГ (шатунно-поршневой группы) разной массы. В малоквалифицированном сервисе вам вполне могли неправильно установить балансировочные валы.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Эти детали изначально неуравновешенны и вращаются в два раза быстрее коленчатого вала. Их задача компенсировать силу инерции второго порядка, вызванную движением поршней. А если они установлены неверно хотя бы на зуб, то будут вызывать сильные вибрации.

Поршни в моторе должны быть подогнаны по массе для предотвращения вибрации.

Поршни в моторе должны быть подогнаны по массе для предотвращения вибрации.

Материалы по теме

А еще очень большие вибрации вызывает неравномерность процесса сгорания в цилиндрах. Даже пропуски воспламенения в одном из цилиндров уже ведут к сильной вибрации, а уж если один цилиндр просто не работает, то весь двигатель изрядно сотрясается.Чтобы проверить присутствуют ли пропуски зажигания на самом деле, нужно подойти к срезу выхлопной трубы при работающем двигателе. Если «строчка» двигателя неровная, заметны перебои, то это пропуски зажигания или процесса сгорания в одном или нескольких цилиндрах.

Могут провоцировать вибрацию поврежденные детали и узлы в районе ремня привода вспомогательных агрегатов.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Ремень ГРМ вряд ли станет причиной — любой дефект вызовет обрыв ремня и аварию двигателя. А вот демпфер, встроенный в шкив коленвала, который приводит генератор, компрессор кондиционера, насос гидроусилителя руля могут предупреждать о своей скорой кончине повышенной вибрацией. Здесь для диагностики достаточно посмотреть на шкив при работающем моторе, он должен вращаться без видимого биения.

Еще одной вероятной причиной вибрации от силового агрегата является выход из строя его опор. Это резинометаллические или дополнительно заполненные жидкостью опоры, которые и должны подавлять вибрацию. Их разрушение может повысить уровень вибраций в разы. Для диагностики нужно покачать руками остановленный двигатель. Еще можно чуть-чуть тронуться с места с открытым капотом, попросив наблюдателя снаружи автомобиля посмотреть, нет ли излишнего перемещения агрегата в подкапотном пространстве, да еще и с характерным стуком.

Порванную подушку опоры двигателя не всегда хорошо видно, но очень хорошо при этом чувствуется рост уровня вибраций.

Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Порванную подушку опоры двигателя не всегда хорошо видно, но очень хорошо при этом чувствуется рост уровня вибраций.

Еще вибрацию двигателя может повысить погнутая о дорожное препятствие защита силового агрегата. Если мотор стал касаться защиты, то жди неприятного зуда и вибрации. Так что если недавно вы задевали днищем о какое-то препятствие на дороге, следует проверить целостность защиты двигателя. То же самое касается и повреждений элементов подвески системы выпуска отработавших газов. Но в этом случае вибрации могут вырасти несущественно, зато появится характерный дребезг при работе двигателя.

Поврежденная гофра системы выпуска отработавших газов может вызывать сильную вибрацию.

Поврежденная гофра системы выпуска отработавших газов может вызывать сильную вибрацию.

Электроприборы

У неподвижного автомобиля с включенным зажиганием может работать несколько электродвигателей. Чемпионом по вероятности создания вибрации, конечно, является один или несколько электровентиляторов системы охлаждения и кондиционера.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Например, блок из двух работающих вентиляторов на автомобиле Lada 4x4 мощно сотрясает весь передок автомобиля. А ведь кузов здесь изрядно жесткий, в том числе благодаря приварным крыльям.

Вентиляторы радиатора — частый источник вибраций. Все зависит от технологического уровня изготовления компонентов электровентиляторов. На одних машинах вентиляторов практически неслышно и нет никакой вибрации. На других как говорится «раз вибрирует, значит работает».

Вентиляторы радиатора — частый источник вибраций. Все зависит от технологического уровня изготовления компонентов электровентиляторов. На одних машинах вентиляторов практически неслышно и нет никакой вибрации. На других как говорится «раз вибрирует, значит работает».

Материалы по теме

На многих автомобилях вибрации от включившихся вентиляторов почти не заметны. Но это до поры до времени. Если при преодолении грязного участка дороги ошметок глины попадет на крыльчатку неработающего вентилятора и там присохнет, то жуткая вибрация после включения такого устройства начнется на любом, пусть даже премиальном автомобиле.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Так что если излишние вибрации на стоящем автомобиле возникли после езды по грязной дороге или бездорожью, первым делом следует заехать на мойку.

Вибрацию в передней части автомобиля может вызывать вентилятор системы отопления и кондиционирования воздуха. Причин две: попадание на крыльчатку сгустка грязи, которая вызвала дисбаланс, либо выход из строя подшипников электродвигателя. Проверить проще простого — отключить вентилятор отопителя. Если вибрации пропадут, значит дело именно в вентиляторе системы отопления.

Вентилятор отопителя вращает мощный и высокооборотистый электродвигатель. Грязь вызовет неприемлемый дисбаланс и вибрацию.

Вентилятор отопителя вращает мощный и высокооборотистый электродвигатель. Грязь вызовет неприемлемый дисбаланс и вибрацию.

Вибрация, вызванная остальными электроприводами, не столь велика и в большинстве случаев идентифицируется просто. Например, включил стеклоочиститель — пошла вибрация. Значит подшипники электродвигателя пора менять.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Можно ли ехать с повышенной вибрацией?

Все зависит от силы вибрации и интенсивности ее нарастания. В случае, если явление быстро прогрессирует, лучше остановить двигатель и вызвать подмогу. Ну или если вы сами все знаете, то поделитесь в комментариях, с какими вибрациями в своих машинах вам приходилось сталкиваться и в чем была причина.

Как устранить вибрацию электродвигателя - ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Вибрация электродвигателя приводит к быстрому износу подшипников и снижает надежность агрегата. Вибрирующий ротор подвергает подшипники ударным и толчковым нагрузкам, следствием чего могут быть:
  • нарушение масляной пленки;
  • подплавление баббита;
  • появление сколов и трещин на баббите;
  • разрыв сепараторов подшипников качения;
  • снижение технологических свойств металла;
  • излом/изгиб вала;
  • повреждение фундамента и опорной рамы;
  • отрыв бочки ротора от вала;
  • появление трещин в торцовой крышке и станине статора;
  • преждевременный износ изоляции обмоток.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Причины вибрации двигателей

Специалисты условно делят причины вибрации на 2 группы. К первой относятся:
  • Некорректная центровка механизма и движка.
  • Дефекты подшипников рабочего устройства.
  • Дефекты соединительной муфты (износ частей, несоосность отверстий под пальцы, дисбаланс пальцев и полумуфты).
  • Дисбаланс ротора рабочего механизма, чаще всего спровоцированный износом лопаток.
  • Недостатки фундамента – разрушенный бетон, обрыв сварки на жесткой раме, ошибки при креплении двигателя.
Во вторую группу входят:
  • Дисбаланс ротора и двигателя.
  • Излом/изгиб вала ротора.
  • Трещины в короткозамкнутой обмотке ротора.
  • Обрыв стержней обмотки ротора.
  • Отделение бочки ротора от вала.
  • Слишком большой зазор в подшипниках скольжения.
  • Разрушение подшипников качения.
  • Слабое крепление узлов двигателя.
Обычно причиной вибрации становятся сразу несколько пунктов из вышеперечисленных.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Величина вибрации замеряется вибрографом или виброметром.

Как устранить вибрацию электродвигателя

Прежде чем решать, как устранить вибрацию электродвигателя, необходимо точно установить ее причину. Проверьте, надежно ли закреплен агрегат, не нарушена ли сварка частей фундаментной рамы, не разрушен ли бетон фундамента. При включенном движке определите на ощупь и сравните вибрацию лап, болтов крепления и рамы около лап. Положите палец на стык лапы и болта. Если вы чувствуете, что лапа двигателя вибрирует сильно, а болт вибрирует незначительно или совсем не вибрирует, а при работе они смещаются относительно друг друга, причина – недостаточная затяжка болта. При вибрации лапы и болта проверьте тем же способом разницу вибрации на стыках:
  • рамы и лапы;
  • вертикальной части рамы и верхней полки;
  • верхней и нижней полок и ребра жесткости;
  • фундамента и нижней полки рамы.
Также на нарушение прочного сопряжения деталей указывают брызги масла или пузыри в местах стыков.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Разъедание бетона маслом является причиной нарушения сопряжения между фундаментом и рамой. В этом случае остановите движок и удалите весь пропитанный бетон (даже тот, что на вид сохраняет прочность), затем замените его свежим. При отсутствии видимых дефектов крепления агрегата и рабочего устройства, рамы, фундамента, рассоедините муфту между рабочим механизмом и двигателем и запустите движок на холостом ходу. Если вибрации нет, причина может быть в нарушении центровки, износе полумуфт и/или пальцев, дисбалансе приводного устройства. Вибрация на холостом ходу указывает на дефекты электродвигателя. Отключите его от сети и посмотрите, исчезнет ли вибрация сразу после этого. Если она исчезла – зазор между статором и ротором неравномерен, и его нужно выровнять. Когда двигатель, запущенный на холостом ходу, вибрирует очень сильно, причины могут быть две – либо неравномерный зазор, либо (если зазор равномерен) обрыв стержня ротора. Во втором случае обмотку ротора необходимо отремонтировать.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах
Если после отключения от сети вибрация пропадает не сразу, а постепенно снижается, проверьте баланс ротора. К его неправильному балансу могут привести:
  • неуравновешенность полумуфты;
  • смещение обмотки;
  • изгиб вала или трещины на нем;
  • отрыв бочки ротора от вала.
Снимите полумуфту и запустите двигатель без нее. Если после этого он работает нормально, значит, полумуфта не сбалансирована. Установите ее на оправку и проточите на токарном станке по всей наружной поверхности. При вибрации агрегата со снятой полумуфтой выньте ротор и проверьте его на предмет отсутствия дефектов на валу и надежности крепления роторной бочки. Если дефектов не обнаружено, отбалансируйте ротор на станке. Дефекты подшипников качения определяются по уровню производимого ими шума и нагреву. Проблема решается заменой подшипников. Дефекты соединительной муфты, являющиеся причиной вибрации, чаще всего вызваны:
  • неуравновешенностью полумуфт;
  • разным весом пальцев;
  • несоосностью отверстий полумуфт;
  • неравномерным износом пальцев;
  • сильным износом мягких шайб.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах
Взвесьте пальцы и пару, имеющую одинаковый вес, установите в противоположные отверстия полумуфт. На сработавшихся пальцах замените кожу или резину. Замените полумуфты с несоосными отверстиями.

Вибрация: причины, способы проверки

Известно, что любой двигатель «трясется», если его цилиндры работают неравномерно.
       
Самый простой случай – один цилиндр не работает вообще. В этом случае двигатель будет трястись на холостом ходу, бывалые водители говорят об этом: «Двигатель троит». С увеличением оборотов эта тряска уменьшается и уже не так нервирует водителя, но мощность такого двигателя, даже на оборотах, будет, конечно, снижена. На вопрос, можно ли продолжать движение, когда не работает один цилиндр, ответим так: можно, но крайне не желательно. Ведь несгоревшее, в неработающем цилиндре топливо, смывает смазку со стенок цилиндров, повышая вероятность задиров и вызывая оплавление каталитического нейтрализатора выхлопных газов (если он есть).Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Оплавленный катализатор еще больше снижает мощность двигателя и, в конце концов, двигатель глохнет: выхлопным газам некуда выходить.Вообще-то, все, даже полностью исправные двигатели во время работы слегка вибрируют (трясутся). Говорят, это на двигатель «Ролс-Ройса» можно поставить монету на ребро и она не упадет. Но вибрация от двигателя ни в коем случае не должна предаваться на кузов автомобиля. Чтобы не произошло, двигатель никакой своей частью не должен непосредственно касаться кузова (рамы) автомобиля – только через подушки и специальные амортизаторы. Довольно часто в мастерскую приходят машины, владельцы которых утверждают, что в них трясется двигатель. Выйдешь, посмотришь… Действительно, старенький дизелек немного трясется на холостом ходу, но с такой тряской можно достаточно комфортно ездить еще не один год. Но стоит взяться рукой за открытую дверцу или прислониться лбом к рулевому колесу – сразу ощущаешь зуд всего кузова. В такой ситуации находиться в салоне автомобиля при работающем двигателе весьма неприятно, но причина дискомфорта совсем не в двигателе.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Ведь известно, что даже при полностью не работающем одном цилиндре у четырехцилиндрового дизельного двигателя особой вибрации кузова не наблюдается, дизель весь ходит ходуном, а в салоне вполне комфортно. Но если «убита» хотя бы одна подушка, выхлопная труба или глушитель касаются корпуса, или весь двигатель неправильно закреплен – кузов автомобиля будет вибрировать, что, конечно же, вызывает отрицательные эмоции у водителя и у пассажиров. Поэтому, когда клиент сообщает, что в его машине трясется двигатель, не нужно сразу во всем винить силовой агрегат. Во-первых, идеально работающих двигателей практически нет. Во-вторых, в девяти случаев из десяти причина беспокойства заключается в плохой изоляции силового агрегата от кузова.  Во многих современных японских автомобилях для опор двигателя используются не привычные и хорошо известные резиновые подушки, а комбинированные. Помимо резины, внутри них есть полость с жидким наполнителем (силиконом), и определить внешне, исправна она или нет, невозможно.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Например, когда в ремонт с жалобой на вибрацию приходит какая-нибудь переднеприводная машина («Toyota Vista», «Toyota Corona» и т.п.), и у нее ощущается вибрация кузова, то, скорее всего, следует заменить переднюю опору двигателя (правую по кузову). Причем дефектная подушка (опора) может выглядеть, как новая.Очень часто эту правую (по кузову) опору у переднеприводных машин ломают сами авторемонтники. Вот пример. У машины «Toyota Camry 4WD» исчезла задняя передача в коробке-автомате. Явление, кстати, весьма распространенное: в коробке серии «540» всегда первой выходит из строя задняя передача. Машина приходит в мастерскую на замену «автомата». А вы снимали когда-нибудь коробку передач на машине 4WD? У этих машин коробку проще снять вместе с двигателем. Но у «специалистов» есть «выход».

Они отдают все опоры двигателя и коробки кроме передней (правой по кузову) и отсоединяют привода с карданным валом. После этого весь агрегат жутко перекашивается и висит на одной подушке. «Специалисты» свою работу делают (причем обычно не меняют автомат полностью, а устанавливают только другую заднюю крышку вместе с блоком задней скорости – так проще) и снова устанавливают все на место.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах У кузова сразу или, может быть, через месяц появляется вибрация. И виноватых вроде бы и нет. Автомат исправили? Исправили, какие могут быть претензии? А то, что кузов автомобиля вибрирует, так обращайтесь к мотористам, это их проблемы.

В литературе было упоминание, что подушку с силиконовым наполнителем можно отремонтировать. Этот ремонт заключается в том, что в железной части подушки сверлится отверстие, в которое заливается обычное моторное масло, после чего отверстие запаивается. Говорят, что минимум год с вибрацией проблем нет.  Вторая причина вибрации кузова – неправильно закрепленный двигатель. Поясним это на примере. Если ваш автомобиль поднять на подъемнике, заменить ему все салейнблоки в подвеске, а потом тут же, на подъемнике, всю подвеску обтянуть, машина будет очень «жесткой», и ездить на ней будет крайне неприятно. Чтобы этого не происходило, после установки новых «резинок» машину опускают на землю и уже на земле обтягивают всю подвеску. Тогда все салейнблоки фиксируются в «среднем» положении и подвеска работает очень мягко.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Все автомастера-«ходовики» эту особенность работы с подвеской знают, а вот мотористы в своем большинстве об этом не подозревают. И когда устанавливают двигатель (или меняют подушки), то устанавливают и обтягивают все как придется. В результате в салоне появляется вибрация. Чтобы она исчезла, достаточно ослабить все опоры двигателя, поддомкратить его и снова обтянуть. Если кузов автомобиля не деформирован, вибрация исчезнет. Если же кузов вашего авто «поведен», то какие-то опоры будут работать не в оптимальном режиме и, естественно, будут плохо демпфировать колебания двигателя. Диагностику крепления двигателя мы проводим, придерживаясь следующего порядка действий.

