Что сломалось когда стучит двигатель

[Закрыто] Неисправности двигателя. (Страница 1 из 10)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 25 из 241

1 Тема от egorka13 05-11-2014 17:06

• egorka13
• Новичок
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 9

Тема: Неисправности двигателя.

Здравствуйте! Помогите с проблемой. Новый двигатель lifan 9 л.с., наработка не более 3х часов. Заметил шум (стук), как мне кажется, в районе коленвала. На прогретом слышен отчетливее. Так же в заглушенном состоянии в определенных положениях кв (двигатель прогрет) если покрутить за вариатор из стороны в сторону, то слышен отчетливый металлический стук. Грешу на соединение шатун-кв. Может болты выкрутились? Звук похож на тот что в посте 239 первой темы, оч. хорошо слышно когда двиг глушится. Тогда ничего не нашли и забили на это, говорят нормально. Всетаки кажется так не должно быть. У кого какие предположения?

2 Ответ от egorka13 05-11-2014 17:10

• egorka13
• Новичок
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 9

Re: Неисправности двигателя.

При проворачивании коленвала вручную туда сюда в определенных положениях ощущения такие словно выбирается люфт с характерным звуком.

3 Ответ от egorka13 05-11-2014 19:29

• egorka13
• Новичок
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 9

Re: Неисправности двигателя.

Alex 74
В выходные обязательно прислушаюсь! Я уж грешным делом на движок подумал. Может действительно груза! Вообще скину вариатор и за вал покручу чтоб наверняка.
Отредактировано egorka13 (5 ноября, 2014г. 19:35)

4 Ответ от Александр85 06-11-2014 21:14

• Александр85
• Специалист
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 135

Re: Неисправности двигателя.

Извините, если не в той теме пишу, но нужен совет специалистов знающих китайские двигатели. Столкнулся с такой проблемой. Заводил двигатель без глушителя (вертикальный вал, 196сс, 6л.с.) во время работы в темноте заметил, что из выхлопного отверстия идёт лёгкий голубой огонь или факел, длиной около 6-10 см. От оборотов зависит только длинна факела. Смотрится конечно круто, но. так ли должно быть. Заснял на видео, но видно очень плохо.

5 Ответ от vorontsov_p 07-11-2014 09:18

• 
• vorontsov_p
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Череповец
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 1,082

Re: Неисправности двигателя.

Совершенно нормальное явление для любого ДВС без глушителя.

6 Ответ от Александр85 07-11-2014 19:11

• Александр85
• Специалист
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 135

Re: Неисправности двигателя.

Совершенно нормальное явление для любого ДВС без глушителя.

А может смесь переобогащает немного. от сюда и догорание за пределами цилиндра?

7 Ответ от Вованыч 07-11-2014 19:20

• 
• Вованыч
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Петрозаводск
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 1,569

Re: Неисправности двигателя.

Александр85
нет ! я то же снимал и видел пламя ! так устроен движок 😎

8 Ответ от Александр85 07-11-2014 19:35

• Александр85
• Специалист
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 135

Re: Неисправности двигателя.

Ну тогда ладно. спасибо мужики. А то что только не передумал — и клапан прогорел или не отрегулирован (хотя недавно проверял, всё ок), и смесь богатая.

9 Ответ от ua1oby 07-11-2014 21:03

• ua1oby
• Профи
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 223

Re: Неисправности двигателя.

Александр85
При богатой смеси цвет был бы с красноватым оттенком.

10 Ответ от Анатолий Сергеевич 09-11-2014 00:09

• Анатолий Сергеевич
• Специалист
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 106

Re: Неисправности двигателя.

При проворачивании коленвала вручную туда сюда в определенных положениях ощущения такие словно выбирается люфт с характерным звуком.

Вариато посадочное место просажено вот и брякоет на шпонке.Вариатор должен на вал в натяг заходить. я вобще втулку вариатора на вал двс на горячую сажу. Отредактировано Анатолий Сергеевич (9 ноября, 2014г. 00:12)

11 Ответ от Анатолий Сергеевич 09-11-2014 10:37

• Анатолий Сергеевич
• Специалист
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 106

Re: Неисправности двигателя.

Зазор в шпонке может быть.А вот на горячую,это перебор.Как потом разбирать если что.

Я ж без фанатизма грею чтоб полегче заходил на вал,а снимаю съемником без проблем.

12 Ответ от KostjanИ 09-11-2014 18:38

• KostjanИ
• Участник
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 23

Re: Неисправности двигателя.

Друзья, я конечно понимаю ,что это уже много раз обсуждалось , но если кому не лень то подскажите как отрегулировать клапана . Дело в том что у меня сломалась шпилька на которую ставится коромысло .Я зачемто снял и второе коромысло и теперь не знаю как отрегулировать. И какие есть мнения почему это произошло , могу только сказать ,что клапан почти насквозь продэрявил коромысло и очень сильно покоцина втулка которой регулируется клапан тоесть все работало на перекос.

