satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2026-25-3-239-245sat-2961Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTОпределение остаточного ресурса автомобильных агрегатов по результатам виброакустического анализаDetermining the Residual Life of Automotive Units Based on Vibroacoustic AnalysisИвановВ. П.IvanovV. P.

Адрес для переписки:Иванов Владимир Петрович - доктор технических наук, профессор.Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкойул. Блохина, 29,211440, г. Новополоцк, Республика Беларусь Тел.: +375 214 59-95-39

v.ivanov@psu.by

Address for correspondence:Ivanov Vladimir P.Polotsk State University named after Euphrosyne of Polotsk 29, Blohin str.,211440, Novopolotsk, Republic of Belarus Tel.: +375 214 59-95-39

v.ivanov@psu.by

v.ivanov@psu.byЗеньковВ. А.ZenkovV. A.

г. Новополоцк

Novopolotsk

Полоцкий государственный университет имени Евфросинии ПолоцкойБеларусьPolotsk State University named after Euphrosyne of PolotskBelarus202617062026253239245Copyright © Иванов В.П., Зеньков В.А., 20262026Иванов В.П., Зеньков В.А.Ivanov V.P., Zenkov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2961

Определение остаточного ресурса агрегатов на практике или выполняют субъективно, или этот показатель совсем не оценивают по причине отсутствия необходимых методов и средств, в то время как большое число агрегатов списывают или направляют в трудоемкий ремонт со значительной долей неиспользованного ресурса. Цель работы заключалась в разработке способа оценки остаточного ресурса отдельного агрегата с использованием значений структурных параметров, связанных с измеряемыми диагностическими параметрами виброакустическими методами, а также оценки суммарного остаточного ресурса группы одноименных агрегатов. На основании обследования партии двигателей предложен метод оценки остаточного ресурса автомобильных агрегатов, который включает: выбор основного структурного параметра исследуемого вида агрегата, описание вариационного ряда прогнозных значений полного ресурса отдельных агрегатов с определением плотности вероятности его распределения, суммарного полного ресурса, плотности вероятности распределения остаточного ресурса и суммарного остаточного ресурса. Установлено, что плотность вероятности распределения полного ресурса подчиняется закону Вейбулла, а плотность остаточного ресурса – экспоненциальному закону. Показано, что потеря доли полного ресурса агрегатов перед их снятием с эксплуатации перед списанием или направлением в трудоемкий ремонт составляет в масштабах отрасли или предприятия 20–40 %. Полученные сведения позволяют дать экономическую оценку сбережения остаточного ресурса эксплуатируемых агрегатов. В случае назначения ремонтных работ с использованием предварительных диагностических исследований будет определена номенклатура заменяемых деталей, входящих в соединения, состояние которых близко к предельному.

It is noted that in practice, the determination of the residual service life of units is performed either subjectively, or this indicator is not assessed at all due to the lack of necessary methods and means, while a large number of units are written off or sent for labor-intensive repairs with a significant portion of unused service life. The objective of this study was to develop a method for assessing the residual service life of an individual unit using the values of structural parameters associated with the measured diagnostic parameters by vibroacoustic methods, as well as assessing the total residual service life of a group of similar units. Based on the examination of a batch of engines, a method for assessing the residual service life of automotive units is proposed, which includes: the selection of the main structural parameter of the unit under study, a description of the variational series of predicted values of the total service life of individual units with the determination of the probability density of its distribution, the total service life, the probability density of the distribution of the residual service life, and the total residual service life. It has been established that the probability density function of the total service life obeys the Weibull law, while the residual service life obeys the exponential law. It has been shown that the loss of the total service life of units before their decommissioning, write-off, or sending them for labor-intensive repairs amounts to 20–40% on an industry or enterprise scale. The obtained data allows us to provide an economic assessment of the conservation of the remaining service life of operating units. If repair work is scheduled using preliminary diagnostic studies, the range of replaceable parts included in connections whose condition is close to the ultimate limit will be determined.