Для машин с автоматической коробкой передач: садимся за руль, запускаем двигатель, прогреваем его, устанавливаем селектор переключения автоматической коробки передач в положение «нейтраль» («N») и лбом прикасаемся к рулевому колесу. Минуту ждем, привыкая к гулу кузова. После этого нужно включить заднюю передачу и педалью газа установить те же обороты, что были при холостом ходе в положении «N».Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Вибрация кузова стала больше? Или меньше? После этого включаем положение «D». Как там вибрация? Стала больше или меньше?

Идея проверки состоит в том, чтобы, перекосив двигатель (при включении «R» двигатель слегка наклонится в одну сторону, при включении «D» – в другую), разгрузить те или иные подушки, заметив при этом, как изменится вибрация, и сделать выводы. 


Далее при открытом капоте нужно левой ногой нажать на педаль тормоза, включить «R», слегка надавить на педаль газа (примерно до 1500 об/мин) и резко отпустить ее. Потом сделать то же самое, но включив «D». Во время этих манипуляций ваш помощник должен смотреть на двигатель. Если все исправно, то при включении «R» двигатель как бы «напыжится» и градусов на 10 отклонится в одну сторону, а при включении «D» – на тот же угол в другую сторону от своего нейтрального положения (в «N» или «Р»). При резком сбросе газа двигатель безо всяких стуков и довольно плавно возвращается в нейтральное положение.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Если разрушена одна из опор (подушек), то в одну из сторон двигатель будет поворачиваться на больший угол, а при сбросе газа будет буквально «бухаться» на место. При повороте двигателя свое положение относительно кузова меняют все детали, механически связанные с этим двигателем – выпускная труба, коробка передач. Если подушка разрушена, поворот двигателя может оказаться столь большим, что эти детали будут касаться кузова автомобиля. Кроме того, если угол поворота двигателя больше нормы, все трубки, шланги и электрические жгуты, связывающие двигатель с кузовом, натягиваются сильнее и могут разорваться или соскочить с патрубков (разъемов). 


Но самые непонятные случаи, связанные с вибрацией, у нас происходили с автомобилями «RVR». Приходит в ремонт машина с дизельным двигателем «4D-68». Владелец машины говорит, что все было отлично с машиной до тех пор, пока ему в соседней мастерской не заменили зубчатые ремни. Просто пришло время их менять, и он заменил.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах И вот с тех пор двигатель «ревет» и не «едет». Мастера, менявшие зубчатые ремни, теперь только разводят руками, и поэтому он просит нас попробовать разобраться с этим явлением. Такова предыстория этого дефекта. Мы быстренько вскрываем защитные кожухи и…убеждаемся, что метки газораспределения и установки ТНВД (топливного насоса высокого давления) стоят правильно. После этого неприятного, но ожидаемого открытия, собрали двигатель опять штатно и проверили его мощность. Сделали стояночный тест, проехались по тестовой горке, сравнили тяговое усилие двигателя при трогании с другой такой же машиной (благо пришла точно такая же и с таким же двигателем на замену масла) и сделали вывод. С мощностью все в порядке. Но «ревет» двигатель, особенно при 3000 – 4000 об/мин, как «резанный». При этом у него наблюдается вибрация всего кузова, и даже карданный вал вибрирует. И субъективное впечатление о том, что машина не «едет» возникает только из-за большого шума двигателя. Несколько лет назад у нас был случай, когда в машине после аварии заменили переднее крыло.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Старое крыло было «всмятку» и его выкинули. Но вместе с ним и выкинули и разорванную пластиковую емкость (воздушный «мешок»), которая сообщалась с воздуховодом еще до воздушного фильтра. Что поделаешь, кузовщики и есть кузовщики. И тогда внешне абсолютно исправный двигатель, безукоризненно работающий при оборотах холостого хода и чуть выше, начинал «реветь» после 3000 об/мин. Акустический шум впуска воздуха от его работы на повышенных оборотах был такой, что в салоне было невозможно разговаривать. Проблему тогда вычислили и вместо выброшенного воздушного мешка установили обрезанную пластиковую бутылку. Весь шум сразу исчез. Здесь же на RVR воздуховоды были в порядке, да и дефект возник после установки ремней. Тогда мы, еще раз проверили метки, но на этот раз всю работу делали другие мастера. Итог их мероприятий был тот же – все метки всех зубчатых ремней стоят правильно. После долгих рассуждений и споров, мы пришли к следующему выводу. Шестерня коленчатого вала, как известно в два раза меньше шестерни распределительного вала и шестерни привода ТНВД.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах И если она (шестерня коленчатого вала) сделает два оборота, то шестерни распределительного вала и привода ТНВД только один. И так каждый раз без всяких вариантов. Другое дело шестерня балансирного вала. Она меньше «коленвальной», но не в два раза. И если все метки на всех шестернях установить согласно их «ответам», а потом провернуть двигатель на два оборота, то метки коленчатого вала и распределительного вала совпадут (и привода ТНВД тоже), а метки балансирных валов нет. И только после шести оборотов двигателя все метки снова совпадут. И балансирных валов тоже. Тогда получается, что после установки меток коленчатого вала, распределительного вала и вала ТНВД, ремень балансирного вала можно установить тремя способами. После такого вывода, мы вновь начали вращать двигатель до тех пор, пока не совпадут все метки всех валов. Когда они совпали, мы провернули двигатель на два оборота по ходу вращения. После этого метки балансирного вала, естественно, «ушли» на 1200. Далее, не трогая основной ремень (он стоит же по меткам), мы вернули (ослабив приводной ремень) шестерню балансирного вала назад, таким образом установив ее снова по метке.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Далее собрали двигатель и запустили его. Вроде ничего не изменилось. Тогда мы повторили операцию. Вращая двигатель, опять добились полного совпадения всех меток. Далее провернули двигатель еще по ходу на два оборота. Снова ослабили приводной ремень балансирного вала и вернули шестерню этого вала на метку. Собрали двигатель и… вся вибрация, весь «рев» и гул исчез! Почему – загадка. Нигде в инструкциях мы про это не читали. И когда через несколько месяце в ремонт приехала другая RVR (с вибрацией кузова после смены зубчатых ремней), но с бензиновым двигателем (а там, как известно, тоже установлены балансирные валы), то, уже не раздумывая, мы повторили вышеуказанные манипуляции. Только на этот раз шум (вибрация) исчез после первого доворачивания шестерни балансирного вала назад на метку. Мы пришли к выводу, что повышенная вибрация возникает не каждый раз после смены зубчатых ремней, а только в тех случаях, когда шестерни балансирного вала пальцами вращают со снятым ремнем. И потом они не попадут на свое старое место.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах Если менять ремни так: ослабил, снял, надел, натянул – никаких проблем не будет. Но если вы, пытаясь оценить состояние подшипников (или от любопытства), повращаете шестерню вала и не вернете ее на место – будет вам вибрация. Хотя и все вы сделаете по инструкции.

Корниенко Сергей Владимирович
г. Владивосток
Союз Автомобильных Диагностов
© Легион-Автодата


Почему возникает сильная вибрация двигателя? Оптимальные способы устранения

Одной из причин некорректной работы двигателя, приводящей к значительному и дорогостоящему ремонту автомобиля, является сильная вибрация двигателя на холостом ходу.

Вовремя проведенная диагностика и последующие принятые для устранения вибрации меры могут в полной мере застраховать автовладельца от многих неприятностей, включая не только комфорт и безопасность эксплуатации авто, но и существенные финансовые вложения в капитальный ремонт.

Работа исправного двигателя подразумевает присутствие минимальных вибраций.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах При понижении температуры воздуха мотор может вибрировать несколько сильнее. Однако после пяти минут работы эти колебания должны исчезнуть полностью.

Появление достаточно заметных вибраций, пропусков, рывков, провалов и/или посторонних звуков во время работы мотора указывает на то, что вибрационный режим нарушен в силу наступления ситуаций определенного характера.

Причины вибрации

Если мотор работает корректно в режиме холостых оборотов, то вибрация от двигателя отсутствует, потому как в исправленном моторе нет причин для ее образования. Ведь в этом случае крутящий момент просто не передается через КПП карданному валу, а потому все трансмиссионные узловые элементы должны функционировать без каких-либо колебаний.

Если же автовладелец отметил для себя несвойственные нормальному режиму работы изменения, то необходимо в ближайшее время записаться на диагностику автомобиля, так как вовремя обнаруженная сильная вибрация двигателя может стать поводом для серьезного ремонта.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Как показывает практика, существуют следующие основополагающие причины вибрации.

  1. Перебои в работе цилиндров. Довольно распространенное явление, опытные водители дают ей также и второе название — «троит мотор». Вибрация двигателя на холостых объясняется постоянными или периодическими перебоями функционирования одного или сразу нескольких цилиндров. Происходить это может в силу многих обстоятельств, самыми распространенными среди которых являются:
    • снижение компрессии;
    • недостаток или, напротив, переизбыток воздуха в цилиндрах;
    • проникновение слишком маленького или наоборот большого количества горючего в цилиндры;
    • ранний или поздний момент зажигания в камере сгорания топливно-воздушной смеси.

Каждая из вышеперечисленных причин может проявляться в большей или меньшей степени, но полного прекращения наблюдаться не будет. Посредством этого вибрация передается на кузов, либо водитель может ощущать ее на руле, что приводит к общему дискомфорту людей, находящихся в автомобиле.Вибрация в двигателе: Причины вибрации двигателя на холостых оборотах

Стоит заметить, что возникающий при вибрациях дискомфорт можно частично компенсировать увеличением частоты вращения коленчатого вала (нажатием на газ), но при этом мощность двигателя будет все равно находиться на низком уровне.

Дело в том, что нагрузка на коленвал при частично поврежденном или неработающем цилиндре в любом случае будет оставаться неравномерной, вызывать рывки и/или прорывы в работе автомобиля.

Устранять проблемы такого характера следует в кратчайшие сроки, так как кроме возникновения вибраций, разрушающих мотор, в камере сгорания неисправных цилиндров не осуществляется нормальное сгорание топливной смеси.

В этом случае избыточное количество горючего начинает смывать смазочный материал со стенок цилиндра, увеличивая степень износа его зеркала. Кроме этого, излишки горючей смеси с большей долей вероятности начнут проникать сквозь уплотнительные детали, а значит, попадут в состав моторного масла, снижая тем самым его эксплуатационные свойства.

  1. Одной из причин возникновения вибрации может стать неправильная (непрофессиональная) замена ремня ГРМ. Это важно потому как смещение ремня при установке даже на один зубчик станет поводом для нарушения фаз газораспределения.
  2. Недостаточное крепление силового агрегата. Легче всего диагностировать данную причину в тот момент, когда автомобиль не движется, а стоит на месте. При запуске двигателя и последовательном увеличении числа оборотов степень вибрационных колебаний также будет прогрессировать. Чаще всего данная причина характерна для авто с большим пробегом, так как из-за большого количества пройденных километров, да если еще в условиях плохого дорожного покрытия, неизбежно приведет к ослаблению крепления мотора.
  3. Также поводом для возникновения вибрации в этом секторе могут стать пришедшие в эксплуатационную непригодность подушки двигателя. Они по своей сути являются демпфером, способным не только фиксировать ДВС, но и гасить его вибрации. Дефекты подушек (а их четыре штуки) могут вызвать звук металлического скрежета. На практике чаще всего лопаются передние опоры, так как именно они испытывают большую часть инерционных и динамических нагрузок. Как правило, подушки необходимо менять парно.
  4. Не проведенная балансировка коленвала. При замене данная важная деталь должна пройти обязательную процедуру калибровки на специализированном стенде. Только так можно избежать потенциального возникновения вибраций, которые будут передаваться на другие узлы автомобиля.
  5. Детали цилиндропоршневой группы разного веса. Причина не очень распространенная, но все-таки встречающаяся. Как правило, характерно для автомобилей, чей пробег превысил отметку в 200 тыс. км. При таких показателях образуется существенная разница между массой поршня, маслосъемных колпачков, гильз, компрессионных колец и т.д. Дело в том, что при длительной эксплуатации автомашины вышеперечисленные детали изнашиваются достаточно неравномерно. Это становится причиной возникновения в цилиндропоршневой группе колебания, которые легко диагностируются, когда двигатель запущенный.

Нормальная работа силового агрегата подразумевает от восьмисот до тысячи оборотов за минуту, показатель зависит от мощности двигателя. Если количество холостых оборотов гораздо меньше установленной нижней границы, то мотор просто перестанет работать, автомобиль заглохнет.

Если же число оборотов превалирует за верхний показатель, то потенциально возникнет увеличенный расход бензина, а также автовладелец может гарантированно ожидать более быстрое, чем обычно, изнашивание различных деталей и узлов авто. Поэтому крайне важно, при возникновении даже незначительных вибраций пройти соответствующую диагностику и необходимые ремонтные работы.

Способы устранения вибраций

После грамотной, профессиональной установки причины возникновения вибраций двигателя необходимо в кратчайшие сроки их устранить. Способы «лечения» весьма разнообразны, все зависит от «диагноза».

Низкая компрессия

Одной из причин троения двигателя — низкий уровень компрессии в цилиндрах. Это может возникнуть вследствие выхода из строя какой-либо детали, входящей в состав цилиндропоршневой группы. Для того чтобы устранить данную неполадку придется прибегнуть к разборке самого двигателя.

Причиной низкого уровня компрессии может крыться в изношенном состоянии поршня, поршневых колец и/или клапанов. В этом случае самым оптимальным и рациональным вариантом устранения вибрации будет являться лишь полная профессиональная замена дефектных деталей.

При самостоятельной замене либо варианте восстановления возможно возникновение дальнейших, более значительных поломок, а значит, и дорогостоящего ремонта всей силовой установки.

Неравномерное поступление воздуха

Если воздух попадает в камеру сгорания непропорционально, то исправить это можно элементарной заменой воздушного фильтра. Следует также тщательно осмотреть магистраль системы подачи воздуха на трещины и сколы. Рекомендуется произвести замену датчики массовой подачи воздуха и дроссельной заслонки.

Некорректная подача топлива

В этом случае профессиональные автослесари советуют выполнить следующий алгоритм действий:

  • тщательно осмотреть и очистить форсунки;
  • если после этого проблема не устранилась, то форсунки подлежат полной замене;
  • провести инспекцию состояния и работы топливного насоса, при необходимости — замена в сборе;
  • определить и сбросить ошибки ЭБУ

Система зажигания

При диагностировании раннего или, напротив, более позднего момент зажигания в системе, следует обратить внимание на состояние и нагар свечей, также на целостность высоковольтных проводов. Если требуется замена — то лучше всего делать это со всем комплектом.

Крепления двигателя

В случае, когда крепежные элементы разболтались, либо вышли из строя опоры двигателя, то необходимо соответствующим образом и последовательно усилить крепления. Подушки проверить на наличие трещин и других дефектов, в случае необходимости — попарная и полная замена.

Кроме вышеперечисленных мероприятий для устранения сильных вибраций, исходящих от двигателя актуальным может стать грамотная установка ремня ГРМ, профессиональная балансировка коленчатого вала, а также замена разных по массе (износившихся) элементов ЦПГ.

Таким образом, «пляска» силового агрегата может возникнуть по разным причинам, которые также соответственно и устраняются каждая по своему алгоритму. Ликвидация причин возникновения вибраций — процесс необходимый, так как такие колебания помимо причиняемого дискомфорта водителю и пассажирам, могут привести к дорогостоящему ремонту самого двигателя автомобиля.

Кроме этого, одной из частых причин сильной вибрации является самопроизвольное ослабление крепежных элементов. И если капитальный ремонт двигателя — пусть дорогостоящая процедура, но все же исправимая, то ослабленные болты и гайки особенно во время движения автомобиля могут привести к непоправимым последствиям.

Вибрация двигателя причины.

   Вибрация двигателя - еще одна из неприятностей, которые могут поджидать вас в процессе эксплуатации машины. При появлении вибрации ощущения от нахождения в автомобиле становятся не самыми приятными, кому понравится сидеть в машине, которая дрожит и дергается как будто сейчас помрет. Вообще появление ни с того ни с сего вибрации в двигателе как правило сигнализирует о выходе из строя каких либо деталей, то есть вибрация - это одно из последствий, создаваемых вышедшим из строя узлом или агрегатом двигателя.