13 Ответ от agg 09-11-2014 20:50

• 
• agg
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Екатеринбург
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 522

Re: Неисправности двигателя.

Коллеги, у меня ведущий вариатора на вал двигателя легко надевается и снимается «от руки», но на шпонке не брякает. Это нормально? Так было с самого начала.

14 Ответ от Вованыч 09-11-2014 20:55

• 
• Вованыч
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Петрозаводск
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 1,569

Re: Неисправности двигателя.

agg
у меня так на всех буксах было — без шпонки от руки легко , а со шпонкой еле запихивал- подстукивал ( клиенты не жаловались)

15 Ответ от agg 09-11-2014 21:26

• 
• agg
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Екатеринбург
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 522

Re: Неисправности двигателя.

Вованыч, спасибо, понял. Так и думал, что это норма

16 Ответ от Анатолий Сергеевич 10-11-2014 21:11

• Анатолий Сергеевич
• Специалист
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 106

Re: Неисправности двигателя.

Вованыч, спасибо, понял. Так и думал, что это норма

нефига это ненорма.Итак не по законам механники вариатор на вал садится,а тут еще слабая посадка от руки,не не норма это.Была меня такой букс с вариком заходящим от руки после третьего выезда забрякал,вылечил заменой.Удачи.

17 Ответ от Вованыч 10-11-2014 21:16

• 
• Вованыч
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Петрозаводск
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 1,569

Re: Неисправности двигателя.

Анатолий Сергеевич
уже не один букс бегает — и ни чего не развалилось!

18 Ответ от Алексеевич 11-11-2014 08:14

• 
• Алексеевич
• Старейшина
• Неактивен

• Откуда: Вологодская обл.
• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 4,713

Re: Неисправности двигателя.

Анатолий Сергеевич уже не один букс бегает — и ни чего не развалилось!

Аналогично! Третий сезон! )))

19 Ответ от egorka13 16-11-2014 16:41

• egorka13
• Новичок
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 9

Re: Неисправности двигателя.

Здравствуйте! Помогите с проблемой. Новый двигатель lifan 9 л.с., наработка не более 3х часов. Заметил шум (стук), как мне кажется, в районе коленвала. На прогретом слышен отчетливее. Так же в заглушенном состоянии в определенных положениях кв (двигатель прогрет) если покрутить за вариатор из стороны в сторону, то слышен отчетливый металлический стук. Грешу на соединение шатун-кв. Может болты выкрутились? Звук похож на тот что в посте 239 первой темы, оч. хорошо слышно когда двиг глушится. Тогда ничего не нашли и забили на это, говорят нормально. Всетаки кажется так не должно быть. У кого какие предположения?

Дефект внутри движка. Разбирать не стал — обменял на новый по гарантии!

20 Ответ от AndreyXC90 20-11-2014 09:21

• AndreyXC90
• Профи
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 240

Re: Неисправности двигателя.

Добрый день! Проблемка в следующем: Движек лифан 6,5Л/С, автосцепление.
На холостых, вродь не на повышенных оборотах работает. Но ведущий вал передает крутящий момент на гусю. Тока завел, моторашка сразу поехала, на ходу приходится запрыгивать.
Масло в норме. Куда копать?
С Уважением, Андрей!

21 Ответ от Игорь М 20-11-2014 09:50

• 
• Игорь М
• Профи
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 385

Re: Неисправности двигателя.

Масло какое? Сцепление ведёт, всё таки обороты высокие или масло густое и замёрзло. Букс в стену упри пусть поработает (без фанатизма), посмотри что изменится.

22 Ответ от ua1oby 21-11-2014 00:16

• ua1oby
• Профи
• Неактивен

• Зарегистрирован: 07-10-2015
• Сообщений: 223

Re: Неисправности двигателя.

AndreyXC90
Приносили Хонду с автоматом. Такая же беда была. При вскрытии выяснилось, что разлетелись несколько роликов цепи. Обломки попали между дисками. Разобрал, помыл,заменил цепь. Все встало на место.

Причины возникновения стука двигателя «на горячую»

Двигатель — сложнейший механизм, недаром его называют сердцем автомобиля. В работе двигатель подвергается серьезным температурным и механическим нагрузкам, которые не всегда бывают равномерными. Отклонения в работе двигателя требуют неотложного внимания, особенно когда появляется один из тревожных симптомов — стуки.

Обычно стуки появляются, когда происходит удар одной детали о другую, при этом в местах их сопряжения неизбежно возникает высокая нагрузка. Под ней соприкасающиеся поверхности деталей постепенно подвергаются разрушению.

Степень разрушения находится в прямой зависимости от силы ударов, и если ничего не предпринимать, зазор между деталями будет нарастать, следовательно, и износ деталей с течением времени будет только прогрессировать.

Скорость износа деталей при выраженном стуке зависит от ряда факторов и их сочетания:

• от наличия качественной смазки в нужном количестве;
• от интенсивности нагрузок, оказывающих прямое влияние на работу всех механизмов двигателя;
• от конструкции и типа двигателя;
• от температурных условий работы (нагревание и охлаждение двигателя).

