Businaro, Andrea
(2017)
Real-Time Engine Diagnostic and Control Based on Acoustic Emissions Analysis, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna.
Dottorato di ricerca in
Meccanica e scienze avanzate dell'ingegneria, 29 Ciclo. DOI 10.6092/unibo/amsdottorato/7808.
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Abstract
Negli ultimi anni, nel panorama automobilistico mondiale è stata introdotta una nuova generazione di motori, che rappresentano la ricerca della massima efficienza termica e meccanica. Numerose ricerche hanno dimostrato l'efficacia dei concetti di iniezione diretta, riduzione della cilindrata, sovralimentazione applicate a sistemi di combustione ad accensione comandata, per ridurre il consumo e rispettare i limiti di emissioni. Queste nuove tecnologie richiedono sistemi di gestione sempre più complessi.
Il suono emesso da un sistema meccanico racchiude molte informazioni relative alla sua condizione operativa e attraverso una opportuna elaborazione può essere utilizzato con finalità di controllo e diagnostica. Nella tesi verrà mostrato come funzioni specifiche svolte da sensori differenti presenti in vettura, possono essere eseguite tramite un unico sensore multifunzione basato su una tecnologia microfonica a basso costo.
Il primo capitolo introdurrà alcune nozioni di acustica e del trattamento dei segnali. Il capitolo 2 illustra lo sviluppo di indici di detonazione basati sull’elaborazione del segnale acustico applicati sia a motori automobilisti che motociclistici. Questa tecnica di identificazione è stata implementata in una reale centralina di produzione. Nel terzo capitolo viene analizzata la capacità di rilevamento di mancate accensioni mediante l’analisi sonora. Nel dominio delle basse frequenze sonore, è possibile individuare caratteristiche relative a ciascun ciclo di combustione di ogni cilindro. Il vantaggio presentato da questa metodologia di identificazione è di non essere influenzato dalle condizioni della linea di trasmissione e della strada, come invece accade per la tecnologia più largamente utilizzata, che è basata sull’analisi della velocità istantanea dell’albero motore.
Nel capitolo 4 vengono mostrati i primi studi e risultati sperimentali nello sviluppo di una tecnica di identificazione di perdite del giro aria mediante analisi acustica. Nel capitolo 5 verrà descritta una metodologia di analisi innovativa del segnale accelerometrico in grado di fornire informazioni utili per la determinazione della fase di combustione.
Abstract
Negli ultimi anni, nel panorama automobilistico mondiale è stata introdotta una nuova generazione di motori, che rappresentano la ricerca della massima efficienza termica e meccanica. Numerose ricerche hanno dimostrato l'efficacia dei concetti di iniezione diretta, riduzione della cilindrata, sovralimentazione applicate a sistemi di combustione ad accensione comandata, per ridurre il consumo e rispettare i limiti di emissioni. Queste nuove tecnologie richiedono sistemi di gestione sempre più complessi.
Il suono emesso da un sistema meccanico racchiude molte informazioni relative alla sua condizione operativa e attraverso una opportuna elaborazione può essere utilizzato con finalità di controllo e diagnostica. Nella tesi verrà mostrato come funzioni specifiche svolte da sensori differenti presenti in vettura, possono essere eseguite tramite un unico sensore multifunzione basato su una tecnologia microfonica a basso costo.
Il primo capitolo introdurrà alcune nozioni di acustica e del trattamento dei segnali. Il capitolo 2 illustra lo sviluppo di indici di detonazione basati sull’elaborazione del segnale acustico applicati sia a motori automobilisti che motociclistici. Questa tecnica di identificazione è stata implementata in una reale centralina di produzione. Nel terzo capitolo viene analizzata la capacità di rilevamento di mancate accensioni mediante l’analisi sonora. Nel dominio delle basse frequenze sonore, è possibile individuare caratteristiche relative a ciascun ciclo di combustione di ogni cilindro. Il vantaggio presentato da questa metodologia di identificazione è di non essere influenzato dalle condizioni della linea di trasmissione e della strada, come invece accade per la tecnologia più largamente utilizzata, che è basata sull’analisi della velocità istantanea dell’albero motore.
Nel capitolo 4 vengono mostrati i primi studi e risultati sperimentali nello sviluppo di una tecnica di identificazione di perdite del giro aria mediante analisi acustica. Nel capitolo 5 verrà descritta una metodologia di analisi innovativa del segnale accelerometrico in grado di fornire informazioni utili per la determinazione della fase di combustione.
Tipologia del documento
Tesi di dottorato
Autore
Businaro, Andrea
Supervisore
Dottorato di ricerca
Ciclo
29
Coordinatore
Settore disciplinare
Settore concorsuale
Parole chiave
acoustic emissions, knock, misfire, leak detection
URN:NBN
DOI
10.6092/unibo/amsdottorato/7808
Data di discussione
24 Maggio 2017
URI
Altri metadati
Tipologia del documento
Tesi di dottorato
Autore
Businaro, Andrea
Supervisore
Dottorato di ricerca
Ciclo
29
Coordinatore
Settore disciplinare
Settore concorsuale
Parole chiave
acoustic emissions, knock, misfire, leak detection
URN:NBN
DOI
10.6092/unibo/amsdottorato/7808
Data di discussione
24 Maggio 2017
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