Также вибрация может быть не постоянной и проявляться на определенном режиме работы двигателя, например вибрация на холостом ходу или на высоких оборотах коленвала, вибрация на холодном двигателе, исчезающая по мере прогрева или же на горячем двигателе. Причины возникновения вибрации в двигателе порой весьма таинственны, но все-таки объяснимы.
   Ниже будут описаны некоторые причины возникновения вибрации на некоторых режимах работы двигателя.

  • Появилась вибрация после замены коленвала - здесь все просто, обычно при сборке двигателя на заводе или на грамотном автосервисе при замене коленвала, производится его балансировка с маховиком и корзиной сцепления на специальном стенде, или аппарате, называйте как хотите. Все наверно обращались на шиномонтаж и видели как происходит балансировка колес, так вот, балансировка коленвала в принципе то же самое, только мастер не добавляет грузики, а наоборот, высверливает лишнее.
  • Вибрация в двигателе появляется если двигатель троит, почему он троит это отдельная история, а вот вибрация возникает из-за появления дисбаланса, вызываемого нерабочим цилиндром или цилиндрами. Как правило с устранением причин отказа цилиндра и нормализацией работы двигателя вибрация такого типа пропадает.
  • Опять же одна из причин - последствия полевого ремонта. Допустим вы где то на трассе или в поле, пускай у нас будет камаз. Едем мы себе спокойно и тут раз, моторро застучалло, мы быстро его глушим, надеясь на скромные последствия и шанс отремонтировать двигатель на месте. Двигатель разобрали, вал наждачкой теранули, шатуны и вкладыши поменяли, до дома доехать хватит, дома ничего делать не стали, а со временем стали замечать - появилась вибрация. Разный вес деталей ЦПГ может быть причиной дрожания двигателя и чем больше разница в весе, тем больше вероятность появления вибрации в двигателе.
  • Сломанный коленвал - вызовет такую вибрацию, что окуеть можно, случается такое правда очень редко.
  • Неправильно выставленные метки ГРМ станут причиной вибрации, так как нарушение фаз газообмена влечет за собой нестабильную работу цилиндров, но этот вариант стоит занести в тему почему двигатель троит.
  • Дополнительные балансировочные валы - устанавливаются на двигатели, предрасположенные к появлению вибраций с целью их гасить или снижать интенсивность. Такие валы применяли и применяют многие авто-производители иной раз это вполне оправданный ход, но в некоторых случаях их надобность сомнительна, почитайте про мой опыт ремонта двигателя мицубиси л300, там балансировочные валы пришли в негодность и поразбивали свои постели, однако в результате их полного удаления ничего страшного с двигателем не случилось, и он работает и по сей день без всяких вибраций. Еще как пример есть балансировочные валы на двух-цилиндровом двигателе оки, там они по меткам соединяются с коленвалом шестеренчатой передачей, и там они действительно нужны.
  • Подушки и кронштейны креплений двигателя - выполняют роль как фиксаторов двигателя, так и гасителя вибраций издаваемых двигателем. Как правило подушки двигателя изготавливаются из резины в качестве поглотителя вибраций, и небольшого количества металла, для соединения корпуса машины и двигателя. Бывает случается так, что в какой то момент при каких то обстоятельствах, подушка выходит из строя, то есть рвется резина или еще что нибудь. В этом случае двигатель теряет мягкое соединение с корпусом и его начинает потряхивать, как следствие - появление вибрации. Такая причина появления вибрации диагностируется легко, устраняется недорого.
  • Особенности строения двигателя и число цилиндров - влияют на уровень вибрации. Возьмем к примеру оппозитный двигатель, сам по себе он изначально подвержен довольно высокой степени вибрации, но если посмотреть на автомобили субару, которые комплектуются оппозитниками, то уровень вибрации в их салоне не сильно отличается от авто с рядным или V-образным двигателем. Достигается это при умелом подходе инженеров и наличии необходимых технологий. Оптимальным числом цилиндров считается 6, 12 и 16, при таком количестве горшков двигатель будет максимально уравновешен, по крайней мере так говорят дядьки инженеры которые учат людей в вузах.
  • Также для уменьшения вибраций двигателя производители моторов устанавливают на коленвал гаситель крутильных колебаний(ГКК). Такие ГКК используются в основном на больших мощных дизелях типа ЯМЗ-240, мерс D422, и сейчас стали ставить на камазы.

   В общем суть рассказа такова, сначала нужно определить источник вибрации, если двигатель троит, то устранять причину, если подушка оторвалась то менять. В общем искать причину и устранять. Здесь возможно описаны не все причины появления вибрации в двигателе, так что если вам есть что добавить или хотите что то спросить пишите в комментариях.

Вибрация двигателя на холостых – сигнал о помощи от вашего автомобиля

При эксплуатации автомобиля нередко возникает ситуация, когда начинается вибрация двигателя на холостых оборотах. Определение холостого хода или холостых оборотов представляет собой работу двигателя при выключенном сцеплении, а также во время установки на нейтральную передачу. В таком положении не производится передача крутящего момента двигателя к карданному валу.

Причины вибраций двигателя в автомобиле

При нормальной работе стабильное количество холостого хода, в зависимости от типа двигателя, составляет от 800 до 1000 оборотов в минуту. Если это значение меньше нижнего предела, то двигатель просто заглохнет, а если оно будет превышать верхний предел, это приведет к перерасходу топлива, а узлы автомобиля будут усиленно изнашиваться.

Существуют основные причины, по которым появляется вибрация дизельного двигателя на холостом ходу. Чаще всего, это явление возникает при неравномерной работе цилиндров. Наибольший отрицательный эффект заметен, когда двигатель троит, то есть в данной ситуации не работает один из цилиндров. При увеличении оборотов тряска может уменьшиться, однако мощность двигателя будет падать.

Решение в такой ситуации только одно – срочно чинить недостающий цилиндр, потому что такой недостаток не только создает неприятные вибрации, но и способствует износу деталей, так как топливо не сгорает внутри, а лишь смывает смазку, а также ускоряет закоксовку всего мотора. Самостоятельно решить эту проблему можно, но придется освоить много операций, если исправный мотор нужен срочно, то лучше обратиться на СТО.

Другая достаточно распространенная причина вибрации – неправильно закрепленный двигатель. Очень часто это связано с износом подушек или слишком жесткими элементами крепления. В любом случае, чтобы избежать неприятных ощущений, необходимо принимать меры, проводить ремонтные и регулировочные работы. Узнать недостатки в креплении мотора можно вместе с помощником. Вам нужно открыть капот и попеременно включать нейтральную передачу, заднюю и переднюю, а помощник должен обратить внимание на положение двигателя в эти моменты.

Этим самым вы разгружаете поочередно специальные подушки, удерживающие мотор. При каждом переключении он будет отклоняться в разные стороны, в идеале на одинаковый угол. Если в какую-то сторону он завалится больше обычного, значит, в том месте нужно заменить подушку, возможно, она вовсе разрушена. К тому же, может вовсе не двигатель стал причиной вибраций, а какие-то детали, подходящие к нему, потому что при заваливании мотора они соприкасаются со станками кузова.

Кроме основных причин вибрация дизельного двигателя на холостых оборотах может быть сопряжена и с другими факторами. На его нестабильную работу очень часто влияют узлы и агрегаты, связанные с подачей топлива, которые сильно загрязнены. Это вызвано, чаще всего, примесями, содержащимися в воздухе и бензине, которые попадают через сетку фильтров данных узлов; в смесь газа и жидкости может также попасть вода.

Кроме того, причиной загрязнения часто становится отработанное машинное масло и сажа, попадающие в топливную систему.

Мнение эксперта

Руслан Константинов

Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.

На стабильность работы двигателя влияет множество факторов, один из них — малые холостые обороты. При возникновении вибрации они оказывают на мотор крайне негативное воздействие. Кто-то специально делает обороты холостого хода меньше, тем самым пытаясь сэкономить на топливе. Так делать не рекомендуется, всё, чего можно таким образом добиться, это капитального ремонта двигателя в ближайшем будущем, в таком случае экономия на топливе окажется сомнительной.
Вибрация двигателя на ходу может возникать и при езде на малых оборотах под нагрузкой на заведомо высокой передаче. Вибрация появляется из-за детонации, которая рано или поздно также приводит к ремонту силовой установки. Чтобы этого не допустить, нужно использовать топливо с рекомендуемым производителем октановым числом и использовать соответствующие дорожной обстановке передачи.
Не рекомендуется эксплуатировать автомобиль в обычном режиме при возникновении следующих проблем:
• опоры двигателя пришли в негодность;
• не работает один или несколько цилиндров;
• сильная детонация мотора.
Все эти симптомы обязательно сопровождаются ощутимой вибрацией. Нередко от этого начинают откручиваться болты и гайки, предсказать последствия будет невозможно! Причиной вибрации может стать не только двигатель, но и неисправное навесное оборудование, элементы трансмиссии и ходовой части. При возникновении таких ситуаций нужно срочно провести диагностику, найти и устранить причину губительной вибрации.

Вибрация двигателя на холостых – что можно отрегулировать?

Для регулировки холостого хода используется несколько узлов и агрегатов, установленных в автомобиле. В первую очередь, это инжектор или карбюратор, входящие в топливную систему, производящие смесь топлива и воздуха. Кроме того, регулируется топливный насос, проверяются механические или электронные датчики, регулятор топливного давления и другие элементы двигателя.

Следует помнить, что количество оборотов зависит от степени открытия заслонки дросселя, регулирующей подачу воздуха, а также от действия клапана холостого хода, подающего воздух независимо от дросселя. Увеличение оборотов холостого хода может быть произведено с помощью педали акселератора.

Любая вибрация, в том числе и на холостом ходу, очень вредна для автомобиля. Она не только доставляет неприятные ощущения водителю и пассажирам, но и отрицательно сказывается на общем состоянии машины. Постепенно в кузове появляются трещины, характеризующие усталость конструкции, может произойти самопроизвольное откручивание болтов и гаек. Такие неисправности часто приводят к непредсказуемым последствиям и вызывают аварийные ситуации.

Вибрация дизельного двигателя – профилактика износа узлов

При постоянной вибрации происходит быстрый износ двигателя, его раскрутка будет осуществляться намного медленнее и не достигнет максимальных оборотов. Набивка коленчатого вала очень быстро разрушается, в результате чего вам грозит протекание масла. Также необходимо помнить об устранении не только самой вибрации, но и ее последствий. Специалисты рекомендуют производить постоянное подтягивание всех гаек и болтов, даже если они дополнительно зафиксированы с помощью проволоки или шплинтов. Любое соединение, затянутое очень туго, через некоторое время ослабевает.

В некоторых случаях крепежный элемент может держаться только с помощью шплинта. Для обеспечения качественного крепления рекомендуется использование специальных гаек, имеющих капроновые вставки. Таким образом, борьба с вибрацией двигателя играет решающую роль в обеспечении надежной, долговечной и безопасной эксплуатации автомобиля.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Почему вибрирует двигатель? | Помощник слесаря

Последствия. Вибрация двигателя — еще одна из неприятностей, которые могут поджидать вас в процессе эксплуатации машины. При появлении вибрации ощущения от нахождения в автомобиле становятся не самыми приятными, кому  понравится сидеть в машине, которая дрожит  и дергается как будто сейчас помрет. Вообще, появление ни с того ни с сего вибрации в двигателе как правило сигнализирует о выходе из строя каких либо деталей, то есть вибрация — это одно из последствий, создаваемых вышедшим из строя узлом или агрегатом двигателя.

Также вибрация может быть не постоянной и проявляться на определенном режиме работы двигателя, например вибрация на холостом ходу или на высоких оборотах коленчатого вала, вибрация на холодном двигателе, исчезающая по мере прогрева или же на горячем двигателе. Причины возникновения вибрации в двигателе порой весьма таинственны, но все-таки объяснимы.

Любая вибрация, в том числе и на холостом ходу, очень вредна для автомобиля. Она не только доставляет неприятные ощущения водителю и пассажирам, но и отрицательно сказывается на общем состоянии машины. Постепенно в кузове появляются трещины, характеризующие усталость конструкции, может произойти самопроизвольное откручивание болтов и гаек. Такие неисправности часто приводят к непредсказуемым последствиям и вызывают аварийные ситуации.

При постоянной вибрации происходит быстрый износ двигателя, его приемистость будет намного меньше и не достигнет максимальных оборотов. Набивка коленчатого вала очень быстро разрушается, в результате чего вам грозит протекание масла. Также необходимо помнить об устранении не только самой вибрации, но и ее последствий. Специалисты рекомендуют производить постоянное подтягивание всех гаек и болтов, даже если они дополнительно зафиксированы с помощью проволоки или шплинтов. Любое соединение, затянутое очень туго, через некоторое время ослабевает. Таким образом, борьба с вибрацией двигателя играет решающую роль в обеспечении надежной, долговечной и безопасной эксплуатации автомобиля.

Причины. При нормальной работе стабильная частота вращения коленчатого вала холостого хода, в зависимости от типа двигателя, составляет от 800 до 1000 оборотов в минуту. Если это значение меньше нижнего предела, то двигатель просто заглохнет, а если оно будет превышать верхний предел, это приведет к перерасходу топлива, а узлы автомобиля будут усиленно изнашиваться.

Существуют основные причины, по которым появляется вибрация дизельного двигателя на холостых оборотах. Чаще всего, это явление возникает при неравномерной работе цилиндров. Наибольший отрицательный эффект заметен, когда двигатель троит, то есть в данной ситуации не работает один из цилиндров. При увеличении оборотов тряска может уменьшиться, однако мощность двигателя будет меньше номинальной. Вибрация возникает из-за появления дисбаланса, вызываемого нерабочим цилиндром или цилиндрами. Как правило, с устранением причин отказа цилиндра и нормализацией работы двигателя вибрация такого типа пропадает. Решение в такой ситуации только одно — срочно устранять отказ неисправного цилиндра, потому что такой недостаток не только создает неприятные вибрации, но и способствует износу деталей, так как топливо не сгорает внутри, а лишь смывает смазку, а также ускоряет закоксовку всего мотора.

Другая достаточно распространенная причина вибрации – неправильно закрепленный двигатель. Очень часто это связано с износом подушек или слишком жесткими элементами крепления. Подушки и кронштейны креплений двигателя — выполняют роль как фиксаторов двигателя, так и гасителя вибраций издаваемых двигателем. Как правило подушки двигателя изготавливаются из резины в качестве поглотителя вибраций, и небольшого количества металла, для соединения корпуса машины и двигателя. Бывает случается так, что в какой то момент при каких то обстоятельствах, опора двигателя выходит из строя, то есть рвется резина или еще что нибудь. В этом случае двигатель теряет мягкое соединение с корпусом и его начинает потряхивать, как следствие — появление вибрации. Такая причина появления вибрации диагностируется легко, устраняется недорого.

В любом случае, чтобы избежать неприятных ощущений, необходимо принимать меры, проводить ремонтные и регулировочные работы. Узнать недостатки в креплении мотора можно вместе с помощником. Вам нужно открыть капот и попеременно включать нейтральную передачу, заднюю и переднюю, а помощник должен обратить внимание на положение двигателя в эти моменты.

Этим самым вы разгружаете поочередно специальные подушки, удерживающие мотор. При каждом переключении он будет отклоняться в разные стороны, в идеале на одинаковый угол. Если в какую-то сторону он завалится больше обычного, значит, в том месте нужно заменить опору двигателя, возможно, она вовсе разрушена. К тому же, может вовсе не двигатель стал причиной вибраций, а какие-то детали, подходящие к нему, потому что при заваливании мотора они соприкасаются со стенками кузова.

Кроме основных причин вибрация дизельного двигателя на холостых оборотах может быть сопряжена и с другими факторами. На его нестабильную работу очень часто влияют узлы и агрегаты, связанные с подачей топлива, которые сильно загрязнены. Это вызвано, чаще всего, примесями, содержащимися в воздухе и бензине, которые попадают через сетку фильтров данных узлов; в смесь газа и жидкости может также попасть вода.