Стучащий двигатель может выдавать стук различной тональности, быть приглушенным и громким, присутствовать постоянно, либо периодически исчезать, проявляться только на холодную работу или на горячую.

Важно обращать внимание за изменением интенсивности стука, иногда он быстро прогрессирует, но может остаться долго неизменным во времени. Эти нюансы важно знать для выявления источников стука, чтобы предположить возможные проблемы.

Если после запуска двигателя и его прогрева стуки не прекращаются, лучше вообще не начинать движение. Стуки, возникшие во время пути в горячем двигателе наиболее серьезны по причине того, что их практически невозможно устранить.

Основные элементы моторного агрегата, которые могут стучать по разным причинам:

• поршни в цилиндрах головки блока;
• поршневые пальцы;
• распредвал в головке блока цилиндров;
• коленвал в блоке цилиндров;
• ось и коромысло клапанного механизма;
• направляющая клапана и непосредственно сам клапан.

Откуда в двигателе возникает стук на горячую?

Причины могут быть самые разные, и первоочередная задача при обнаружении стуков, понять какие детали его вызывают. От своевременно найденной причины и быстрого решения проблем зависит срок службы двигателя в целом.

1. Самая безобидная причина кроется не в механизме, а в понижении уровня моторного масла. Когда двигатель стучит на горячую, в дорожных условиях самое большее, что можно сделать — это при помощи щупа выяснить уровень моторного масла в текущий момент. Нехватка смазки провоцирует трение смежных деталей друг о друга, они могут повреждаться, что и вызывает появление характерных стуков.

При доливании масла до требуемого уровня, стук должен прекратиться.

1. Необходимо прислушиваться к интенсивности стуков, если отмечается явное их нарастание, то лучше обратиться в автосервис и провести диагностику двигателя. Если стуки в двигателе на горячую равномерные и характеризуются затиханием с нарастанием температуры, при этом видимых неисправностей и проблем не обнаружено, автомобиль может эксплуатироваться еще десятки тысяч километров до того, как встанет на ремонт.
2. Стук может исходить из коленчатого вала. Если мотор находится под нагрузкой, и при этом стуки проявляются с нарастающей силой, прогрессируя с течением времени, то поиск проблемы сужается до подшипников коленчатого вала. Продолжать движение при такой неисправности опасно, иначе ситуация усугубится и мотор потребуется ремонтировать капитально.
3. Стук в двигателе на горячую способен издаваться клапанами при повышении числа оборотов коленвала и одновременном уменьшении давления в системе уровня смазки. Для того чтобы избавиться от стука, для начала потребуется привести в норму давление в системе, чтобы двигатель нормально функционировал. Важно подобрать только такое моторное масло, вязкость и свойства которого удовлетворяют климатическим условиям конкретного региона с учетом сезона.

Если давление масла нормализованно, а стуки не прекращаются, тогда придется снимать крышку клапанов и сделать проверку зазоров. Увеличение зазоров — главная причина появления стука и последующего износа деталей.

Это явление характерно для машин со значительным пробегом, где зазоры появляются по причине долгого использования и естественного износа деталей. Зазоры нужно выставить правильно, регулируют их с помощью специального набора щупов, которые помещаются в промежутки между коромыслом и верхней частью клапана.

1. При изменениях температуры двигателя стуки могут либо усиливаться, либо ослабевать. Первый случай связан с тем, что изношенные детали при прогревании могут немного расшириться, тем самым уменьшив зазор, а это в свою очередь, приводит к естественному исчезновению стука. Такая ситуация часто наблюдается в цилиндропоршневой группе двигателя. Второй случай связан с нагревом моторного масла. Как известно, при горячем двигателе оно разжижается, что может усилить стуки в подшипниках кривошипно-шатунного механизма. Продолжать движение на автомобиле во время стука двигателя весьма опасно, Во избежание серьезных поломок моторного агрегата, лучше вызвать эвакуатор и отвезти машину на станцию техобслуживания, где специалисты будут выявлять точную причину и сразу ее устранять.
2. Иногда стук появляется из-за человеческого фактора. Простой пример — форсирование лужи на большой скорости приводит к гидроудару, что может повлечь за собой прогибание шатуна. Бывает, что замененная при ремонте деталь была с нарушенной геометрией, некачественной, либо установка ее была выполнена с перекосом. На подобные детали в разы возрастает нагрузка, что неизбежно приводит к ухудшению смазки и повышению температуры в зоне их работы. Как результат — быстрая изнашиваемость, увеличение зазоров, и впоследствии — стук.

Важно понимать, что если при капремонте мотора автовладелец сэкономит на запчастях, то ни к чему хорошему это не приведет. Если нет доверия к автосервису, надо стараться приобрести запчасти самостоятельно, выбрав оригинального производителя, либо аналог с хорошей репутацией.