автомобильный агрегатдиагностированиевиброакустический контрольпараметростаточный ресурссбережение ресурсаautomotive unitdiagnosticsvibroacoustic monitoringparameterresidual service liferesource conservationReferencesМихлин, В. М. Управление надежностью сельскохозяйственной техники / В. М. Михлин. М.: Колос, 1984. 355 с.Mikhlin V. M. (1984) Reliability Management of Agricultural Machinery. Moscow, Kolos Publ. 355 (in Russian).Ждановский, Н. С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей / Н. С. Ждановский, А. В. Николаенко. Л.: Колос, 1981. 292 с.Zhdanovsky N. S., Nikolaenko A. V. (1981) Reliability and Durability of Automotive and Tractor Engines. Leningrad, Kolos Publ. 292 (in Russian).Mohd Ghazali, M. H. Vibration Analysis for Machine Monitoring and Diagnosis: A Systematic Review / M. H. Mohd Ghazali, W. Rahiman // Shock and Vibration. 2021. Vol. 2021, iss. 1. Article ID 9469318. https://doi.org/10.1155/2021/9469318Mohd Ghazali M. H., Rahiman W. (2021) Vibration Analysis for Machine Monitoring and Diagnosis: A Systematic Review. Shock and Vibration, 2021 (1), 9469318. https://doi.org/10.1155/2021/9469318Nithin, S. K. Review on Combustion and Vibration Condition Monitoring of IC Engine / S. K. Nithin, K. Hemanth, V. Shamanth // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 45. P. 65–70. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.093Nithin S. K., Hemanth K., Shamanth, V. (2021) A Review on Combustion and Vibration Condition Monitoring of IC Engine. Materials Today: Proceedings, 45, 65–70. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.093Internal Combustion Engine Gearbox Bearing Fault Prediction Using J48 and Random Forest Classifier / N. Somehalli Kapanigowda, H. Krishna, S. Vasanth, A. Thammaiah // International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). 2023. Vol. 13, No 4. P. 4467–4476. https://doi.org/10.11591/ijece.v13i4.pp4467-4476Somehalli Kapanigowda N., Krishna H., Vasanth S., Thammaiah A. (2023) Internal Combustion Engine Gearbox Bearing Fault Prediction Using J48 and Random Forest Classifier. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), 13 (4), 4467–4476. https://doi.org/10.11591/ijece.v13i4.pp4467-4476Review on Vibration-Based Condition Monitoring of Rotating Machinery / M. Tiboni, C. Remino, R. Bussola, C. A. Amici // Applied Sciences. 2022. Vol. 12, No 3. Art. 972. https://doi.org/10.3390/app12030972Tiboni M., Remino C., Bussola R., Amici C. (2022) A Review on Vibration-Based Condition Monitoring of Rotating Machinery. Applied Sciences, 12 (3), 972. https://doi.org/10.3390/app12030972Иванов, В. П. Оценка остаточного ресурса автомобильных двигателей с обоснованием мероприятий по повышению их долговечности / В. П. Иванов, А. В. Дудан, Т. В. Вигерина // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. Минск: Объединенный ин-т машиностроения НАН Беларуси, 2022. Вып. 11. С. 97–100.Ivanov V. P., Dudan A. V., Vigerina T. V. (2022) Assessment of the Residual Life of Automobile Engines with Justification of Measures to Increase Their Durability. Aktualnye Voprosy Mashinovedeniya: sb. nauch. tr. [Current Issues in Mechanical Engineering: collection of scientific papers]. Minsk, The Joint Institute of Mechanical Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus, Iss. 11, 97–100 (in Russian).Гурвич, И. Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей / И. Б. Гурвич, П. Э. Сыркин. М.: Транспорт, 1984. 141 с.Gurvich I. B., Syrkin P. E. (1984) Operational Reliability of Automobile Engines. Moscow, Transport Publ. 141 (in Russian).Статистические методы: распределение Вейбулла. Анализ данных: ГОСТ Р 50779.27-2017 (МЭК 61649: 2008) (IEC 61649:2008, Weibull analysis, MOD). Введ. 10.08.2017. М.: Стандартинформ, 2017. 57 с.State Standard Р 50779.27-2017. (MEK 61649: 2008). Statistical methods: Weibull distribution. Data analysis (IEC 61649:2008, Weibull analysis, MOD). Moscow, Standartinform Publ. 57 (in Russian).Абдуллин, М. Р. Статистическое обоснование прочностных характеристик композиционных материалов: дис. … канд. техн. наук: 01.02.04 / М. Р. Абдуллин; Ин-т машиноведения имени А. А. Благонравова. М., 2014. 90 с.Abdullin M. R. (2014) Statistical Justification of Strength Characteristics of Composite Materials [Dissertation]. Moscow, Publishing House of Mechanical Engineering Research Institute named after A. A. Blagonravov. 90 (in Russian).Смирнов, Н. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений: учебник / Н. В. Смирнов, И. В. Дунин-Барковский. М.: Наука, 1965. 511 с.Smirnov N. V., Dunin-Barkovsky I. V. (1965) Course in Probability Theory and Mathematical Statistics for Technical Applications. Moscow, Nauka Publ. 511 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.