Появилась вибрация после замены коленвала — здесь все просто, обычно при сборке двигателя на заводе или на грамотном автосервисе при замене коленвала, производится его балансировка с маховиком и корзиной сцепления на специальном стенде. Все наверно обращались на шиномонтаж и видели как происходит балансировка колес, так вот, балансировка коленвала в принципе то же самое, только мастер не добавляет грузики, а наоборот, высверливает лишнее. Опять же одна из причин — последствия полевого ремонта. Разный вес деталей цилиндро-поршневой группы может быть причиной дрожания двигателя и чем больше разница в весе, тем больше вероятность появления вибрации в двигателе. Неправильно выставленные метки ГРМ также станут причиной вибрации, так как нарушение фаз газообмена влечет за собой нестабильную работу цилиндров, но этот вариант стоит занести в тему почему двигатель троит.

ЧТО МОЖНО ОТРЕГУЛИРОВАТЬ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ВИБРАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ НА ХОЛОСТЫХ ?
Для регулировки холостого хода используется несколько узлов и агрегатов, установленных в автомобиле. В первую очередь, это инжектор или карбюратор, входящие в топливную систему, производящие смесь топлива и воздуха. Кроме того, регулируется топливный насос, проверяются механические или электронные датчики, регулятор топливного давления и другие элементы двигателя.

Следует помнить, что количество оборотов зависит от степени открытия заслонки дросселя, регулирующей подачу воздуха, а также от действия клапана холостого хода, подающего воздух независимо от дросселя.

Газета “Автодвор” за август 2015

офф. сайт http://avtodvor.com.ua

5 причин, по которым ваш автомобиль трясется при остановке или холостом ходу

Ваш автомобиль начинает трястись на холостом ходу?

Тряска при остановке автомобиля - предупреждающий знак.

Ваша машина всегда должна двигаться плавно, независимо от того, едете вы или останавливаетесь.

Часто это ощущение вибрации сначала ощущается в вашем рулевом колесе. Если вы заметили, что ваш двигатель начинает трястись, когда вы останавливаетесь или едете на более низких скоростях, то пришло время посетить механика.


Вот 5 основных причин, по которым ваша машина может трястись и заикаться, когда вас останавливают…

Сломанные опоры двигателя

Крепления двигателя - это то, что удерживает двигатель на автомобиле.

Если крепления двигателя сломаны или отсоединились от двигателя, это может быть причиной тряски автомобиля. Если тряска уменьшается, когда вы переводите автомобиль на нейтраль, это может указывать на то, что дело в опорах двигателя.

Ремни неправильно отрегулированы или изношены

Неправильно отрегулированный или изношенный ремень ГРМ и другие ремни, а также змеевиковый ремень могут вызывать вибрацию двигателя.

Если эти ремни ослабли или изношены, они также могут стать причиной неправильной работы других частей вашего двигателя, например вентиляторов, что приведет к возникновению странных шумов и тряски. Эти ремни легко проверить вашим механиком, чтобы убедиться, что они работают правильно.

Неисправность впуска топлива

Загрязненная или неисправная система впуска топлива может повлиять на плавность работы вашего двигателя.

После многократного вождения топливная система вашего автомобиля может засориться, когда они станут слишком засоренными, они начнут подавать неравномерное количество топлива в ваш двигатель. Если ваш двигатель не получает непрерывную равномерную подачу газа, он начнет трястись.

Свечи зажигания

Изношенные свечи зажигания - одна из наиболее частых причин тряски двигателя.

Если ваши свечи зажигания загрязнены или изношены, они не смогут нормально зажигать и создавать искру, необходимую вашему двигателю для воспламенения топлива.Это приводит к пропуску зажигания в двигателе. Замена свечей зажигания обычно стоит недорого.

Ослабленные или отсоединенные шланги

Ослабленные шланги могут быть причиной многих проблем с производительностью и вибрацией.

В каждом автомобиле есть вакуумные шланги, которые подключаются к различным частям двигателя и помогают очищать побочные продукты от газа - выхлопные газы. Негерметичный или сломанный шланг может вызвать сильную тряску в двигателе. Если ваши шланги отсоединены или изношены, в результате могут возникнуть многие другие проблемы с двигателем.Проблемы включают: пропуски зажигания в двигателе, потерю мощности, остановку и полную остановку.

Диагностические услуги AAMCO, штат Юта,

Независимо от проблемы, если вы заметили какой-либо из этих симптомов, важно быстро доставить свой автомобиль в ближайший сервисный центр AAMCO в Юте, где мы сможем провести многоточечный осмотр для определения точной причины. Важно, чтобы механик как можно скорее провел тщательный осмотр, прежде чем ваша небольшая проблема превратится в серьезный ремонт.

Когда возникает проблема, найдите ближайший к вам сервисный центр AAMCO Utah Transmission и Total Car Care - вы легко сможете записаться на следующий прием через Интернет. Не ждите, пока не станет слишком поздно, назначьте следующий диагностический прием в AAMCO Utah сегодня, позвольте AAMCO обезопасить вас и вашу семью в дороге.

Запланировать сейчас

Почему моя машина вибрирует, когда я вожу?

Легкая вибрация вашего автомобиля во время движения является нормальным явлением из-за вращения коленчатого вала, шестерен трансмиссии и других движущихся частей двигателя.Но когда эти нежные вибрации больше похожи на тряску, пора выяснить, почему.

Как проверить машину на вибрацию

Наиболее частыми причинами чрезмерной вибрации вашего автомобиля являются проблемы с шинами, колесами, тормозами, рулевым управлением, подвеской, осью или двигателем. Похоже на множество причин, не так ли? Не волнуйся. Мы рассмотрим каждый по очереди, чтобы увидеть, в чем могут заключаться потенциальные проблемы.

Во-первых, попробуйте определить, откуда приходят вибрации и когда они начинаются.Заметны ли вибрации только при запуске и ускорении автомобиля? Они возникают только при повороте и торможении? Они случаются только тогда, когда вы едете на большой скорости? Или, может быть, они усиливаются по мере того, как вы ускоряетесь?

Теперь вы знаете, когда начинаются колебания, давайте посмотрим на возможные причины дрожания.

Шины

Чаще всего причиной тряски вашего автомобиля является проблема с шинами. К этим проблемам относятся:

Если вы заметили, что тряска минимальна на низких скоростях, но усиливается при разгоне до 90 км / ч, это хорошее изменение, это связано с дисбалансом ваших шин.Самый простой способ проверить, является ли это причиной чрезмерной вибрации, - это поищите плоские пятна на ваших шинах. В зависимости от степени повреждения вы можете решить проблему, просто перебалансировав шины. Однако, если повреждений слишком много, вам нужно будет заменить шины.

Недокачанные шины могут вызвать чрезмерную вибрацию вашего автомобиля при движении на более высоких скоростях. Если вы не обнаружили на своих шинах плоских пятен, рекомендуется проверить, соответствует ли давление воздуха рекомендациям в руководстве по эксплуатации.Недокачанные шины могут привести к их разрыву.

Шины могут легко вылететь из-за различных дорожных повреждений. Из-за этого они изнашиваются неравномерно, например, набухают (волнистая поверхность на резьбе шины) или чрезмерно изнашиваются с одной стороны. Это можно решить, проверив шины на предмет повреждений и заменив и / или отрегулировав шины (в зависимости от степени повреждения шин).

Некруглая (т. Е. Деформированная) шина или шина, протектор или внутренние ремни которой отделены от корпуса шины, могут вызывать вибрацию вашего автомобиля на низких скоростях (менее 30 км / ч).Хотя эти типы проблем могут быть вызваны производственным дефектом, они также могут быть вызваны серьезными дорожными опасностями.

Если у ваших шин небольшой протектор или его нет, у вашего автомобиля будет плохое сцепление с дорогой, ограниченная тормозная способность и сниженная мощность на поворотах. Вы также будете буксовать в плохих погодных условиях. Тряска - это дополнительное предупреждение о необходимости замены шин.

Еще одна возможная причина, связанная с шинами, - это ваши диски. Это может быть вызвано грубым вождением или ударами по большим неровностям или выбоинам, из-за чего ободья прогибаются и повреждаются шины.

  • Шины с низким сопротивлением качению

Также известный как низкопрофильные шины, этот тип шин все чаще используется на гибридных автомобилях и электромобилях, поскольку они снижают лобовое сопротивление и сопротивление, повышая их экологичность. Однако они сложнее, чем привыкло большинство водителей, и предлагают меньший комфорт при вождении, поскольку не поглощают столько неровностей дороги. Это означает, что если у вашего автомобиля шины с низким сопротивлением качению, это может быть причиной вибрации, но лучше проверить другие возможные причины.

Ваш двигатель трясется? Вот 4 возможных причины

Дрожание - не всегда плохо. Например, трясти хвостовым пером на танцполе, когда звучит ваша любимая песня, может быть очень весело. Но трясти из моторного отсека - плохое время. А вибрации почти всегда указывают на серьезную проблему с вашим автомобилем.

Если вы читаете эту статью, возможно, ваш двигатель трясется. Хорошие новости: у нас есть ответы.

Почему у меня трясется двигатель?

Плохие опоры двигателя могут вызвать тряску двигателя с по .В таком случае лучше изменить его как можно скорее. Если им не пользоваться слишком долго, это может вызвать напряжение в других частях вашего автомобиля. Есть и другие возможные причины, по которым двигатель может трясти .

Распространенные причины, по которым ваш двигатель может трястись

До сих пор вы позволяли своему двигателю развлечься, трясясь и танцуя под капотом. Но вечеринка окончена - вы готовы попросить механика решить проблему.Как только специалист по ремонту начнет копаться, он обнаружит одну или несколько из следующих проблем:

Пропуски воспламенения в двигателе

Двигатель вашего автомобиля нуждается в трех основных ингредиентах для работы: воздушно-топливной смеси, искре и сжатии. Более того, воздух, топливо и искра должны доставляться в нужное время и в нужном количестве. Внутренние компоненты двигателя также должны быть синхронизированы и должным образом герметизированы, чтобы обеспечить необходимое сжатие.

Если какой-либо из элементов, упомянутых выше, отсутствует, в двигателе возникают пропуски зажигания, которые являются неполным сгоранием.В некоторых случаях из-за пропусков зажигания ваш двигатель будет работать настолько резко, что вы почувствуете заметную дрожь. Загорится индикатор проверки двигателя, и он может даже начать мигать.

Хотя многие думают, что свечи зажигания всегда виноваты в пропуске зажигания, это не так. Пропуски зажигания в двигателе могут произойти по бесчисленному множеству причин - не только из-за изношенных свечей зажигания.

Любая проблема, вызывающая неполное сгорание, приведет к пропуску зажигания. Основной причиной проблемы может быть проблема с подачей воздуха / топлива, проблема с системой зажигания или даже механическая проблема двигателя.

Плохие крепления двигателя

Еще одна причина, по которой ваш двигатель может трястись, - это одна или несколько неисправных опор двигателя. Как вы, наверное, догадались, моторные опоры поддерживают двигатель. У опор также есть резиновый центр, который помогает изолировать остальную часть автомобиля от вибраций двигателя.

Если у вашего автомобиля плохая опора двигателя, двигатель не получит необходимой поддержки. В результате вы можете услышать лязгающий звук при ускорении и замедлении, а также при движении по неровностям.При открытом капоте вы также можете увидеть ненормальное движение двигателя во время его работы.

Изношенные опоры трансмиссии

Трансмиссия вашего автомобиля также имеет крепления. Опоры служат той же цели, что и на двигателе, - обеспечивают поддержку и гашение вибраций. Поскольку двигатель и трансмиссия скреплены болтами, плохая опора трансмиссии также может вызвать чрезмерное движение двигателя.

Внутренняя неисправность двигателя

Наихудший сценарий - внутренний отказ двигателя.Серьезные механические проблемы, такие как закрученный шатунный подшипник, могут привести к тряске, дребезжанию и качению двигателя. Вибрации могут быть вызваны ударами сломанных деталей внутри двигателя, а также пропуском зажигания в результате отказа.

Что делать, если двигатель трясется?

Двигатель, который прыгает и трепещет, - плохие новости. Типа, действительно плохие новости. Если вы проигнорируете тряску, вызванную пропуском зажигания, вы рискуете повредить дорогостоящие детали автомобиля, такие как каталитический нейтрализатор и двигатель.

То же самое происходит, если тряска вызвана внутренним отказом двигателя - если вы продолжите движение, вы только еще больше повредите свой автомобиль. К тому же вы окажетесь на обочине дороги.

Неисправные опоры двигателя и трансмиссии тоже плохие новости. Неухоженное крепление может поставить двигатель под крайний угол, что может вызвать чрезмерное растяжение и нагрузку на другие части вашего автомобиля. В экстремальной ситуации, когда все крепления выходят из строя, ваш двигатель может даже вывалиться. И это не очень хороший вид.

Итак, если ваш двигатель трясется, немедленно устраните его. И оставьте вибрацию и вращение для танцпола, тусовщик.

Миа Беваква Миа - автомобильный эксперт с более чем 14-летним опытом работы в автомобильной промышленности. Ее опыт включает сертификаты ASE Master, L1, L2 и L3 Advanced Level Specialist, и теперь ей нравится применять свои знания в написании автомобильного контента.

Что я могу сделать, чтобы свести к минимуму чрезмерную вибрацию двигателя?


ИЗОБРАЖЕНИЕ Джои Бернардес

Вибрация двигателя может быть довольно раздражающей, но есть способы заставить вашу трансмиссию чувствовать себя новой и снова работать плавно независимо от ее возраста.Первым шагом в устранении чрезмерной вибрации двигателя является определение причины. Как только причина будет определена, мы рассмотрим, как ее минимизировать. Вот частые причины этой проблемы:

Читать ниже ↓

1) Слабая искра

Слабая искра может быть вызвана неисправной или загрязненной свечой зажигания, неисправными кабелями зажигания или изношенными катушками. Слабая искра в одном или нескольких цилиндрах может вызвать пропуски зажигания. Этот пропуск зажигания приведет к грубой работе двигателя, потому что цилиндры будут работать неравномерно .Это одна из простейших причин чрезмерной вибрации двигателя. Вам нужно будет изучить систему зажигания двигателя, чтобы определить причину неисправности. Свечи зажигания необходимо проверять, если они изношены и нуждаются в замене, или если они нуждаются в очистке и зазоре.

Читать ниже ↓

Рекомендованные видео

Кабели зажигания необходимо проверить с помощью мультиметра, чтобы убедиться, что сопротивление провода соответствует техническим характеристикам. Катушки зажигания также необходимо будет проверить, чтобы убедиться, что их сопротивление находится в пределах спецификаций, предписанных производителем.Вы можете свести к минимуму чрезмерную вибрацию двигателя от слабой искры, регулярно настраивая свой автомобиль в соответствии с рекомендациями производителя и проверяя вышеупомянутые точки в системе зажигания.

Читать ниже ↓

2) Форсунки засорены

Форсунки подают топливо в двигатель, распыляя топливо через отверстие в камере сгорания. Если распыление затруднено из-за грязи в системе, это может вызвать пропуски зажигания, и это приведет к неравномерному срабатыванию цилиндров, что приведет к чрезмерной вибрации двигателя.Неисправную форсунку можно проверить, поменяв форсунки на другие цилиндры, чтобы убедиться, что пропуски зажигания переключаются соответствующим образом. Вы можете свести к минимуму или предотвратить это, регулярно меняя топливный фильтр в соответствии с рекомендованными производителем интервалами обслуживания.

3) Изношены подушки двигателя

Подушки двигателя прикрепляют двигатель болтами к шасси / раме автомобиля. Они также предназначены для минимизации вибрации двигателя, передаваемой на автомобиль. Когда опоры двигателя изнашиваются, обычно изнашиваются резиновые или жидкие детали в нем, и одним из симптомов является повышенная вибрация в вашем автомобиле.Вы можете проверить это, поставив автомобиль на подъемник и проверив опоры двигателя на предмет люфта . Вы можете избежать этого, проверив опоры двигателя, когда почувствуете, что вибрация двигателя усиливается в точках контакта с автомобилем, то есть в сиденьях брюк, рулевом колесе и рукоятке переключения передач.

