تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

تشخیص عیب عدم تشکیل شعله در موتور‌های درونسوز بر پایه سیگنال آکوستیک با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکده فنی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران
2 استادیار، عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
3 رئیس توسعه آزمون و اعتبارسنجی، مرکز تحقیقات موتور ایران خودرو (ایپکو)، تهران، ایران
4 دانشگاه الزهرا استادیار، عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران
10.22034/er.2026.2076337.1107
چکیده
این پژوهش بر شناسایی عدم تشکیل شعله در موتور بنزینی چهار سیلندر چهار زمانه در یک اتاق آزمایش موتور با استفاده از پردازش سیگنال صوتی تمرکز دارد. این تحقیق یک راه‌حل هوشمند را با ترکیب روش‌های پردازش سیگنال و شبکه‌های عصبی مصنوعی پیشنهاد می‌کند. عدم تشکیل شعله توسط قطع کردن پاشش انژکتور برای هر سیلندر در سرعت ثابت 760 د.د.د. ایجاد شد و سیگنال‌های صوتی تحت شرایط کنترل‌شده ضبط گردید. روش‌های FFT، MFCC و STFT برای استخراج ویژگی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی و شبکه عصبی پیچشی یک‌بعدی با ویژگی‌های استخراج شده از تبدیل سریع فوریه به ترتیب به دقت‌های 98.40% و 99.36% دست یافتند. همچنین، شبکه عصبی پیچشی دوبعدی با استفاده از ویژگی‌های استخراج شده از تبدیل فوریه زمان-کوتاه به دقت 99.71% رسید. این نتایج نشان می‌دهد که روش‌های پیشنهادی، خصوصاً استفاده از شبکه‌های عصبی پیچشی دوبعدی، عملکرد بسیار مناسبی در شناسایی وضعیت سالم و معیوب موتور دارند و می‌توانند به عنوان ابزاری مؤثر برای نظارت و عیب‌یابی موتورهای بنزینی، مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Acoustic signal-based misfire detection in internal combustion engines using machine learning techniques

نویسندگان English

Fahime Salehi 1
Ashkan Moosavian 2
Jafar Hashemi Daryan 3
Hamed Moqtaderi 4
1 MSc Student, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Alzahra University.
2 Assistant Prof., Department of Mechanical Engineering, National University of Skills, Tehran, Iran
3 Test and validation development head, IranKhodro Powertrain Company (IPCo), Tehran, Iran.
4 Assistant Prof., Department of Mechanical Engineering, Alzahra University, Tehran, Iran
چکیده English

The This research focuses on detecting misfire in a four-cylinder four-stroke gasoline engine inside an acoustic engine test cell using audio signal processing. This research proposes a smart solution by combining signal processing techniques and artificial neural networks. Misfire was created by fuel injection cut off for each cylinder at a constant speed of 760 rpm, and the audio signals were recorded under controlled acoustic conditions. FFT, MFCC and STFT techniques were used for feature extraction. The results showed that the artificial neural network and the one-dimensional convolutional neural network with features extracted from the fast Fourier transform achieved accuracies of 98.40% and 99.36%, respectively. Also, the two-dimensional convolutional neural network using features extracted from the short-time Fourier transform achieved an accuracy of 99.71%. These results show that the proposed methods, especially the use of two-dimensional convolutional neural networks, have a very good performance in identifying the healthy and faulty state of the engine and can serve as an effective tool for real-time monitoring and fault diagnosis of gasoline engines.

کلیدواژه‌ها English

Engine Fault detection
Misfiring
Acoustic Signal
Machine learning

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 08 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 30 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 10 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 08 اردیبهشت 1405