Análisis del régimen instantáneo en motores de combustión interna alternativos basado en métodos espectrales e índices de energía. Aplicación al diagnóstico de fallos

Abstract

Debido a las normativas ambientales y facilitado por el desarrollo del control electrónico de motores, durante los últimos años muchos investigadores han enfocado sus trabajos hacia la detección y el diagnóstico de fallos en motores de combustión interna alternativos. Por su facilidad de implantación y su sensibilidad a fallos de compresión y de combustión, el régimen instantáneo medido en el cigüeñal constituye una base sólida para un algoritmo de detección y diagnóstico de fallos en MCIA. En la presente Tesis Doctoral, se proponen dos métodos de diagnóstico de fallos basados en el análisis del régimen instantáneo. La primera técnica se basa en la evaluación del régimen instantáneo sin disponer de un modelo matemático del motor, y evalúa las características del espectro de la señal. El segundo algoritmo se basa en un modelo energético del motor. Mediante el procesamiento de la dinámica del motor en el dominio angular, se filtran las variaciones en las condiciones de funcionamiento como el grado de carga y el régimen promedio. Se deduce un índice de fallo adimensional para la evaluación del proceso de compresión y de combustión de cada uno de los cilindros. Los índices de fallo propuestos por ambos métodos se utilizan para la detección e identificación de fallos de compresión o de combustión mediante la evaluación de un umbral de decisión o la aplicación de un algoritmo de decisión más complejo. Finalmente, como aplicación de los algoritmos desarrollados, se estudia en un motor trabajando en vacío la posibilidad de ampliar la capacidad de diagnóstico de fallos de algunas de las pruebas generalmente utilizadas en revisiones periódicas dentro de un plan de mantenimiento predictivo. Se obtiene como conclusión principal que el índice de energía forma un índice de fallo robusto y que facilita diagnosticar el motor en condiciones transitorias.