Читать ниже ↓

4) Негерметичность выхлопной системы

Выхлопная система автомобиля подавляет звук, издаваемый горящим топливом внутри цилиндров.Каждое возгорание похоже на взрыв, и в двигателе внутреннего сгорания несколько таких взрывов происходят последовательно во время работы двигателя. Глушители в выхлопной системе несут ответственность за подавление взрывов от воспламененного топлива.

Теперь, если трубы или глушители изношены или имеют отверстия, они не смогут выполнять свою работу, и ваш двигатель будет слышать больше шума. Шум изношенной выхлопной системы может вызвать резонанс вибрации от двигателя и выхлопной системы до вашего автомобиля.Чтобы свести к минимуму это, лучше всего проверять выхлопную систему вашего автомобиля на предмет утечек в трубах и глушителях или дребезжания в глушителях, когда вы поднимаете ее на подъемник для обслуживания.

Это далеко не полный и исчерпывающий список причин чрезмерной вибрации двигателя. Но если вы испытаете эти ужасные тряски, лучше всего начать поиск с упомянутых нами вещей.

Читать ниже ↓

Также читают


Читать далее

Оставить комментарий

Шесть причин, по которым ваш автомобиль вибрирует при ускорении

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее .

Из всех неприятных проблем, которые может вызвать автомобиль, вибрация - одна из самых раздражающих. Не только сама вибрация расстраивает, но и пытаться разобраться в проблеме - большая проблема. Существует множество причин, по которым автомобиль может начать вибрировать при ускорении, и многие из них стоит дорого исправить.

Это может заставить вас задуматься, почему бы вам просто не справиться с вибрацией и не двигаться дальше по жизни, но это плохая идея.Как вы можете себе представить, ваша машина не предназначена для вибрации при движении, и возникающую вибрацию нельзя игнорировать. Это может привести к повреждению других частей вашего автомобиля и даже создать угрозу безопасности при движении по дороге.

Хорошая новость заключается в том, что опытный механик может помочь определить проблему в кратчайшие сроки, и вы даже можете самостоятельно выполнить некоторые ремонтные работы. Команда исследователей The Drive потратила достаточно времени на решение проблем, чтобы кое-что узнать о них, так что давайте углубимся и разберемся, что не так.

Depositphotos

Если у вас такие ощущения от машины, пора зайти в магазин.

Почему моя машина вибрирует при ускорении?

Ответить на этот вопрос непросто, поскольку существует множество возможных причин. Тем не менее, все эти причины сводятся к тому, что они связаны с ускорением вашего автомобиля и / или связью с дорогой. Прежде чем мы углубимся в сорняки, давайте поговорим о частях, которые, скорее всего, связаны с вашими плохими-плохими-плохими вибрациями.

Понимание деталей, которые способствуют вибрации

Понятно, что у вас может не быть такой глубины знаний, как у нас, не каждый может сохранить в памяти коды двигателей каждого BMW, когда-либо созданного, или знать различия пигментов между широким спектром моделей Porsche. цвета - наши супруги хотели бы, чтобы мы просто не забыли загрузить посудомоечную машину. Чтобы восполнить этот пробел, мы составили небольшой список деталей, связанных с тем, что может вызывать вибрацию при ускорении.

Оси

Чтобы быть слишком упрощенным, оси - это часть вашего автомобиля, которая удерживает колеса.Если вы не водите грузовик 6x6 или большой коммерческий грузовик, велика вероятность, что в вашем автомобиле их всего два.

Суппорты

Суппорты - это часть тормозной системы вашего автомобиля, которая физически сжимает роторы, заставляя автомобиль остановиться. Тормозные колодки установлены в суппортах и ​​обеспечивают трение, необходимое для замедления автомобиля.

Приводной вал

Двигатель и трансмиссия вашего автомобиля передают мощность на дифференциал и на колеса через карданный вал. Он вращается для передачи этой мощности и крутящего момента, поэтому изгиб может вызвать сильную вибрацию при ускорении.

Крепления двигателя

Как следует из названия, крепления двигателя - это часть вашего автомобиля, которая физически прикрепляет двигатель к раме. Когда вы набираете обороты, двигатель немного движется, поэтому важно, чтобы крепления функционировали должным образом, чтобы избежать вибраций и лишних движений.

Depositphotos

Ряд различных компонентов может вызывать вибрацию.

Возможные причины вибрации при ускорении

Теперь давайте посмотрим, что может вызывать вибрацию.

ШРУС

ШРУСы или шарниры равных угловых скоростей являются частью осей вашего автомобиля и обычно рассчитаны на длительный срок службы. Однако, если пластиковые сапоги, которые их защищают, повредятся, грязь может просочиться внутрь, а смазка вытечь, что вызовет всевозможные проблемы.

Крепление двигателя

Крепление двигателя может быть повреждено или сломано. Моторные крепления - это то, что крепит двигатель к раме вашего автомобиля. Это звучит серьезно, потому что это так, и повреждение одной или нескольких опор двигателя может привести к вибрации и перемещению двигателя при нажатии на педаль газа.

Несбалансированная шина

Несбалансированная шина раздражает, но если это причина вашей вибрации, можете считать, что вам повезло. Балансировка шины или даже ее замена намного дешевле, чем замена крепления двигателя или ШРУС.

Ослабленная гайка

Одно из ваших колес может ослабнуть. Иногда гайки крепления колес к автомобилю могут ослабнуть, что может привести к качению колеса на ступице во время движения. Очевидно, что это не то, чего вы хотели, поэтому лучше остановиться и использовать комплект запасного колеса вашего автомобиля, чтобы затянуть гайки, если вы заметили проблему.

Изогнутый мост или ведущий вал

Изогнутый карданный вал будет заметен в автомобиле с задним приводом, где двигатель и трансмиссия должны передавать мощность на задние колеса через карданный вал. При повороте изгиб может вызвать его вибрацию. То же самое и с изогнутыми осями, хотя вы заметите их независимо от того, какие колеса приводятся в движение.

Тормозные суппорты

Это особенно актуально для заедания или заклинивания тормозного суппорта. Если это произойдет, одно или несколько ваших колес будут иметь постоянно задействованные тормоза, которые могут вызывать вибрацию на скорости.

Depositphotos

Шины могут быть частью вашей проблемы.

Являются ли эти проблемы серьезными или опасными для вождения?

Послушайте, мы здесь не изрекаем автомобильную мудрость ради нашего здоровья. Ну вообще-то мы. Если вы решите продолжить движение и проигнорировать перечисленные выше проблемы, у вас есть ненулевой шанс стать причиной аварии, которая причинит вред вам или кому-то еще на дороге.Даже несбалансированная шина может вызвать проблемы с безопасностью вашего автомобиля и усложнить управление на скоростях шоссе.

Сколько стоит устранение вибрации?

Если вам повезет, вибрация, которую вы почувствуете, окажется чем-то простым, например, шиной, которую нужно балансировать. В этих случаях вы можете отделаться за небольшие деньги или вообще без них, особенно если ваш шинный магазин предлагает расширенные услуги для продуктов, приобретенных в их месте. Имейте в виду, что это ориентировочная стоимость, получена из средней стоимости. Ваш опыт может сильно отличаться, поэтому используйте это только как отправную точку.

Что касается других вопросов, рассчитывайте на расходы на обслуживание, которые выглядят следующим образом:

ШРУСы

Замена ШРУСа стоит дорого, независимо от автомобиля. Одни только детали могут стоить от 400 до 500 долларов в некоторых случаях, а рабочая сила поднимет эту цену еще выше. Рассчитывайте на то, что на замену ШРУС вы потратите от 500 до 1000 долларов, и больше, если есть кратные, которые нужно вытащить.

Ведущий вал

Если вам не повезет, вы потратите в среднем от 500 до 1000 долларов на замену карданного вала.

Крепления двигателя

На самом деле это не так уж и плохо. Замена опоры двигателя может стоить всего 200 долларов, но может варьироваться от 600 долларов и более.

Тормоза

Трудно определить цены на эти два из-за количества деталей, которые могут быть причиной неисправности тормозов. Вы можете обнаружить, что это такое же дорогостоящее исправление, как замена суппорта, которое в некоторых случаях может стоить до 800 долларов, или такое же простое, как замена тормозных колодок.

Шины

В некоторых случаях балансировка шин может быть бесплатной. Шиномонтажные магазины иногда предлагают бесплатную балансировку и ротацию продуктов, купленных там. Даже если вам придется платить, работа должна стоить менее 20 долларов.

Depositphotos

Тормоза могут вызвать проблемы, если они деформированы или повреждены.

Можете ли вы исправить эти проблемы самостоятельно?

Конечно, можете, но имейте в виду, что некоторые из этих вещей довольно сложны и требуют много времени.Вам также понадобится место для работы, которое в идеале находится не на улице. Если вы думаете о том, чтобы самостоятельно заняться некоторыми из этих проблем, не забудьте взять с собой руководство по техническому обслуживанию вашего автомобиля, чтобы знать подробности вашей конкретной марки и модели.

Иногда вам нужен сертифицированный механик

Как и Drive любит вкладывать «себя» в самостоятельную работу, мы знаем, что не у всех есть подходящие инструменты, безопасное рабочее место, свободное время или уверенность при проведении капитального ремонта автомобилей.Иногда вам просто нужны качественные ремонтные работы, выполненные профессионалами. вы можете доверять , как и нашим партнерам, сертифицированным механикам Goodyear Tire & Service.

Часто задаваемые вопросы

У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

В: Так что же вызывает поломку опор двигателя?

A: Если вы оскорбляете и водите машину на полном газу везде, куда бы вы ни пошли, вы подвергнете чрезмерному износу опоры двигателя. И наоборот, иногда из-за возрастного износа крепления двигателя выходят из строя.

В: Хорошо, тогда что вызывает плохие ШРУСы?

A: Вы не поверите, но единственное, что стоит между вашим ШРУСом и внешним миром, - это пластиковый пыльник. Если этот башмак или его анкеры сломаются или порвутся, грязь и другая дорожная грязь могут попасть внутрь и заткнуть конструкцию.

В: Это имеет смысл, но почему так плохо водить вибрирующую машину?

A: Насколько мы понимаем, вы один из тех людей, которые могут спокойно проехать мимо точки, когда загорается топливная лампа, и что вы счастливы, игнорируя такие вещи, как скулящие змеиные ремни.

Q: Может быть…

A: Точно. Даже если вы можете терпеть раздражение от машины, которая вибрирует при ускорении, вы рискуете попасть в аварию или стать причиной аварии, которая может нанести вред вам, другим людям или вашему автомобилю.

Q: Хорошо, хорошо, я исправлю.

A: Мы бы дали вам пять, но, знаете ли, мы в Интернете.

Почему моя машина трясется и двигатель теряет мощность? | by Autobahn Performance

Ваша машина трясет вам нервы? Легковые и грузовые автомобили спроектированы так, чтобы ездить плавно, и когда они трясутся, это означает, что что-то не так и требует ремонта.

Транспортные средства в хороших условиях эксплуатации не должны дрожать, и знание того, как определить причины, поможет вам избежать ненужных расходов, когда вы отнесете свой автомобиль к механику.

autobahn-performance.com объясняет некоторые причины, по которым вы можете испытывать тряску, вибрацию двигателя и потерю мощности.

Каждый раз, когда ваш автомобиль трясется, это может беспокоить и тревожить. Когда эта тряска исходит от рулевого колеса или педали тормоза, вот некоторые из наиболее распространенных виновников:

Out of Round - Тормозные диски могут деформироваться либо из-за чрезмерного торможения (езда на тормозах), либо из-за резкого торможения на высокой скорости. более 40 миль в час.Эта деформация известна как «некруглое», и она заставляет ваше рулевое колесо трястись или вибрировать при нажатии на педаль тормоза.

Заедание суппорта тормоза - Подобно эффектам «некруглых» роторов, тряска может возникнуть, когда один из суппортов тормоза заедает на ротор.

Несбалансированные шины - При движении со скоростью от 45 до 60 миль в час может возникнуть тряска рулевого колеса из-за несбалансированных шин или неравномерного износа шин.

Это может быть сложно, потому что тряска или вибрация могут исчезнуть при более высоких или более низких скоростях.Тем не менее, как только вы обнаружите проблему, вам следует как можно быстрее диагностировать и отремонтировать ее.

Узел полуоси CV - чаще всего ассоциируется со щелчком при повороте, неисправный или неисправный вал полуоси CV также может вызвать дрожание вашего автомобиля при торможении.

Фронт Vs. Задний тормоз - Когда тряска или вибрация рулевого колеса вызваны неисправностью передних тормозов, тряска будет более заметной при торможении. И наоборот, когда проблема в задних тормозах, тряска будет сильнее ощущаться в педали тормоза.

Вибрация двигателя распространяется по всему автомобилю и может привести к потере мощности, что указывает на необходимость немедленного визита к механику. Хотя существует огромное количество причин, по которым ваш двигатель может вибрировать и терять мощность, вот некоторые из наиболее распространенных факторов (индикатор проверки двигателя может срабатывать по любому из следующих факторов):

Свечи зажигания - Когда свеча зажигания терпит неудачу, ваш мотор приобретет совершенно новый облик. В двигателях внутреннего сгорания свечи зажигания зажигаются последовательно для поддержания давления в двигателе и обеспечения мощности для движения транспортного средства.

Когда свеча зажигания перестает зажигаться, внутреннее давление двигателя падает (что приводит к потере мощности), а оставшиеся цилиндры оставляют для компенсации (вызывает вибрацию и возможное сильное сотрясение).

Пример: Чтобы дать вам представление о том, как приравнять напряжение двигателя в этих обстоятельствах, представьте автомобиль с 3 круглыми шинами и одной квадратной шиной.

Провода свечей зажигания - Иногда их называют катушками зажигания или проводами зажигания. Провода свечей зажигания несут ответственность за перенос электрического тока к свече зажигания, поэтому она может загореться последовательно.

Когда один из этих проводов выходит из строя, симптомы почти идентичны - если нет - неисправности свечи зажигания.

Если ваш автомобиль оборудован датчиком оборотов, вы можете поймать неисправный провод свечи зажигания, прежде чем он окончательно выйдет из строя. При остановке на красный свет или знак остановки вы можете заметить легкий подскакивание или повторное провисание стрелки оборотов. Этот отскок может также сопровождаться легким приглушением обычного звука двигателя. Это частый симптом проблемы с электрическим током в вилке или проводе.

Воздушный или вакуумный шланг - Другой распространенной причиной вибрации двигателя и потери мощности является отсоединение, утечка или разрыв воздушных или вакуумных шлангов.

Три основных компонента двигателей внутреннего сгорания - это воздух, топливо и искра. Если какой-либо из этих трех компонентов будет доставлен в неправильном соотношении, ваш двигатель будет бороться, теряет мощность и вибрирует.

Неправильное октановое число бензина - Это может показаться нелогичным, но бензин с более высоким октановым числом горит медленнее, чем его аналог с более низким октановым числом.

Если ваш двигатель рассчитан на бензин с октановым числом 87 и вы используете топливо с более высоким октановым числом, неспособность вашего двигателя правильно сжигать топливо приведет к снижению мощности, более высокому расходу топлива и возможной тряске двигателя.

Если вы заинтересованы в том, чтобы ваш автомобиль увеличивал расход топлива, посетите autobahn-performance.com/audi-vw/fuel-economy-10-tips-improve-vehicle-gas-m9008

Engine Sludge - Over со временем моторное масло может разрушиться и оставить отложения по всему двигателю.По мере того, как эти отложения накапливаются, они образуют густой, трудно удаляемый осадок, который может вызвать потерю мощности, сотрясение и может привести к дорогостоящему ремонту.

Точно так же, когда уровень масла в вашем двигателе становится слишком низким, двигатель не будет смазываться должным образом и может потерять мощность, перегреться и привести к полному отказу двигателя.

Этой ситуации можно избежать, если менять масло с интервалами, соответствующими марке и модели вашего автомобиля. Подробнее об этом читайте в статье «Почему и когда мне следует менять масло».

Если ваш автомобиль трясется при полной остановке на холостом ходу, скорее всего, проблема заключается в повреждении или поломке опор двигателя или опор трансмиссии.