Если после проверки зазоров соединенных деталей выяснилось, что они соответствуют норме, можно предположить, что двигатель стучит на горячую из-за интенсивных нагрузок, либо по причине долгой работы в перегретом состоянии. В результате чего сильное трение деталей быстро разрушает смазку.

При выставлении зазоров меньше нормы, когда детали намеренно притерты друг к другу очень плотно, стук возникает также вследствие повышения нагрузки, происходит повышение температуры, и ухудшаются условия смазки.

Случается и так, что детали не соприкасаются, а стук есть. Это возможно по причине сильной деформации одной из деталей. Например, возникший в цилиндре головки блока гидроудар приводит к «укорачиванию» шатуна.

При этом поршень при движении начинает задевать коленчатый вал в нижней мертвой точке. Или поршни, выполняя ход, могут задевать край выставляющейся прокладки головки блока цилиндров. На дизельных двигателях часто стук вызывается неправильной установкой фаз, при которой клапаны немного не достают до поршней.

Немаловажно наблюдать за стуком при увеличении нагрузки двигателя.

Здесь возможно два варианта:

1. Стук меняет характер при увеличении нагрузки.

При повышенной нагрузке мотора стук будет усиливаться в тех частях, где увеличивается работа, т.е. в кривошипно-шатунном механизме. Здесь работает и температурный фактор в совокупности с нагрузкой. При росте температуры масло разжижается, что усиливает стук, например, имеющего повреждения подшипника в КШМ.

Однако, если дефект находится в теле поршня, увеличение температуры мотора наоборот, уменьшит зазор вследствие расширения детали, а следовательно, и стук вероятно стихнет.

1. Стук не имеет отношение к нагрузке и зависит только от частоты вращения.

Стуки способны значительно усиливаться с ростом частоты вращения двигателя. Это может быть удар клапана о поршень, дефект подшипника балансирного вала, попадание постороннего предмета между телом поршня и ГБЦ.

Чем больше вращения, тем больше будет нагрузка на слабые места, и тем больше деформируются детали. Высокая температура при вышеуказанных ситуациях только усугубит положение дел — вязкость масла понизится, а детали нагреются еще сильнее.

Когда частота стука меньше, чем у коленчатого вала, предполагают проблемы с газораспределительным механизмом. Стуки усиливаются с увеличением температуры по причине увеличения зазоров в механизме привода клапанов. Под нагрузкой стук характер не меняет, однако при увеличении оборотов способны начать стучать гидрокомпенсаторы, которые могут замаскировать истинную проблему.

Стуки с неравномерной частотой, не меняющие характер при повышении нагрузки, способны указать на износ упорных подшипников валов, на ослабленную посадку или дефекты в шкивах и маховиках.

Встречаются такие стуки, которые при диагностике могут навести на неверный диагноз, на СТО их именуют «стуками-обманщиками». Их могут распознать только опытные специалисты, а недобросовестные автосервисы, пользуясь безграмотностью автовладельцев, могут «притянуть за уши» капремонт мотора и хорошо заработать.

Среди стуков-обманщиков встречаются:

• стук гидротолкателей часто напоминает стук шатунных вкладышей;
• резкий стук дизеля указывает на то, что топливная аппаратура находится в неисправном состоянии, хотя и схож на стук шатунов;
• ослабленный болт шкива распредвала может давать грохот, схожий со стуком коленвала;
• стук наряду с характерным жужжанием, и свистом способны издавать генератор, а также водяной насос;
• визг с перемежающимся свистом характерен для проскальзывающего ремня генератора или заклинивание водяной помпы;
• звуки, напоминающие шелест, способны указывать на проблемы с цепью или ремнем газораспределительного механизма;
• явный металлически окрашенный стук способен указывать исключительно на детонацию мотора.

При попытке диагностировать причину стука самостоятельно, первое, что стоит сделать, чтобы исключить посторонние звуки, визги и шелесты — проверить натяжение ремня ГРМ, затем произвести временный демонтаж генератора, распределительного вала и водяного насоса. Это значительно ускорить выявление настоящей причины стука.

Диагностика двигателя и выявление причин стука

Оценить характер стука, частоту и выявить истинную причину его появления может только опытный механик-моторист, перебравший уже множество двигателей по частям. Поэтому важно выбрать тот автосервис, который специализируется не только на компьютерной диагностике, но и оказывает услуги механического ремонта моторов.

Диагностика стука сравнима с разгадкой ребуса — никогда нельзя быть уверенным на 100 процентов в правильном диагнозе. Даже опытный эксперт, проводя диагностику характера стука, выявляя область его локализации и тональность, назовет причину «вероятной». А при диагностике горячего двигателя требуется особое мастерство — не каждый может верно, прослушать стук на фоне общего возрастающего шума работающего мотора.

Самостоятельно выяснить причину, задача почти непосильная, водителю важно дать максимально точное описание стука: при каких обстоятельствах стук впервые проявился, как изменяется его характер и частота при старте мотора, на холодном пуске и на горячем, что происходит при уменьшении и увеличении оборотов, под нагрузкой, на холостом ходу. Эта важная информация поможет успешно провести диагностику и выйти на решение о проведении ремонтных работ.

