Diagnostic des dysfonctionnements du moteur Diesel par analyse de la vitesse de rotation du vilebrequin

par Marc-André Charbonnier

Thèse de doctorat en Transferts Thermiques

Sous la direction de Jean-Claude Champoussin.

Soutenue en 1990

à Lyon, INSA , en partenariat avec LEA - Laboratoire d'Energétique et d'Automatique (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Moteurs diesel
• Circuits de distribution
• Capteurs (technologie)

Résumé

L'auteur analyse l'effet des défauts lies au système d'injection et aux culbuteurs sur la vitesse de rotation instantanée du vilebrequin. De l'inventaire des différentes méthodes publiées, il ressort deux groupes, bases sur des mesures électriques directes ou sur le traitement numérique du signal. Dans les deux cas, sont pratiquées les analyses temporelles et fréquentielles. Dans la méthode proposée, les durées de passage entre deux dents de la couronne de démarrage sont déterminées grâce a un capteur de proximité inductif. L’étude du signal de vitesse fait apparaître 474 descripteurs potentiels. Des considérations physiques, faites directement sur le tableau des données expérimentales, ont permis d’éliminer les descripteurs propres a la dynamique de la cible et ceux lies aux bruits de mesure, soit au total 241 descripteurs. Les techniques d'analyse des données (analyse en composantes principales et classification ascendante hiérarchique) permettent de sélectionner les 47 descriptions adaptes au diagnostic des défauts testes. Pour chacun de ces descripteurs, deux moyennes sont calculées, l'une pour le moteur avec défaut, l'autre pour le moteur sain. Chaque défaut est caractérise par un critère défini a partir de la différence de ces moyennes. Ceci permet d’établir une matrice critères/défauts.

Titre traduit

= Diagnostic of diesel engine malfunction by analysis of the crankshaft rotational speed

Résumé

[The author analyses the effect of faults linked to the injection system and rocker arms on the instantaneous crankshaft rotational speed. Of all the different published methods on the subject, two basic groups appears: one using direct electric :measurement, the other using treatment of the signal. Time frequency analyses are used in bath cases. In the proposed method, the time between successive starting gear teeth is determined by an inductive proximity sensor. A study of the speed signal shows that there are potentially 474 components to describe it. Some physical considerations, based on direct analysis of experimental data has allowed the elimination of the components linked to the target' s dynamics and measurement' s noise, which amounts to 241 components. The data analyses techniques (principal components analyses and hierarchical ascendency classification) allowed the selection G)f the 47 components which are adapted to the diagnostic of tested faults. For each of these components, two average values are calculated : the first is relative to the engine with a fault, the second to the engine without a fault. Each fault is characterised a criterion whose definition is based on the difference between the two average values. This allowes a criterion/default matrix to be established.