Сломанные опоры двигателя или трансмиссии могут привести к сильной тряске двигателя и должны быть устранены, прежде чем вызывать другие серьезные механические проблемы.

Автомобиль, который необычно трясется, требует ремонта. Будь то руль, педаль тормоза или двигатель, будьте внимательны, потому что решение может быть простым или более сложным.

В этой статье вы обнаружили множество причин тряски или вибрации рулевого колеса, педали тормоза, двигателя или всего автомобиля. Вы также обнаружили некоторые причины, по которым двигатель может потерять мощность.

Отказ от обслуживания или ремонта вашего автомобиля после обнаружения вибраций и тряски может привести к дальнейшему механическому отказу, заклиниванию двигателя и дорогостоящему ремонту, которого можно избежать, просто посетив вашего механика.

Источники:
http: // citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.428.9129&rep=rep1&type=pdf
https://xwebforums.com/forum/index.php?threads/possible-causes-of-car-shake-at- 70-mph.11840 / # post-88444
https://mbworld.org/forums/c-class-w204/424301-engine-vibration-when-stopping-halt.html

https://plus.google. com / 113049509479264030696

Autobahn Performance

6476 Buford Hwy Norcross, GA 30071
(770) 409–8288

Сообщение Почему моя машина трясется и двигатель теряет мощность? впервые появился на http: // autobahn-performance.com

Frontiers | Мониторинг вибрации газотурбинных двигателей: подходы к машинному обучению и их проблемы

Введение

Измерения вибрации обычно считаются надежным индикатором общего состояния машины (глобальный мониторинг). Общий принцип, лежащий в основе использования данных о вибрации, заключается в том, что, когда начинают развиваться неисправности, динамика системы изменяется, в результате чего модели вибрации отличаются от тех, которые наблюдаются в исправном состоянии контролируемой системы.В последние годы производители газотурбинных двигателей обратили свое внимание на повышение надежности и доступности своего парка, используя подходы к мониторингу состояния на основе данных и вибрации (King et al., 2009). Эти методы обычно предпочтительнее для стратегий онлайн-мониторинга по сравнению с подходом к моделированию, основанным на физике, при котором разрабатывается общая теоретическая модель и при ее разработке используются несколько допущений. В случае подходов к мониторингу состояния на основе данных модель, основанная на данных двигателя, может быть построена таким образом, чтобы можно было зафиксировать неотъемлемые линейные и нелинейные зависимости, в зависимости от метода, которые характерны для отслеживаемой системы.По этой причине производители двигателей видят необходимость внедрения таких подходов во время промежуточных испытаний, когда необходимо выявлять возможные дефекты на ранней стадии, до того, как произойдет полный отказ компонентов.

Из-за сложных процессов, происходящих в газотурбинном двигателе, и поскольку режимы отказа таких систем редко наблюдаются на практике, парадигма обнаружения новизны обычно используется для разработки модели, управляемой данными (Тарасенко и др., 2009) , поскольку в этом случае для обучения нужны только данные, поступающие из работоспособного состояния системы.С другой стороны, традиционные подходы мультиклассовой классификации не так просто реализовать, поскольку невозможно получить данные и / или понимание (метки) для всех классов отказов. Основная концепция метода обнаружения новизны описана Pimentel et al. (2014): обучающие данные из одного класса используются для построения управляемой данными модели, описывающей распределение, к которому они принадлежат. Данные, не принадлежащие к этому классу, являются новыми / выбросами. В контексте газотурбинного двигателя разработана модель «нормального» состояния двигателя (класс 𝒩), поскольку данные доступны только из этого класса.Затем эта модель используется для определения того, классифицируются ли новые невидимые точки данных как нормальные или «новые» (класс 𝒜), путем сравнения их с распределением, полученным из данных класса 𝒩. Такая модель должна быть достаточно чувствительной, чтобы на самой ранней стадии идентифицировать потенциальные предвестники локальных неисправностей компонентов, которые могут привести к полному отказу двигателя. Затраты на стратегию непрерывного обслуживания (т.е. вывод оборудования из эксплуатации после отказа для замены) исключительно высоки, но, что наиболее важно, требования безопасности имеют решающее значение, и, следовательно, в таких системах требуются надежные механизмы сигнализации.

Подходы к обнаружению новинок используют машинное обучение и статистику. В этом исследовании мы будем использовать непараметрический подход, специфичный для отслеживаемого двигателя и основанный исключительно на данных для разработки модели. Область обнаружения новинок составляет значительную часть дисциплины машинного обучения, поэтому здесь будет упомянуто лишь несколько примеров литературы, посвященной применению мониторинга состояния двигателя с использованием машинного обучения. Некоторые из самых ранних работ в этой области стали возможными благодаря сотрудничеству Оксфордского университета и Rolls Royce (Hayton et al., 2000). Авторы в этой статье использовали данные о вибрации для обучения одноклассной опорной векторной машины (OCSVM). Так называемые отслеживаемые приказы (определяемые как амплитуды вибрации, сосредоточенные на основе частоты вращения вала двигателя и ее гармоник) использовались в качестве обучающих функций для OCSVM. OCSVM также был реализован для обнаружения надвигающейся нестабильности горения в промышленных системах сгорания с использованием измерений давления сгорания и высокоскоростных изображений сгорания в качестве входных обучающих данных (Clifton et al., 2007). Этот метод также был расширен в Clifton et al. (2014) для калибровки оценок новизны OCSVM в условных вероятностях.

Выбор функции ядра, используемой в OCSVM, существенно влияет на точность его классификации. Поскольку ядро ​​определяет сходство между двумя точками, его выбор в основном зависит от данных. Однако ширина ядра является более важным фактором, чем выбор конкретной функции ядра, поскольку ее можно выбрать таким образом, чтобы гарантировать наилучшее описание данных (Scholkopf and Smola, 2001).Хотя методы ядра считаются хорошим способом внедрения специфичных для предметной области знаний в такой алгоритм, как OCSVM, выбор функции ядра и настройка ее параметров не так проста. В этом исследовании авторы следуют относительно простому подходу к определению как параметра функции ядра, так и параметра штрафа за оптимизацию для OCSVM. Параметр функции ядра, который был изменен, представляет собой ширину ядра радиальной базисной функции (RBF) γ вместе с параметром штрафа за оптимизацию ν.В общем, γ управляет сложностью описания обучающих примеров, а ν определяет верхнюю границу доли точек обучающих данных, которые находятся за пределами границы, определенной для данных класса 𝒩. Используя эти два параметра, можно найти компромисс между хорошей возможностью обобщения модели и хорошим описанием данных (обучающий набор данных) для получения точных и надежных прогнозов.

Схема обнаружения новизны, которая представлена ​​в следующих разделах, была разработана для газотурбинного двигателя, который работает на ряде альтернативных видов топлива с различным соотношением воздуха к топливу.Этот двигатель используется для изучения влияния таких рабочих параметров на его характеристики (например, выбросы выхлопных газов), и поэтому важно обеспечить раннее обнаружение надвигающихся неисправностей, которые могут иметь место во время этих испытаний. Поскольку мы применяем обнаружение новизны в глобальной системе, для мониторинга должен использоваться весь частотный спектр вибрации, а не конкретные полосы частот, соответствующие компонентам двигателя. Как будет показано ниже, можно ожидать больших амплитуд колебаний в любой области спектра.

Экспериментальная установка и описание данных

Экспериментальные данные, использованные в этой работе, были взяты из более крупного проекта, целью которого было охарактеризовать различные альтернативные виды топлива с точки зрения характеристик двигателя, например, расхода топлива и выбросов выхлопных газов. Альтернативные виды топлива, состоящие из обычного керосинового топлива Jet-A1 и биотоплива, показали многообещающие результаты с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов и других показателей эффективности. В нескольких исследовательских программах достаточно подробно изучались альтернативные виды топлива для авиации, как описано в Blakey et al.(2011). На установке, которая использовалась для тестирования различных альтернативных видов топлива при различных соотношениях воздух-топливо в двигателе, находится Honeywell GTCP85-129, который является вспомогательной силовой установкой типа турбовального газотурбинного двигателя. Таким образом, принцип работы этого двигателя следует типичному циклу Брайтона. Как показано на принципиальной схеме двигателя на рис. 1, двигатель втягивает окружающий воздух из впускного отверстия (1 атм) через центробежный компрессор C1, где он повышает свое давление, ускоряя жидкость и пропуская ее через расширяющуюся секцию.Давление текучей среды дополнительно увеличивается во втором центробежном компрессоре C2, прежде чем она будет смешана с топливом в камере сгорания (CC) и воспламенена для добавления энергии в систему (в виде тепла) при постоянном давлении. Газы с высокой температурой и давлением распространяются через турбину, которая приводит в действие два компрессора, генератор G мощностью 32 кВт, который обеспечивает электрическую мощность самолета, и вспомогательное оборудование двигателя (EA), например топливные насосы, через редуктор понижающей скорости.

Рисунок 1 .Принципиальная схема газотурбинного двигателя экспериментальной установки, изображающая основные особенности.

Выпускной клапан (BV) двигателя позволяет отводить высокотемпературный сжатый воздух (~ 232 ° C при 338 кПа абсолютного давления) в кабину самолета и обеспечивать пневматическую мощность для запуска основных двигателей. Это позволяет испытывать двигатель в различных режимах работы, поскольку массовый расход воздуха и топлива, который поступает в CC, может изменяться в зависимости от положения BV. Когда BV открывается, частота вращения турбины снижается, если не будет добавлено топливо для компенсации потерянной работы.Потери энергии возникают из-за уменьшения выполняемой работы w c 2 с рабочей жидкостью двигателя, когда она проходит через вторую ступень сжатия. Количество потерянной работы пропорционально массе отводимого воздуха м отвод и может быть выражено как w c 2 = м отвод c p dT , с c p представляет теплоемкость рабочей жидкости и dT разность температур на второй ступени сжатия.Поскольку частота вращения вала должна оставаться постоянной на уровне 4356 ± 10,5 рад / с, регулятор расхода топлива достигает этого, регулируя давление в топливной магистрали, нагнетая поток топлива различной массы в CC.

Увеличение массового расхода топлива, поступающего в КК для поддержания постоянной скорости вращения вала без последующего увеличения массового расхода воздуха, приводит к повышению температуры выхлопных газов, как показано в Таблице 1. Это можно объяснить тем фактом, что при Это недостаток кислорода, необходимый для полного сгорания поступающего распыленного топлива, больше капель топлива переносятся дальше по потоку от CC, пока они в конечном итоге не сгорят.Это постепенное горение топлива вдоль участка сгорания заставляет связанное с ним пламя распространяться дальше в сторону зоны разбавления. Следовательно, происходит недостаточное охлаждение газового потока, что приводит к более высокому выходу из камеры сгорания и, в свою очередь, к температурам выхлопных газов. Это также означает, что существует верхний и нижний предел температуры выхлопных газов, который контролируется и регулируется электронным регулятором температуры.

Таблица 1 . Усредненные параметры работы двигателя для трех режимов работы на топливе Джет-А1.

Рассмотрены три режима работы при изменении BV на три позиции. Эти режимы типичны для вспомогательного энергоблока и соответствуют конкретной нагрузке турбины и соотношению воздух-топливо. Таким образом, нагрузка турбины зависит исключительно от отводящей нагрузки, в то время как нагрузка на вал (объем работы, необходимый для привода генератора и ЭП) остается постоянной во всех трех рабочих режимах. При использовании обычного керосинового реактивного топлива Джет-А1 средние значения основных параметров двигателя изменяются на трех режимах работы, как показано в таблице 1.Что касается режима 1, двигатель BV полностью закрыт; нет дополнительной нагрузки на турбину, в то время как режим 2 является настройкой средней мощности и используется, когда главные двигатели выключены и есть требование для работы гидравлических систем самолета. В режиме 3 двигатель BV полностью открыт, что соответствует максимальному уровню нагрузки на турбину и температуре выхлопных газов. Этот режим работы выбирается, когда для запуска главных двигателей самолета требуется пневматическая энергия, за счет подачи воздуха под высоким давлением, достаточного для вращения лопаток турбины, до тех пор, пока не будет достигнут автономный режим мощности.

Пьезоэлектрический акселерометр с чувствительностью 10 мВ / г был размещен на опорной конструкции двигателя с частотой дискретизации 2 кГц ( f s = 2 кГц). Продолжительность каждого теста составляла 110 с. Рассмотренные виды топлива представляют собой смеси Jet-A1 и топлива для биотоплива [гидрообработанные сложные эфиры и жирные кислоты (HEFA)]. Удельная плотность энергии HEFA составляет 44 МДж / кг, и, таким образом, он может выделять такое же количество энергии для данного количества топлива, что и Jet-A1. Массовые доли биотоплива, смешанного с Jet-A1 в этом исследовании, следующие: 0, 2, 10, 15, 25, 30, 50, 75, 85, 95 и 100%.Для сравнения также рассматривались дополнительные смеси топлив: 50% сжиженный природный газ (СПГ) + 50% Jet-A1, 100% СПГ и 11% толуол + 89% растворитель Banner.

На рисунках 2 и 3 показаны примеры нормированных ускорений во временной и частотной областях соответственно. Нормализация была выполнена путем деления каждой амплитуды ускорения во временной и частотной областях на соответствующее максимальное значение, то есть нормализованную единицу, так что все амплитуды, соответствующие различным наборам данных, изменяются в одном диапазоне [0, 1].Во временной области показано, что существуют определенные условия двигателя, например, 85% Jet-A1 + 15% HEFA, при которых вибрационные характеристики двигателя, работающего в установившемся режиме, демонстрируют сильные нестационарные тенденции. В то время как для таких условий, как 50% Jet-A1 + 50% HEFA, вибрационные характеристики содержат периодические характеристики, что более четко видно на графиках в частотной области. Обратите внимание, что фактическое зарегистрированное время ускорения для каждого состояния двигателя составляло 110 с, но для ясности на графиках показаны только 2 с.На Рисунке 3 показано, что при условии 85% Jet-A1 + 15% HEFA двигатель испытывает самый высокий общий уровень амплитуды во всем спектре в режимах 1 и 3. В то время как в режиме 2 двигатель работает при условии 50% Jet-A1 + 50% HEFA демонстрирует самые высокие уровни вибрации во всем частотном спектре. Вышеизложенное демонстрирует, что изменение соотношения воздух-топливо изменяет статистические свойства наборов данных и, следовательно, частотную характеристику двигателя для различных топливных смесей.Для режимов 1 и 3 при условии 50% Jet-A1 + 50% HEFA присутствует сильная частотная составляющая на 100 Гц. Сильная периодичность также присутствует для 100% СПГ с той же частотой. Следовательно, глядя на данные, мы можем выделить две основные группы, то есть те, которые содержат некоторые сильные периодические шаблоны, и те, которые не разделяют эту характеристику и в этом случае могут быть нестационарными, если соответствующая оценка их статистики во временной области подтверждает тот.

Рисунок 2 .Нормализованные временные графики вибрации двигателя для четырех различных топливных смесей при самом высоком тестируемом соотношении воздух-топливо.

Рисунок 3 . Графики нормализованной спектральной плотности мощности вибрации двигателя на пяти различных топливных смесях от самого низкого (режим 1) до самого высокого (режим 3) отношения воздух-топливо.

Трудно дать теоретическое объяснение физического контекста полученных вибрационных откликов без действительной основанной на физике модели, которая может предсказать вибрационный отклик двигателя как результат системы, в которой, помимо контекста динамики, сложная термохимическая, и имеют место другие физические процессы.В то же время природа проблемы моделирования / мониторинга, если подходить к ней с точки зрения физики, предполагает, что проверка модели будет серьезной проблемой. Выбор стратегии, основанной на данных, решает эту проблему, поскольку исследуемая система (работающий двигатель) рассматривается как черный ящик.

Методы анализа данных

Как упоминалось в разделе «ВВЕДЕНИЕ», в этом исследовании используется структура машинного обучения для мониторинга состояния двигателей с использованием данных о вибрации.Это означает, что для разработки методологии, которая может использоваться для обнаружения новых моделей двигателя на основе данных о вибрации, следует предпринять три последовательных шага после этапа сбора данных. Это, в частности, предварительная обработка данных, извлечение признаков и разработка модели обучения нормальному поведению двигателя (Тарассенко и др., 2009).