Самое главное не забывать, что появившийся стук в двигателе на горячую — это серьезная проблема, которую нужно безотлагательно решить. От этого зависит судьба двигателя и эксплуатация автомобиля в целом. Иногда двигатель подвергается частичному разбору, но бывает и так, что без полного разбора не обойтись.

Ищем поломку в авто по звуку: призываем немного машинного обучения для поиска аномалий в работе двигателя

В школьные годы у меня был одноклассник, который мог послушать, как работает машина во дворе, и с серьезным лицом вынести вердикт: все в порядке, или что-то сломалось, и нужно срочно бежать за новыми деталями/маслом/инструментами! Я, как абсолютный чайник в автомобильном деле, всегда слышал обычное дребезжание очередной двенашки, никаких отличий не замечая и просто молча поражаясь его слуху и скилам.

Сейчас разбираться во внутренностях автомобиля я лучше не стал, зато начал работать с обработкой звуковых сигналов и машинным обучением, и здесь мы с вами постараемся понять, а возможно ли научить компьютер улавливать в звуке работы двигателя отклонения от нормы?

Как минимум, это просто интересно проверить, а в перспективе такая технология могла бы сэкономить кучу денег автовладельцам. По крайней мере в моем представлении, под капотом критичные поломки происходят постепенно, и на ранних стадиях, многие из них можно услышать, быстро и дешево исправить, сэкономив время, деньги и без того шаткие нервы.

Ну что, пожалуй, пора перейти от слов к делу. Поехали!

Сразу хочу сказать, что во всем, что касается математики и алгоритмов, я буду делать больший упор на смысл и понимание, формул и математических выкладок здесь не будет. Никаких новых алгоритмов я здесь не разработал, за формулами, при желании, лучше обратиться к гуглу и википедии, а также воспользоваться ссылками, которые я буду оставлять на протяжении всей статьи.

Все объяснения я буду приводить на примере звука двигателя с поломкой, взятого из этого ролика на YouTube.

Скачанный с ютуба файл (можно скачать с помощью браузерных расширений или просто изменив в ссылке youtube на ssyoutube) конвертируем в wav формат с помощью ffmpeg:

Прежде чем начать обработку этого файла, скажу пару слов о том, что такое спектрограмма, и как она пригодится нам при решении этой задачи. Многие из вас, наверняка, видели подобную картинку — это амплитудно-временное представление звука или осциллограмма.

Если простым языком, то звук — это волна, и на осциллограмме наблюдаются значения амплитуды этой волны в заданные моменты времени.

Чтобы получить из такого представления спектрограмму, нам потребуется преобразование Фурье. С его помощью можно получить амплитудно-частотное представление звука или амплитудный спектр. Такой спектр показывает, на какой частоте и с какой амплитудой выражен исследуемый сигнал.

По сути, спектрограмма — это набор спектров коротких последовательных кусочков сигнала. Пожалуй, такого «определения» нам будет достаточно, чтобы не отвлекаться сильно от задачи. Все станет понятнее, если посмотреть на визуализацию спектрограммы (картинка получена с помощью WaveAssistant). По оси X здесь отложено время, по оси Y — частота, то есть каждый столбец в этой матрице — это модуль спектра в заданный момент времени.

На этой спектрограмме видно, что звук двигателя при отсутствии постукивания «выглядит» примерно одинаково, и выражен на частотах в окрестности 600, 1200, 2400 и 4800 Гц. Звук стука, который беспокоит владельца, очень хорошо различим в диапазоне частот 600-1200 Гц с 5 по 8 секунду. Поскольку запись сделана в довольно шумных условиях на улице, на спектрограмме эти шумы также присутствуют, что несколько усложняет нашу задачу.

Тем не менее, глядя на такую спектрограмму, мы с уверенностью можем сказать, где стук был, а где его не было. У компьютера же глаз нет, поэтому нам нужно подобрать алгоритм, который будет способен различить подобное отклонение (а желательно и не только его) при условии наличия шумов в записи.

Рассчитать спектрограммы можно с помощью библиотеки librosa следующим образом:

Решение

Строго говоря, нам нужно решить задачу бинарной классификации, где нужно определить, сломан двигатель или работает в штатном режиме. Подобные задачи мы с коллегой уже описывали в своей предыдущей статье, там мы использовали сверточную нейронную сеть для классификации акустических событий. Здесь же такое решение вряд ли представляется возможным: нейронки очень любят, когда им даешь большие датасеты. Мы же имеем дело с одной вавкой длительностью чуть больше минуты, что большим датасетом явно не назовешь.

Выбор был остановлен на Gaussian Mixture Model (модель Гауссовых смесей). Хорошую статью, подробно описывающую принцип работы и обучения этой модели можно найти здесь Общая идея же этой модели заключается в том, чтобы описать данные с помощью сложного распределения в виде линейной комбинации нескольких многомерных нормальных распределений (подробнее о многомерном нормальном распределении здесь).

Так как двигатель в процессе своей работы звучит примерно «одинаково», звук его работы можно считать стационарным, и идея описания этого звука с помощью такого распределения выглядит вполне осмысленной. Чтобы понять суть GMM я очень рекомендую посмотреть пример обучения и выбора количества гауссоид здесь.

Наш случай отличается от представленных выше примеров тем, что вместо точек на двумерной плоскости будут использоваться значения спектра, взятые из спектрограммы сигнала. Подбирать параметры распределения, такие как тип ковариационной матрицы можно с помощью BIC критерия (пример, описание), однако в моем случае оптимальные с точки зрения этого критерия параметры показали себя хуже, чем те, что приведены в коде ниже:

Предполагая, что звук нормальной работы описывается распределением, параметры которого подобрались в процессе обучения, можно замерять, насколько любой звук «близок» к этому распределению.

Чтобы это сделать, можно вычислить среднее правдоподобие столбцов спектрограммы исследуемого сигнала, а затем подобрать порог, который будет отделять правдоподобие звуков хорошей работы от всех остальных. Построить правдоподобие для каждой секунды можно следующим образом:

Если отобразить полученные правдоподобия на графике, то получим следующую картинку.
В верхней части изображена спектрограмма сигнала, отображенная с помощью библиотеки matplotlib. Изменения, вызванные стуком, на ней заметны не так сильно, как на примере выше (именно поэтому здесь вы увидели 2 изображения). Тем не менее, если приглядеться, их все равно можно разглядеть. Вертикальными линиями помечены времена начала и конца стуков.

Выводы

Как видно из графика, в моменты звучания стука правдоподобие действительно становилось ниже порога, а значит, мы бы смогли разделить два этих класса (работа со стуком и без него). Но нужно сказать, что это значение находится достаточно близко к пороговому и в участках, где стук не слышен. Это происходит потому, что в записи часто встречаются посторонние шумы, которые также влияют на величину правдоподобия.

Добавим сюда обучения на буквально нескольких секундах звука, плохие условия записи, и уже можно вообще удивляться тому, что эксперимент хоть как-то удался!

Скорее всего, чтобы этот способ применить на практике и быть уверенным в его надежности, звука придется записать куда больше, а также хорошо разместить микрофон, чтобы свести попадание шумов на записи к минимуму.

Эта статья — лишь попытка решить подобную задачу, не претендующая на абсолютную правильность, если у вас есть идеи и предложения, а может быть вопросы, давайте обсудим их вместе в комментах или лично.

Когда неисправен клапан

Хорошо, когда машина новая — двигатель работает тихо, его не слышно даже на разгоне с полным «газом». Но идет время — и однажды вы замечаете, что от былой «тишины» не осталось и следа, а, открыв капот, видите некоего грохочущего зверя, который вместе привычного пения издает явно оскорбляющие слух звуки.

Шумность работы двигателя чаще всего связана с газораспределительным механизмом — большие зазоры и стук всегда соседствуют друг с другом. Первое, что приходит в голову — отрегулировать зазоры в приводе клапанов. Часто это помогает, но иногда после регулировки кажется, что стук стал даже сильнее: один или несколько клапанов продолжают стучать. И совершенно непонятно почему: ведь зазоры в норме, да и распределительный вал с виду хороший. Причина, похоже, не лежит на поверхности, она где-то внутри, но где? Надо бы разобраться, да некогда. А стук становится все громче.
То, что клапан — деталь ответственная, никому объяснять не надо. И то, что неисправности клапанов — штука не только серьезная, но и опасная, многим известно не понаслышке. Возникают подобные неисправности по разным причинам. И встречаются среди них совершенно неочевидные, так что при ремонте не удается ограничиться только заменой неисправной детали.
Кстати, в любом случае перед тем, как что-либо ремонтировать или менять, полезно найти причину конкретной неисправности. Иначе та же участь в скором будущем может постигнуть и совсем новую, только что установленную деталь. А чтобы этого не случилось, желательно знать, в каких условиях она работает.

Как работает клапан

Основная задача клапанов — управление потоками топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, поступающих в цилиндр или вытекающих из него. Следовательно, клапан при его открытии должен свободно пропускать смесь или газы, то есть обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. В то же время закрытый клапан должен обеспечивать герметичность и полностью отделять полость цилиндра от впускной или выпускной системы двигателя.
Клапаны работают в условиях сильного нагрева от горячих газов, обтекающих их тарелки. И если впускной клапан при открывании периодически охлаждается поступающей в цилиндр топливовоздушной смесью, то выпускной работает в гораздо более жестких условиях. Открываясь на такте выпуска, он еще больше нагревается горячими выхлопными газами, и температура его тарелки достигает 850-900 град. С.
Для того чтобы клапаны могли противостоять таким тепловым нагрузкам, их приходится изготавливать из специальных жаростойких сталей и сплавов с большим содержанием хрома, никеля, молибдена и даже вольфрама. Эти материалы весьма недешевы, из-за чего нередко выпускные клапаны изготавливают из разнородных материалов: тарелку — из жаростойкого сплава, а стержень — из легированной стали. Кстати, впускные и выпускные клапаны самых разных моторов очень легко отличить: тарелки выпускных клапанов не обладают магнитными свойствами.
Чтобы снизить износ фаски при высоких рабочих температурах, на нее нередко наплавляют специальный твердый материал-стеллит. Реже применяют натриевое охлаждение клапана: натрий, перемещающийся во внутренней полости клапана при его открытии и закрытии, переносит тепло от горячей тарелки к более холодному стержню.
Практика показывает, что даже самый жаростойкий клапан все равно прогорит, если не будут выполнены и некоторые другие условия, главное из которых — плотная посадка тарелки в седле. Дело в том, что только хороший контакт клапана с седлом позволяет надежно отвести тепло от нагретой тарелки. Ведь седло довольно холодное, оно запрессовано в тело головки блока охлаждаемой жидкостью.
Через седло отводится до 75 % всего тепла, поступающего к тарелке, — весьма и весьма значительная часть. Естественно, если контакт с седлом нарушен, тарелка сразу начинает перегреваться. Значит, до прогара жить клапану остается недолго.
Выглядит это как цепная реакция. Небольшая неплотность в сопряжении тарелки и седла приводит к прорыву газов. Отвод тепла от тарелки в этом месте отсутствует, и тарелка перегревается. Неплотность увеличивается, а вместе с ней растет и температура тарелки. В конце концов материал начинает разрушаться, туда устремляется еще больше горячих газов, и дефект тарелки быстро распространяется до тех пор, пока цилиндр полностью не выключается из работы из-за отсутствия компрессии.
Как видим, хорошее сопряжение тарелки с седлом «убивает» сразу «двух зайцев»: снимает температуру клапана до приемлемого уровня и обеспечивает герметичность. И трудно сказать, что важнее. По крайней мере для работоспособности самого клапана важно первое, а для двигателя в целом — второе (имеются в виду хорошие пусковые свойства, мощностные характеристики, экономичность).
Кроме указанных условий, работа клапана (открытие и закрытие) должна быть достаточно «мягкой» и не вызывать излишнего шума. Шум или, точнее, стук клапанов — верный признак неисправности, а возникающие при стуке ударные нагрузки нередко сами по себе вызывают еще более серьезные неисправности и даже поломки клапанов.

Откуда берется стук?

Причин несколько. Самая простая уже упомянута — большой зазор в приводе. Кулачок распредвала из-за этого набегает на толкатель (рычаг или коромысло) не плавно, а с ударом, который тем сильнее, чем больше зазор.
Что страдает в данном случае в первую очередь? То, что воспринимает ударную нагрузку: рабочие поверхности кулачка распредвала и толкателя, а также опорная поверхность толкателя и торец стержня клапана. На них нередко образуются повреждения в виде точечных раковин, которые в дальнейшем расширяются и углубляются.
Но этим дело не ограничивается. Клапан не только с ударом открывается, но также резко, со стуком, закрывается. А это значит, что ударная нагрузка при закрытии приходится на уплотнительную фаску клапана и седло. Кроме того, в момент удара при посадке на седло на стержень клапана действует большая растягивающая нагрузка от пружины. Длительная работа в таких условиях весьма опасна: тарелка может просто оторваться от стержня либо стержень разрушится по другому слабому месту — канавке для сухарей.
Но допустим, что зазоры в приводе клапанов нормальные, а стук все равно прослушивается. Чаще всего причина такого стука кроется в большом зазоре между стержнем клапана и направляющей втулкой. Ситуация эта наиболее характерна для старых, изрядно походивших, моторов. Иногда стук клапана связан с неконцентричностью седла и отверстия направляющей втулки, что является следствием перегрева головки блока или неправильно выполненного ремонта. При этом клапан садится на седло сначала одним краем тарелки, и только затем, перекатываясь во втулке в пределах зазора, полностью. Из-за этого, кстати, износ направляющей втулки быстро прогрессирует.
Быстрый износ направляющей втулки и стук клапана возникают и по другим, более сложным, причинам. Например, когда гнездо цилиндрического толкателя клапана несоосно, либо имеет перекос по отношению ко втулке. Подобный дефект иногда встречается на отечественных моторах. Стук возможен также, из-за повышенных зазоров в деталях привода — в осях коромысел, в гнездах цилиндрических толкателей, а также в подшипниках распределительного вала.
Все эти стуки на слух достаточно похожи, и поэтому часто выделить конкретную причину без разборки и внимательной ревизии состояния деталей не удается. Но в любом случае нужно иметь в виду, что раз есть стук, значит нагрузки в местах контакта деталей носят ударный характер. Как правило, такой стук быстро прогрессирует, что грозит не только износом клапанов и сопряженных с ними деталей, но и их поломкой.

Почему сломался клапан?

Сам по себе стук может и не вызвать поломку. Но в любом случае важно понять, почему клапан начал стучать? А причин, спровоцировавших появление стука, оказывается, немало.
Самая распространенная — неграмотная эксплуатация, неквалифицированное и несвоевременное обслуживание двигателя. Очевидно, регулировка зазоров в приводе клапанов от случая к случаю — верный способ ускорить износы, вызвать стуки, а затем и поломки.
Очень опасно при регулировке устанавливать слишком малые зазоры: при работе двигателя клапаны нагреются, их длина увеличится, и, когда зазор выберется полностью, клапаны «повиснут». А тогда неплотная посадка на седло приведет к перегреву тарелок и прогару.
Довольно распространенная причина прогара выпускных клапанов — слишком позднее зажигание. Особенно если двигатель длительное время работает на больших частотах вращения и нагрузках. Но и раннее зажигание — тоже для клапанов не подарок, ведь температура газов в цилиндре в этом случае максимальна. Значит, неправильная установка опережения зажигания вызывает не только потерю мощности и увеличение расхода топлива, но и неисправности клапанов.
Использование некачественного масла — тоже возможная причина износа втулок и стержней клапанов. Кроме того, такое масло имеет свойство коксоваться в нижней части стержней клапанов. Из-за этого клапан будет все туже ходить во втулке, а затем и вовсе может заклинить в ней. В конце концов он получит-таки поршнем по тарелке со всеми вытекающими последствиями.
Нагар, откладывающийся на тарелках клапанов (особенно впускных), например, из-за износа маслосъемных колпачков, тоже небезобидная вещь. Достигая солидной толщины, нагар начинает откалываться. И частицы довольно крупных размеров легко могут попасть между фаской и седлом клапана. А после этого плохой контакт с седлом и перегрев тарелки неминуем.
Интересно отметить, что значительные отложения нагара на клапанах, вызывающие подобные неприятности, далеко не всегда связаны с износом маслосъемных колпачков. Судите сами: повышенное давление в картере из-за неисправности системы вентиляции или износа цилиндро-поршневой группы легко может выдавливать масло к тарелкам клапанов даже через самые новые колпачки.
Некоторые «горячие головы» предпочитают отсоединять шланг вентиляции картера от воздушного фильтра и выводить его куда-нибудь под днище автомобиля — так якобы мотору «легче дышится». И невдомек им, что на некоторых режимах в картере создается разрежение, и пыль, засасываемая в двигатель через шланг, не только быстро загрязняет масло и масляный фильтр, но и попадает к направляющим втулкам и стержням клапанов. Комментарии, как говорится, излишни.
Но, пожалуй, самые серьезные последствия для клапанов таит в себе несоблюдение сроков замены ремня привода распределительного вала. На многих современных моторах клапаны в случае обрыва ремня деформируются. Добавим еще, что попытки поставить новый ремень и так доехать, к примеру, до гаража, редко оканчиваются благополучно. Деформированные клапаны каждый раз при посадке на седло испытывают большие изгибающие нагрузки и через 10-15 минут работы, как правило, ломаются. А такая поломка клапана — это, как минимум, замена поршня, головки блока, шатуна.
Целый ряд проблем вносит в работу клапанов некачественно выполненный ремонт. Например, наиболее «опытные» механики не утруждают себя использованием специальных приспособлений для сжатия пружин клапанов. Их «коронные» инструменты — стальная труба и молоток, стукнул посильнее — и порядок. Только вот клапан может получить повреждение по канавке для сухарей. А потом, много позже, в этом месте сломаться.
Очень опасно попадание абразивной пасты в направляющую втулку во время притирки клапана к седлу. Промыть такую втулку — целая история. Но если этого не сделать, история получится с продолжением максимум на 5-10 тысяч километров пробега. После этого износ втулки и стержня, скорее всего, превысит все разумные пределы.
Некоторые механики стремятся сделать зазор клапана во втулке как можно меньше. Это заблуждение нередко приводит к заклиниванию клапана с весьма неприятными последствиями.
Еще одна ошибка — притирка клапанов без правки седел. Как показывает практика, после длительной эксплуатации и особенно после замены направляющих втулок их несоосность с седлами — обычное дело. В подобных случаях одна лишь притирка, скорее всего, приведет к стуку клапанов и быстрому износу деталей.
Когда головка блока полностью собрана с клапанами, очень легко испортить всю работу, обстукивая клапаны молотком. Результат может быть тот же, что и при «ударной» разборке, особенно у современных многоклапанных двигателей с клапанами малого диаметра.
Из всех этих факторов складывается довольно ясная картина, когда клапан неисправен, ему, скорее всего, кто-то в этом «помог». И задача механика — не только не стать очередным «помощником», но ликвидировать все последствия прежней «помощи», которые обычно несут на себе после долгой работы клапаны и другие детали. Только так можно быть уверенным, что клапан не подведет.

Александр Хрулев, кандидат технических наук, «АБС»

Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!