Предварительная обработка исходных данных о вибрации

Чтобы улучшить способность схемы обнаружения новизны определять, принадлежит ли точка данных к классу 𝒩 или 𝒜, при удалении абсолютных значений перед извлечением признаков был применен метод предварительной обработки.Как было показано в Clifton et al. (2006), этот шаг имеет большое значение для системы обнаружения новинок, поскольку позволяет лучше различать два разных класса. Масштабирование и нормализация также важны для большинства систем мониторинга состояния для устранения любых нежелательных экологических или эксплуатационных эффектов в анализируемых данных (He et al., 2009). В качестве метода предварительной обработки он рассматривается для повышения производительности одноклассных классификаторов (Juszczak et al., 2002): это очень хорошая практика при работе с алгоритмами машинного обучения для масштабирования анализируемых данных, поскольку большие диапазоны абсолютных значений функций будут иметь тенденцию преобладать над теми, которые имеют меньшие диапазоны значений (Hsu et al., 2016). В этом исследовании цель состоит в том, чтобы увеличить разницу в амплитуде вибрации для классов 𝒩 и 𝒜, и поэтому данные выбираются для масштабирования в различных испытанных условиях (а не во времени).

Сначала была построена матрица размеров D X = { x 1 ,…, x N } класса 𝒩.Индекс i = 1,…, N используется для обозначения различных условий, которые были включены в эту матрицу, то есть различных топливных смесей в трех режимах работы. Отдельная матрица Z = { z 1 ,…, z L }, содержащая данные для обоих классов (25% условий двигателя относятся к классу 𝒜), была также построен. Эта предварительная маркировка двух классов была выполнена путем сборки матрицы со всеми необработанными данными (до предварительной обработки) и уменьшения ее размеров до 2 с помощью анализа главных компонентов (PCA) для ее визуализации.Наблюдаемым точкам данных в двумерном пространстве PCA, которые были далеко от остальных данных, была присвоена метка класса 𝒜, а всем остальным - метка класса. Например, условию 85% Jet-A1 + 15% HEFA в Режиме 1 было присвоено прежнее обозначение.

Масштабированная версия матрицы X получилась следующим образом:

χi = xi − x¯ ∕ σx, (1)

, где вектор среднего определяется как x¯ = 1N∑Ni = 1 xi, а вектор дисперсии как σx = 1N∑Ni = 1 (xi − x¯) 2.Теперь масштабированная версия матрицы Z с индексом, обозначающим различные условия в матрице j = 1,…, L , содержащая данные из обоих классов, была получена следующим образом:

ζj = zj − x¯ ∕ σx. (2)

Функция извлечения предварительно обработанных необработанных данных о вибрации

Процесс извлечения признаков следует после этапа предварительной обработки данных. Для этого выбрано преобразование вейвлет-пакета (WPT). Все коэффициенты преобразований шкалы времени используются в качестве входных данных для алгоритма, который подходит для линейного или нелинейного уменьшения размерности, анализа основных компонентов ядра (KPCA).Эта процедура преобразования данных с использованием вейвлет-баз и проекции на набор осей меньшей размерности выгодна в случаях, когда нет информации о характеристических частотах контролируемой механической системы.

Вейвлет-коэффициенты

Целью этого этапа является получение набора отличительных признаков из предварительно обработанных необработанных данных о вибрации, чтобы затем обучающая модель могла легко разделить два класса условий двигателя.Ранее на рисунке 3 было показано, что существует определенная степень несходства между условиями двигателя в отношении их амплитуд в частотном спектре. Следовательно, чтобы получить информацию как во временной, так и в частотной области из данных, необходимо использовать частотно-временные методы. Вейвлет-преобразование позволяет включать информацию о времени для частотных компонентов. Поэтому нестационарные события можно анализировать с помощью вейвлет-преобразования. Ожидается, что данные можно будет описать более эффективно, чем с помощью методов на основе Фурье, где любые нестационарные области стохастического сигнала не локализованы во времени.Выбор частотно-временного подхода, такого как вейвлет-преобразование, может быть лучшим вариантом для типа данных, обрабатываемых в этом исследовании. Простейший метод частотно-временного анализа, кратковременное преобразование Фурье, не будет оптимальным вариантом, поскольку размер окна фиксирован. Следовательно, существуют ограничения разрешения, определяемые принципом неопределенности, которые могут затруднять анализ потенциально нестационарных частей сигнала.

Вейвлет-преобразование решает проблему фиксированного размера окна за счет использования коротких окон для анализа высокочастотных компонентов (хорошая временная локализация) и больших окон для низкочастотных компонентов (хорошая частотная локализация).Пример вейвлет-преобразований, применяемых для приложений мониторинга состояния, был представлен в Fan and Zuo (2006). Существует несколько других частотных методов для приложений мониторинга, например, разложение по эмпирическим модам, как представлено в работе Antoniadou et al. (2015), которые могут предложить аналогичные преимущества вейвлет-преобразованию. Однако в данной работе выбран последний метод, потому что он очень прост в реализации и является проверенной концепцией, которая математически хорошо обоснована. Изначально вейвлет-преобразование было разработано для построения карты параметров расширения и трансляции.Расширение представляет масштаб с ≈ 1 / частота, а перенос τ относится к операции сдвига во времени. Рассмотрим состояние двигателя n -е χ n ( т ), при т = {0,…, 110} с. Соответствующие вейвлет-коэффициенты можно рассчитать следующим образом:

c (s, τ) = ∫χn (t) ψs, τ (t) dt. (3)

Функция ψ s , τ представляет семейство высокочастотных функций кратковременной продолжительности и низкой частоты большой длительности функции прототипа функции ψ.Математически это определяется следующим образом:

ψs, τ (t) = 1 | s | ψt − τs, s> 0, (4)

, когда с <1, функция-прототип имеет меньшую продолжительность во времени, тогда как, когда с > 1, функция-прототип становится больше во времени, что соответствует высокочастотным и низкочастотным характеристикам, соответственно.

В Маллат (1999) дискретная версия уравнения. 3, а именно дискретное вейвлет-преобразование (DWT), было разработано как эффективная альтернатива непрерывному вейвлет-преобразованию.В частности, было доказано, что при использовании шкалы j и трансляции k , которые принимают только значения степеней двойки вместо промежуточных, все же может быть получено удовлетворительное частотно-временное разрешение. Это называется диадической сеткой вейвлет-коэффициентов, и функция, представленная в формуле. 4, становится набором ортогональных вейвлет-функций:

ψj, k (t) = 2j ∕ 2ψ2jt − k, (5)

, так что избыточность устраняется с использованием этого набора ортогональных вейвлет-баз, как более подробно описано в Farrar and Worden (2012).

На практике коэффициенты DWT получаются путем свертки χ n ( t ) с набором полуполосных (содержащих половину частотного содержания сигнала) фильтров нижних и верхних частот (Mallat, 1989). Это дает соответствующие поддиапазоны низких и высоких частот сигнала. Затем подполоса нижних частот подвергается дальнейшему разложению по той же схеме после прореживания на 2 (половина отсчетов может быть исключена по критерию Найквиста), в то время как подполоса верхних частот не анализируется дополнительно.Сигнал после первого уровня разложения будет иметь вдвое большее разрешение по частоте, чем исходный сигнал, поскольку он имеет половину числа точек. Эта итерационная процедура известна как двухканальное подполосное кодирование (Mallat, 1999) и обеспечивает эффективный способ вычисления вейвлет-коэффициентов с использованием сопряженных квадратурных зеркальных фильтров. Из-за плохого частотного разрешения DWT на высоких частотах для преобразования функций был выбран WPT. Разница между DWT и WPT заключается в том, что последний дополнительно разбивает поддиапазон более высоких частот.Принципиальная схема WPT до 2 уровней декомпозиции показана на рисунке 4. Сначала сигнал χ n ( t ) свертывается с полуполосным фильтром нижних частот h ( k ) и фильтр верхних частот g ( k ). Это дает вектор вейвлет-коэффициентов c 1,1 , который фиксирует низкочастотное содержание [0, f s /4] Гц и вектор вейвлет-коэффициентов c 2 , 1 , который захватывает высокочастотный контент ( f s /4, f s /2) Гц.После j уровней декомпозиции коэффициенты на выходе каждого фильтра собираются в матрицу c n , что соответствует состоянию n -го двигателя χ n . Обратите внимание, что каждый коэффициент имеет половину количества выборок, например χ n ( t ) на первом уровне разложения. В этом исследовании четыре уровня декомпозиции рассматривались как промежуточное значение.Вышеупомянутый процесс был повторен для остальных условий двигателя N - 1, чтобы получить матрицу коэффициентов C = { c 1 ,…, c N }.

Рисунок 4 . Принципиальная схема преобразования вейвлет-пакетов до уровня разложения 2. На каждом уровне частотный спектр разбивается на 2 поддиапазона j .

Низкоразмерные элементы

Матрица вейвлет-коэффициентов C представляет собой матрицу размерности D , т.е.е., он имеет те же размеры, что и исходный набор данных. Следовательно, элементы меньшего размера необходимы для предотвращения переобучения, которое связано с элементами большего размера. В этом исследовании PCA изначально использовался для целей визуализации, например, для наблюдения возможных кластеров точек данных для матрицы X . Его нелинейный эквивалент, KPCA, используется для уменьшения размерности, чтобы можно было зафиксировать нелинейные отношения между элементами.

Анализ главных компонентов - это метод, который можно использовать для получения нового набора ортогональных осей, которые показывают наибольшую дисперсию данных.Следовательно, C было спроецировано на 2 ортогональные оси из своего исходного размера D . В PCA собственные значения λ k и собственные векторы u k ковариационной матрицы S C из C получены путем решения следующего собственного значения проблема:

, где k = 1,…, D . Собственный вектор u 1 , соответствующий наибольшему собственному значению λ 1 , является первым главным компонентом и так далее.Двумерное представление C , то есть Y (матрица N × k ), может быть вычислено посредством линейной проекции с использованием первых двух собственных векторов:

В Schölkopf et al. (1998), был введен KPCA. Этот метод является обобщенной версией PCA, поскольку скалярные произведения ковариационной матрицы S C заменяются функцией ядра. В KPCA отображение ϕ двух точек данных, например.g., вектор вейвлет-коэффициентов n th и m th :

k (cn, см) = ecn − cm22σKPCA2. (8)

Используя приведенное выше отображение, стандартный PCA может быть выполнен в этом новом пространстве признаков ℱ, которое неявно соответствует нелинейному главному компоненту в исходном пространстве. Следовательно, скалярные произведения ковариационной матрицы заменяются ядром RBF следующим образом:

Sϕ = 1 ∕ N∑Ni ϕciTϕci.(9)

Однако указанная выше матрица не может использоваться напрямую для решения проблемы собственных значений, как в формуле. 6, из-за его большого размера. Следовательно, после некоторой алгебраической обработки собственные значения ℓ d и собственные векторы ud могут быть вычислены для матрицы ядра 𝒦 (размером N × N ) вместо ковариационной матрицы (размером ℱ × ℱ). Следовательно, в KPCA вместо этого мы должны найти решение следующей проблемы собственных значений:

, где d = {1,…, N }, поскольку ℱ> N , количество ненулевых собственных значений не может превышать количество рабочих условий двигателя N (Bishop, 2006).Используя собственные векторы матрицы ядра, можно получить новые проекции Y = y1,…, yN отображенных точек данных вейвлет-коэффициентов ϕ ( c i ) на нелинейной поверхности. размерности d , которая может варьироваться от 1 до N .

Модель обучения для обнаружения новинок

Поддержка векторных машин в качестве инструмента для классификации предлагает гибкость искусственной нейронной сети, преодолевая при этом ее недостатки.Использование функции ядра для расширения исходного входного пространства в пространство более высокой размерности для нахождения гиперплоскости линейного решения тесно связано с добавлением дополнительных слоев в искусственную нейронную сеть. Следовательно, алгоритм может быть адаптирован для лучшего соответствия характеристикам наших данных таким образом, чтобы повысить точность прогнозирования. Учитывая, что OCSVM формирует задачу квадратичной оптимизации, он гарантирует нахождение оптимального решения того места, где должна располагаться гиперплоскость линейного решения (Schölkopf et al., 2001; Шоу-Тейлор и Кристианини, 2004 г.). С другой стороны, можно получить локальный оптимум как решение для нахождения среднеквадратичной ошибки в искусственной нейронной сети с использованием алгоритма спуска градиента.

В качестве обучающих данных используется матрица, полученная из KPCA, т.е. 𝒴 . Принимая во внимание, что низкоразмерные представления данных тестирования (из матрицы Z ) получают с помощью того же преобразования признаков, выбора и т. Д.Методология OCSVM позволяет использовать функцию ядра RBF, которая отображает точки данных в 𝒴 таким же образом, как и в KPCA. Однако формулировка в наборе инструментов LIBSVM (Chang and Lin, 2011) немного отличается для ядра RBF. Учитывая две точки данных yn и ym, ядро ​​RBF, реализованное в OCSVM, определяется следующим образом:

k (yn, ym) = e − γyn − ym2. (11)

После того, как обучающие данные отображаются через в ядре RBF, источник в этом новом пространстве функций рассматривается как единственный член данных класса 𝒜.Затем определяется гиперплоскость, так что отображаемые обучающие данные отделяются от исходной точки с максимальным запасом. Гиперплоскость в отображенном пространстве признаков расположена в точке ϕ (yi) −ρ = 0, где ρ - общая переменная поля. Чтобы отделить все отображенные точки данных от начала координат, необходимо решить следующую квадратичную программу:

minw, ρ, ξ 0.5wTw + 1υN∑iξi − ρ при условии: (wϕ (yi)) ≥ρ − ξi, i = 1,…, N, ξi≥0, (12)

, где w - вектор нормали к гиперплоскости, а ξ называются резервными переменными и используются для количественной оценки ошибки неправильной классификации каждой точки данных отдельно в соответствии с расстоянием от соответствующей границы.Значение ν, которое было упомянуто ранее, отвечает за штрафные санкции за неправильную классификацию и ограничено ν ∈ (0, 1]. Решение, которое определяет, принадлежит ли невидимая точка данных y ∗, т. Е. Из матрицы Z одному из два класса условий двигателя могут быть созданы с помощью следующей функции:

gy ∗ = sgnwϕy ∗ −ρ. (13)

Для точки данных из класса 𝒜 gy ∗> 0, в противном случае gy ∗ ≤0. Обратите внимание, что из практических соображений проблема оптимизации в формуле. 12 решается введением множителей Лагранжа.Одна из основных причин этого заключается в том, что это позволяет записывать оптимизацию в терминах скалярных произведений. Это приводит к «уловке с ядром», которая позволяет обобщить проблему на нелинейный случай с помощью подходящих ядерных функций, таких как ядро ​​RBF, которое используется в этом исследовании.

Результаты и обсуждение

В этой работе ядро ​​RBF использовалось для отображения точек данных OCSVM в бесконечномерное пространство признаков, где может быть достигнуто линейное разделение двух классов.Применив OCSVM к нашей проблеме, мы получили широкий спектр формулировок функций ядра для использования. Ядро RBF - одно из самых популярных, поскольку оно подразумевает общие свойства гладкости для набора данных, предположение, которое обычно принимается во многих реальных приложениях, как более подробно обсуждается в Scholkopf and Smola (2001). Ядро RBF имеет два параметра, которые необходимо определить, чтобы адаптировать алгоритм OCSVM к характеристикам сигналов вибрации, ожидаемых в этом исследовании.Эти параметры называются шириной ядра γ и штрафом за оптимизацию ν. Наблюдая за изменением точности проверки α ν OCSVM на мелкой сетке значений γ и ν, можно было определить комбинацию этих двух значений, которая максимизирует α ν . Значения γ и ν были выбраны с шагом в 2, как это было предложено в практическом исследовании Hsu et al. (2016). Точность проверки рассчитывалась с использованием 10-кратной схемы перекрестной проверки для предотвращения переобучения данных.Как более подробно описано в Bishop (2006), схема перекрестной проверки используется, когда объем обучающих данных невелик. В таких случаях недостаточно данных, чтобы разделить их на наборы данных для обучения и проверки, чтобы исследовать надежность и точность модели. В нашем исследовании количество режимов работы двигателя относительно невелико по сравнению с количеством измерений в матрице характеристик. Таким образом, схема перекрестной проверки - возможное решение проблемы недостаточного количества обучающих данных.Более подробно, в этой схеме данные сначала делятся на 10 подмножеств одинакового размера. Каждое подмножество используется для последовательного тестирования эффективности классификации модели (которая была обучена на других девяти подмножествах). Каждая точка данных в наборе данных для обучения вибрации прогнозируется один раз. Следовательно, точность перекрестной проверки - это процент правильных классификаций в наборе данных виброобучения.

На рисунке 5 мы представляем два типичных результата изменения точности перекрестной проверки на сеточном пространстве параметров γ и ν.Эти результаты соответствуют точности перекрестной проверки, полученной путем обучения OCSVM с набором данных вейвлет-коэффициентов после «сжатия» с помощью PCA (правый график) и KPCA (левый график). Точность перекрестной проверки оценивалась с помощью ν. в диапазоне от 0,001 до 0,8 с шагом 0,002, тогда как γ находится в диапазоне 2 −25 и 2 25 с шагом 2. Выбор этого сеточного пространства для ν был сделан на том факте, что этот параметр ограничен, так как представляет собой верхнюю границу доли обучающих данных, которые лежат не по ту сторону гиперплоскости [см. более подробную информацию в Schölkopf et al.(2001)]. В случае γ не было верхнего и нижнего пределов, поэтому был выбран относительно более широкий диапазон. В обоих случаях шаги были определены таким образом, чтобы вычислительные затраты оставались на разумном уровне. Как правило, для определения подходящих границ и размера шага при выборе размера сетки использовалась процедура проб и ошибок для данного набора данных о вибрации. Как видно из контурных графиков, поиск по сетке позволяет нам получить высокую точность проверки, когда выбрана соответствующая комбинация γ и ν.Для нашего набора данных эту комбинацию можно найти в основном при относительно низких значениях γ. По мере уменьшения значения γ попарные расстояния между точками обучающих данных становятся менее важными. Следовательно, граница принятия решения OCSVM становится более ограниченной, а его форма менее гибкой из-за того, что он будет придавать меньшее значение этим расстояниям. Обратите внимание, что примеры на рисунке 5 были получены с d = 100 для 𝒴 и D = 100 для Y (см. Низкоразмерные характеристики), с уровнем декомпозиции WPT j = 4 и (только для KPCA) ширина ядра γ KPCA = 1.Очевидно, что при использовании KPCA с ядром RBF максимальная точность перекрестной проверки составляет около 95%, в то время как со стандартным PCA точность классификации OCSVM относительно низка, то есть около 60%. Следовательно, есть преимущество использования KPCA перед стандартным PCA для конкретного набора данных, который используется в этом исследовании. Это ожидается, поскольку KPCA обнаруживает нелинейные отношения, существующие между элементами данных.

Рисунок 5 . Изменение точности перекрестной проверки с γ и ν для одноклассной опорной векторной машинной модели обучения с использованием функций анализа главных компонентов ядра (слева) и стандартного анализа главных компонент.

Метод поиска по сетке для нахождения «подходящих» значений для γ и ν дает преимущество, когда другие параметры, например, ширина ядра KCPA σ KPCA , не могут быть легко определены. Можно продемонстрировать, что α ν можно значительно увеличить по сравнению с фиксированным набором значений по умолчанию. Набор инструментов LIBSVM предлагает значения по умолчанию: ν = d −1 и γ = 0,5. На рисунке 6 точность проверки показана для различных значений ширины ядра KPCA σ KPCA и количества главных компонентов d для случаев, когда γ и ν были выбраны из поиска по сетке и когда им были заданы их фиксированные значения по умолчанию. .Из этих двух графиков ясно, что параметры OCSVM γ и ν можно «настроить» так, чтобы точность проверки могла быть максимальной, независимо от выбора d и σ KPCA . Это наблюдение демонстрирует силу методов на основе ядра в целом, поскольку ширина ядра может иметь большое влияние на описание обучающих данных. В большинстве случаев выбор этого параметра необходим только для получения подходящей адаптации наших алгоритмов (Shawe-Taylor and Cristianini, 2004).Как можно видеть, выбирая каждый раз разные комбинации ν и γ (в соответствии с процедурой поиска по сетке), максимально достижимая точность проверки всегда близка к 100%. Это значительное улучшение по сравнению с соответствующей точностью, которую можно получить с использованием фиксированного набора значений. Более того, это демонстрирует, что «настроить» машину опорных векторов не так сложно, поскольку необходимо найти только два параметра, и это можно сделать с помощью процедуры поиска по сетке. Напротив, искусственная нейронная сеть требует, чтобы ее архитектура, скорость обучения градиентного спуска, среди других параметров, были указаны заранее, что значительно усложняет проблему «настройки» алгоритма.Тем не менее, самой сильной стороной машины опорных векторов является ее способность получить глобальное оптимальное решение для любого выбранного значения γ и ν, которые мы указали, так что ее обобщающая способность всегда максимальна.

Рисунок 6 . Изменение точности перекрестной проверки для различных значений d и σ KPCA для выбранных (слева) и фиксированных (справа) значений γ и ν.

Как было показано ранее на Рисунке 5, выбранное значение γ (из поиска по сетке) было очень маленьким.Это верно для каждого исследованного случая, например, для разных значений d . По этой причине можно сказать, что алгоритм лучше обобщается с менее сложной границей решения. Однако «настройка» OCSVM оказывается сложной задачей, поскольку точность прогнозирования (с использованием набора тестовых данных) ниже ожидаемой, то есть менее 50%. Большинство ошибок произошло для точек данных, ошибочно принятых как происходящие из класса 𝒜, тогда как в действительности они принадлежали классу. Вероятные причины неудовлетворительной работы OCSVM на наборе тестовых данных обсуждаются ниже:

• Этап проверки OCSVM оценивает только ошибки ошибочного отклонения данных из класса 𝒩.Можно предположить, что причина такой неправильной классификации может быть связана с ошибками в вычислении параметров γ и ν, оцененных с помощью сеточного поиска. Что касается выбора γ и ν, было несколько попыток решить эту проблему другими способами, чем поиск по сетке. Например, в Xiao et al. (2015) авторы представили методы выбора ширины ядра γ OCSVM с помощью того, что они называют «геометрическими» вычислениями.

• Из-за характера данных существует много различий между условиями двигателя, а также внутри каждого условия.Следовательно, сложно разработать модель с использованием данных класса 𝒩, если характеристики каждого условия в пределах одного класса различны. Выбор подходящих обучающих данных является важным фактором для применяемых подходов, основанных на данных. В этом случае следует выбрать представление данных в областях с соответствующим временным разрешением, а выбранные алгоритмы распознавания образов потенциально не должны зависеть от обучения, а должны работать в адаптивной структуре.

Заключение

В этом исследовании мы использовали схему обнаружения новинок для мониторинга состояния двигателей с использованием передовых методов машинного обучения, выбранных в соответствии с типом анализируемых данных.Это привело к лучшему описанию основных проблем, с которыми можно столкнуться при следовании стратегии на основе данных для мониторинга данных о вибрации двигателя. Схема обнаружения новизны была выбрана вместо классификационного подхода из-за отсутствия обучающих данных для различных состояний работы двигателя, с которыми обычно сталкиваются в реальных приложениях. Следующие шаги были рассмотрены как фундаментальные, оптимальные методы анализа данных. Модель нормальности, основанная на OCSVM, которая была обучена распознавать сценарии нормальных и новых условий двигателя, была разработана с использованием данных двигателя, работающего в условиях, в которых двигатель испытывал низкие амплитуды вибрации.Выбор этого метода машинного обучения для обнаружения новизны был обусловлен тем фактом, что проблема распознавания образов основана на создании ядра, которое предлагает универсальность, которая может поддерживать анализ более сложных данных. В этом случае, согласно анализу, представленному в исследовании, сильное влияние штрафного параметра ν и ширины ядра γ OCSVM может повлиять на точность проверки. Используя поиск по мелкой сетке для выбора параметров ν и γ, можно достичь точности проверки, близкой к 100%, как показано в результатах.Это значительное преимущество, когда нет методологии выбора других параметров, таких как количество основных компонентов, используемых в KPCA. Это также подчеркивает одну из сильных сторон основанных на ядре методов, которая заключается в возможности адаптации к заданному набору данных. В частности, было доказано, что ядро ​​RBF очень эффективно описывает данные из механизма, выбирая соответствующее значение ширины ядра γ.

Ограничения подходов к обнаружению новизны в целом и того, что обсуждается, в частности, в этом исследовании, включают следующие моменты: обучающие данные вибрации, которые могут быть получены от двигателей, и ограничения конкретных рассмотренных алгоритмов.Для последнего обсуждался выбор ν и γ, и для расчета точности классификации с использованием выбранных ν и γ из поиска по сетке использовался независимый набор тестовых данных, который включал 25% условий из нового поведения двигателя. Несмотря на то, что результаты валидации были исключительно хорошими, и модель, похоже, не превышала данные, поскольку граница решения была гладкой, а количество опорных векторов относительно невелико, точность классификации с использованием набора тестовых данных была неудовлетворительной.Наибольшие ошибки возникали при неправильном прогнозировании точек данных на основе условий исправного двигателя как новизны. Несколько возможных причин того, почему это может произойти, были упомянуты в предыдущей части исследования.

Для улучшения схемы обнаружения новизны, представленной в этом исследовании, требуется дальнейшая работа по обучению OCSVM соответствующим образом. Например, вместо выбора ν и γ с использованием подхода поиска по сетке можно использовать методы, которые вычисляют эти параметры более принципиальным образом с использованием простой геометрии.Кроме того, функции вейвлет-преобразования, извлеченные из данных, могли привести к большому разбросу точек данных в пространстве признаков из-за того, что существует высокая изменчивость сигналов от каждого состояния двигателя. Один из способов решения этой проблемы - изучить новый набор потребностей в функциях, которые могут обеспечить лучшую кластеризацию точек данных из условий исправного двигателя, чтобы в пространстве функций можно было сформировать меньшую и более жесткую границу принятия решения. Другим предложением может быть разработка новых алгоритмов машинного обучения, которые не зависят от качества обучающих данных, а могут скорее адаптивно классифицировать различные состояния / условия работы исследуемого двигателя.

Авторские взносы

IM провел анализ машинного обучения и является первым автором исследования. ИА курировал работу (замысел и обзор). Б.К. способствовал проведению экспериментов и сбору проанализированных данных. Все авторы несут ответственность за содержание работы.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить сотрудников Центра низкоуглеродного сжигания при Университете Шеффилда за проведение экспериментов с газотурбинным двигателем и за любезно предоставленные данные о вибрации двигателя, использованные в этом исследовании.

Финансирование

IM - аспирант, получивший стипендию от факультета машиностроения Университета Шеффилда. Все авторы выражают признательность за финансирование, полученное от гранта Совета по инженерным и физическим наукам (EPSRC) EP / N018427 / 1.

Список литературы

Антониаду И., Мэнсон, Г., Сташевски, В. Дж., Барщ, Т., Ворден, К. (2015). Подход частотно-временного анализа для мониторинга состояния редуктора ветряной турбины в условиях изменяющейся нагрузки. мех. Syst. Сигнальный процесс. 64, 188–216. DOI: 10.1016 / j.ymssp.2015.03.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бишоп, К. (2006). Распознавание образов и машинное обучение (информатика и статистика) .Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Блейки, С., Рай, Л., и Уилсон, В. (2011). Альтернативные виды топлива для авиационных газовых турбин: обзор. Proc. Комбас. Inst. 33, 2863–2885. DOI: 10.1016 / j.proci.2010.09.011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чанг, К., Линь, К. (2011). LIBSVM: библиотека для поддержки векторных машин. ACM Trans. Intell. Syst. Technol. 2, 1–27. DOI: 10.1145 / 1961189.1961199

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клифтон, Д.А., Баннистер П. Р., Тарассенко Л. (2006). «Применение интуитивно понятной метрики новизны для мониторинга состояния реактивного двигателя», в Advances in Applied Artificial Intelligence , ред. М. Али и Р. Дапуаньи (Берлин, Гейдельберг: Springer), 1149–1158.

Google Scholar

Клифтон, Л., Клифтон, Д. А., Чжан, Ю., Уоткинсон, П., Тарассенко, Л., Инь, Х. (2014). Вероятностное обнаружение новизны с машинами опорных векторов. IEEE Trans. Надежный. 455–467. DOI: 10.1109 / TR.2014.2315911

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клифтон, Л., Инь, Х., Клифтон, Д., и Чжан, Ю. (2007). «Обнаружение новизны комбинированного вектора поддержки для данных многоканального горения», в IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control , London.

Google Scholar

Фан, X., и Цзо, М. (2006). Обнаружение неисправностей коробки передач с использованием преобразования Гильберта и вейвлет-пакетов. мех. Syst. Сигнальный процесс. 20, 966–982.DOI: 10.1016 / j.ymssp.2005.08.032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фаррар, К., Уорден, К. (2012). Структурный мониторинг работоспособности: перспектива машинного обучения . Чичестер: Джон Уайли и сыновья.

Google Scholar

Хэйтон, П., Шёлкопф, Б., Тарассенко, Л., и Анузис, П. (2000). «Обнаружение новизны опорных векторов применительно к спектрам вибрации реактивного двигателя», Ежегодная конференция по системам обработки нейронной информации (NIPS) , Денвер.

Google Scholar

Хе, К., Ян, Р., Конг, Ф., и Ду, Р. (2009). Мониторинг состояния машин с использованием представления главных компонентов. мех. Syst. Сигнальный процесс. 23, 446–466. DOI: 10.1016 / j.ymssp.2008.03.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюй, К., Чанг, К., Линь, К. (2016). Практическое руководство по классификации опорных векторов . Тайбэй: Департамент компьютерных наук, Национальный университет Тайваня.

Google Scholar

Ющак, П., Tax, D., и Duin, R.P.W. (2002). «Масштабирование функций в описании опорных векторных данных» в Proc. ASCI , Lochem.

Google Scholar

Кинг, С., Баннистер, П. Р., Клифтон, Д. А., и Тарассенко, Л. (2009). Вероятностный подход к мониторингу состояния авиакосмических двигателей. Proc. Inst. Мех. Англ. G J. Aerosp. Англ. 223, 533–541. DOI: 10.1243 / 09544100JAERO414

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маллат, С. (1989). Теория разложения сигнала с разным разрешением: вейвлет-представление. IEEE Trans. Pattern Anal. Мах. Intell. 11, 674–693. DOI: 10.1109 / 34.192463

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маллат, С. (1999). Вейвлет-тур по обработке сигналов (вейвлет-анализ и его приложения) . Нью-Йорк: Academic Press.

Google Scholar

Пиментел М., Клифтон Д., Клифтон Л. и Тарассенко Л. (2014). Обзор обнаружения новинок. Обработка сигналов 99, 215–249. DOI: 10.1016 / j.sigpro.2013.12.026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шёлкопф, Б., Платт, Дж. К., Шоу-Тейлор, Дж., Смола, А. Дж., И Уильямсон, Р. К. (2001). Оценка поддержки многомерного распределения. Neural Comput. 10, 1443–1471. DOI: 10.1162 / 089976601750264965

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шолкопф Б. и Смола А. (2001). Обучение с помощью ядер: поддержка векторных машин, регуляризация, оптимизация и не только .Кембридж: MIT Press.

Google Scholar

Шёлкопф Б., Смола А. и Мюллер К. (1998). Нелинейный компонентный анализ как проблема собственных значений ядра. Neural Comput. 10, 1299–1319. DOI: 10.1162 / 089976698300017467

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шоу-Тейлор, Дж., И Кристианини, Н. (2004). Методы ядра для анализа паттернов . Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Тарасенко, Л., Клифтон, Д. А., Баннистер, П. Р., Кинг, С., Кинг, Д. (2009). «Глава 35 - Обнаружение новизны», в Энциклопедия структурного мониторинга здоровья , ред. К. Боллер, Ф. Чанг и Ю. Фуджино (Барселона: John Wiley & Sons).

Google Scholar

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *