Engine Sound Analyzer Projects

[alflash]

Рекомендую для записи посторонних "звуков" двигателя использовать микрофон. Перемещая его при записи фонограммы по наружным поверхностям двигателя, можно локализовать примерное месторасположения источника.

• Просьба не путать проверку "звуков" с проверкой "вибраций"

Записанную фонограмму желательно обработать какой либо прогой звукозаписи, в которой есть эквалайзер и анализатор спектра. Это позволит выделить и проанализировать частоты именно посторонних "хруюков-дрюков", а со временем и по мере приобретения опыта, по их спектру различать и их вероятные источники.
Лет 15 назад я экспериментировал с таким самопальным девайсом (электронные "уши" для прослушивания и анализа посторонних звуков двигателя):
-. http://alflash.com.ua/Scope/7103s.jpg
и получил обнадеживающие результаты

Нынче он выглядит так:

Input Interface for the homemade Engine Sound Analyzer

И пока (?) с такими результатами:

Следующие проверки будут с помощью анализатора спектра PC-based осциллографа.

А это данные проверки уровня вибрации двигателя с помощью 3-х осевого аксельрометра:

Engine Vibration Data

Engine Vibration Spectrum Data

[alflash]

Кстати, Pico предлагает нечто похожее https://www.google.com.ua/url?sa=t&sour ... kSNc8aPlgи

GM начала поставки CH-51450-A NVH Kit в качестве основного диагностического инструмента для всех дилерских центров GM...
Комплект CH-51450-A включает в себя 3-осевой акселерометр и интерфейс, чтобы обеспечить точный анализ вибрации во всех направлениях...

__________________________________________________
О старинном проекте изучения вибрации двигателя см. В viewtopic.php?f=5&t=1214

[alflash]

To END. Спектр фонограммы заведенного двигателя, которую Вы недавно сделали:

The spectrum of the sound engine running

Надеюсь, что днями посмотрим и видео.

[END]

Рад был поучаствовать и посильно помочь в вашем "новом-старом" проекте.

[alflash]

А вот и видео на основе съемки уважаемым Daimler2000


Просто пожелания.
Парни, хорошо бы во время записи
а) Использовать выносной микрофон, например, от гарнитуры,
б) Озвучивать названия мест под капотом, к которым он подносится, например, "клапанная крышка, цилиндр № такой-то" или "помпа/комрессор/генератор" и т.д.,
в) Желательные форматы аудио: .wav/.mp3,
А после нахождения причины посторонних звуков, например, вкладыши/клапана/поршень и т.д., кратко её описать.

[alflash]

А это пример спектрограммы двигателя GDI 4G64 из неизвестно чем закончившей темы viewtopic.php?f=21&t=1151

[alflash]

Нужна очередная "помощь зала".
Для создания полноценного переносного автономного и малогабаритного анализатора спектра посторонних звуков, с помощью которого были бы возможны локализации расположения их источника, оценки вероятности той либо другой первопричины и пр., на этапе "техническое предложение" нужно составить перечень обязательно необходимых (1), желательных (2), возможных (3), нереальных для реализации, но необходимых (4) "фишек" устройства.
Прошу по возможности дополнить и/или прокомментировать ....

1

• а). Регулировки
  • - центральной частоты,
    - ширины полосы избирательности,
    - добротности,
    - уровня выходного сигнала (напряжения)
  б) возможность прослушивания с помощью наушников с регулировкой громкости,
  в) возможность подключения осциллографа,
  г) запись звука
  д) автономное питание,
  е) ...

2

• а) встроенный (внутренний) тест-генератор (1/10 кГц),
  б) локальная подсветка места поиска,
  в) габариты основного блока не более 14 х 9 х 3 см,
  г) цифровой индикатор частоты вращения коленвала,
  д) радио-микрофон и/или возможность записи звука через USB-разъём,
  е) визуализация значения выбранного значения центральной частоты (аналоговая или цифровая),
  ж) ...

3

• а) индикатор уровня входного сигнала,
  б) стерео-запись звука
  г) ...

4

• а) отображение спектра постороннего звука встроенным ЖКИ
  б) ...

[alflash]

Как я понял, прибор который "предназначен для локализации источников посторонних звуков в технических устройствах, работа которых сопровождается вибрациями" , выполняет внешне похожую задачу, но другими способами и средствами - в основном за счет анализа причины вибраций. И применим ли он, если посторонний звук слышен, а аномальной вибрации двигателя нет, неизвестно.
В Сети остались только упоминания о нём без описания практических результатов использования.

А этот "Engine Sound Analyzer" скромнее и больше напоминает - http://www.ymec.com/hp/signal2/car1.htm с той разницей, что можно прослушивать и записывать (?) звуки не только всего двигателя, но и его локальных зон (клапанная крышка, блок цилиндров, поддон и т.д. ),
Наличие встроенного регулируемого активного полосового фильтра, при локализации места источника "стуков-грюков" позволяет отсеять другие звуки и ""сосредоточить всё внимание" (слуха с помощью наушников) именно на том, который беспокоит.
Наверняка высоко квалифицированные мотористы с немалые стажем, делают это и без всяких приспособ. Но у субъективных выводов, подтвержденных с помощью инструментально-программных средств, достоверности больше.

При этом нет необходимости использования осциллографа, ноутбука и/или планшета. А автономность девайса ускорит и упростит нахождения ответа на вопрос - Кто виноват?
После окончания этой проверки возможен/необходим анализ спектра * фонограммы (записанной с/без фильтрации), чтобы выделить характерные пики и по их частоте определять что именно стучит - вкладыши, юбка или клапана или что другое.
Старательный сбор статистики позволит в последующем ускорить нахождения виновника посторонних звуков и точность диагноза. Попросту говоря, "изюминка" в том, что анализируется СПЕКТР постороннего звука.

* Нынче существует множество несложных и бесплатных программ анализаторов спектра звуковых частот https://www.google.com.ua/search?client ... pstate=aig

А параметры вибрации (двигателя) можно определить такими https://www.google.com.ua/search?client ... LZYIzaHLdA и с помощью простенького андроида с G-Sensor'ом).

[VVA]

Немного не в теме, но интересно.
Синхронизируемся ли относительно , чего либо?
По идее прибор, в конечном итоге, должен сказать во что обойдется ремонт и стоит ли "лезть" в агрегат или это не целесообразно, дешевле выкинуть ?
Или может , просто, что то открутилось?
Локализуем источник, далее на основе мануалов, думаем, что там может быть?

сбор статистики

Вот у меня, что то пока не получается набрать статистику V6-V8 для Dx, а тут видимо в разы сложнее ?
(Даже не смог четко увидеть клапан с зазором " 0 " и с max зазором в 4клапана на цил. , так "полунамеки")

[alflash]

... Синхронизируемся ли относительно , чего либо?
По идее прибор, в конечном итоге, должен сказать во что обойдется ремонт и стоит ли "лезть" в агрегат или это не целесообразно, дешевле выкинуть ? Или может , просто, что то открутилось?
Локализуем источник, далее на основе мануалов думаем, что там может быть?

сбор статистики

Вот у меня, что то пока не получается набрать статистику V6-V8 для Dx, а тут видимо в разы сложнее ?
(Даже не смог четко увидеть клапан с зазором " 0 " и с max зазором в 4клапана на цил. , так "полунамеки")

Я знаю только один прибор, который "подсказывает" цену ремонта - это кассовый аппарат

В любом случае диагноз устанавливает человек, естественно после анализа собранных данных и т.д.
А любое диагностической оборудование только помогает повысить точность/вероятность оного.

Но есть класс инструментов, которые ещё и снижают трудоёмкость проверок, наряду с повышением надёжности вердикта, другими словами не только расширяют доверительный интервал результатов, но и сокращают время определения неисправности.

Локализация места расположения источника посторонних звуков - далеко не главное его назначение, это так, типа побочный продукт (хотя сам по себе тоже важный). А главная задача, - используя анализатор спектра "вычислить" что именно стучит.
Иногда это "что-то открутившееся" - часть свечи, попавшая в цилиндр, а иногда - износ покрытия юбки поршня
Словом, отличить как бы в таком стиле: Гегеля от Бебеля, Бебеля от Бабеля, Бабеля от кабеля, кабеля от кобеля, и кобеля от суки" ."

Не исключено, что в принципе возможна синхронизации по цилиндрами и/или по RPM, но такого пункта не было в ТЗ, и пока (?) я не уверен в его необходимости.
Если уточните цель (и) синхронизации, то "будем посмотреть"..

Сбор статистики к типу типу двигателя особенно не привязан, главное его назначение увязка характерных пиков спектрограмм с конкретным источником посторонних звуков. Например, в своё время наблюдал таковые (примерно в районе 7 кГц) у двигателей #A-FE, #S-FE Toyota при неотрегулированных клапанах.
Поэтому и стоит задача выявления общих закономерностей спектра звуков составных частей двигателя.

[VVA]

оборудование только помогает повысить точность/вероятность оного

.Безусловно. (это было так, полушутка)

снижают трудоёмкость проверок

Именно это и им. в виду.

и пока (?) я не уверен в его необходимости.

Я точно сказать не могу, но всегда хочется знать "в каком именно" , либо это происходит "не систематически" и привязки не имеет.
Ну вот к примеру , сможем ли выделить "шестеренки балансирных валов на Ford". Понятно, что что то "внизу".
Приехала из другого сервиса, после разбора-сбора двигателя (зачем ? природа умалчивает)
Неисправность не "характерная", видимо , что то "попало" либо собрали с перекосом.
Понятно, что для конечной оценки, надо знать конструкцию движка.Понятно, открутил-снял поддон-посмотрел.
А если это, к примеру, BMW с N63 там мотор снимать надо.
Но, опять же все упирается в то, что "все равно разбирать надо".
Но с другой стороны тогда и пользоваться Посталографом с Рх то же ?!
Однако реально помогает определиться с картиной неисправности на "старте (хотя думаю ничего нового не сказал, все обдумывалось, видимо)

А, что то не понял, раньше, вроде кнопка была "вложение" доб. файл.
(фото шестеренок хотел положить или класть куда то , а потом ссылку ?)

[VVA]

Видимо далее. Будет ли на начальном этапе какая либо "железка" (можно в "полумакетном" виде), которую можно преобресть ?
Которая будет в дальнейшем модернизироваться, ну положим, обрастать базами, скриптами (с Божей помощью )

А главная задача, - используя анализатор спектра "вычислить" что именно стучит.

Ну, и к примеру, выкладывать файлы в "общепринятом" формате, это стучит так то.
Ну понятно , что все по разному, но мож. выработаются какие либо общие тенденции ?

малогабаритного анализатора

Почему малогабаритного ? Думается совершенно не обязательно.

ЗЫ. Ибо к примеру , я первый постолограф брал, когда его даже не в корпусе продавали, а только плата с деталями.

[alflash]

Видимо далее. Будет ли на начальном этапе какая либо "железка" (можно в "полумакетном" виде), которую можно преобресть?
Которая будет в дальнейшем модернизироваться, ну положим, обрастать базами, скриптами (с Божей помощью )

А главная задача, - используя анализатор спектра "вычислить" что именно стучит.

Ну, и к примеру, выкладывать файлы в "общепринятом" формате, это стучит так то.
Ну понятно , что все по разному, но мож. выработаются какие либо общие тенденции ?

малогабаритного анализатора

Почему малогабаритного ? Думается совершенно не обязательно...

При разработке используется следующая последовательность (часть этапов пропущена).
На основе ТП составляется структурная схема, затем макетируются отдельные узлы, после этого собирается опытный образец, с ним уже проводятся "испытания". Т.е. считай, совершенно единичное производство.
Иногда, при желании/необходимости, делается и следующий экземпляр (например, для дополнения функциями, которые принципиально невозможны в предыдущем варианте).

Например, как это было с фазо-импульсными регуляторами

из этой темы viewtopic.php?f=8&t=1162

Тот что справа, появился только потому, что в предыдущий, ну никак было не втиснуть индикатор напряжения на нагрузке

Как я понимаю, постолограф задумывался как коммерческий продукт, поэтому, пока не было организовано производство, продавался в виде типа конструктора "Сделай сам".
У этого моего проекта другая цель, поэтому и, если "всё будет хорошо" можете расчитывать на консультации по изготовлению/настройке и т.п. "техподдержку".

Как видно из скринов и видео этой темы, часть файлов - результат обработки фонограмм, сделанных другими и любезно присланных по почте. Правда они сделаны без соблюдения некоторых правил (большая часть просто запись звука работающего двигателя), но "чем богаты - тому рады!"

Малогабаритность (высокий коэффициент заполнения) один из признаков качества разработки, да и кому нужен прибор размером с чемодан
А вот размером с пары пачек "Бемор-канал" и помещаются в нагрудный карман - намного интереснее...
Но пока это все как по Маяковскому

• Я планов наших
  люблю громадьё,
  размаха
  шаги саженьи.
  Я радуюсь
  маршу,
  которым идем
  в работу
  и в сраженья

Плюс ко всему, на стадии завершения третий адаптивный фазо-импульсный регулятор скорости электродрели во всем диапазоне допустимого момента на валу

[alflash]

Наверняка интересно послушать посторонние звуки/стуки двигателя с помощью полосового фильтра Баттерворта с переменной центральной частотой с такими характеристиками:

[AVTEL]

Остался самый длительный этап – создание базы шумов в моторах и пр.

[alflash]

Остался самый длительный этап – создание базы шумов в моторах и пр.

Этот этап не просто длинный, а бесконечный, т.к. имеет место быть множество различий в конструкции двигателей и применяемых материалах (например, полимеры viewtopic.php?f=18&t=878&p=6826#p6788).
Да и моя задача скромнее, а именно, желание подтвердить или опровергнуть своё предположение, что по спектру стука и его местоположению можно с известной долей вероятности оценивать "шансы" той либо другой его причины. И конечно, с проверкой по факту, т.е.со сбором статистики, её обработка и анализом, с приемлемыми дисперсией и доверительным интервалом
В настоящий момент все ещё этап технического предложения, т.к. хочется получить большое количество "фишек", но есть позиции, которые противоречат друг другу. Например, желание возможности визуального контроля центральной частоты конфликтует с требованием минимальных габаритов (т.к. хочется, чтобы устройство было компактным, типа размером с 2-3 пачки папирос Сальве). Но возможно, что цифровой частомер будет "в помощь" для косвенного измерения основной частоты стука.
Вообщем пока ещё вопрос решается на уровне железа, да и есть что освежить в памяти тему "активные полосовые фильтры"

p.s. И особенно "подмывает" сделать малогабаритное устройство (возможность его размещения на поясной ремне) и в стиле "5 в одном". Т.е. чтобы в нем были размещены

• 1. Анализатор спектра.
  2. Одноканальный простой осциллограф с цветным экраном, цифровым отображением параметров сигнала (частота, период, длительность, скважность) с функцией Hold ,12-разрядным АЦП, и с полосой где-то до 100-150 кГц и с встроенным генератором.
  3. Частотомер полосой мегагерц до 5-10.
  4. ШИМ-генератор с приличным диапазоном частот и скважности (хорошо бы сдвоенный).
  5. Несложный регулируемый стабилизатор постоянного напряжения эдак до 2А тока нагрузки, естественно с цифровым индикатором выходного напряжения, защитой от перегрузки и пр.
  p.s. Видимо п.5 надо заменить на более нужные цифровые амперметр и вольтметр

И всё это с "ценой вопроса" до USD35, макс. 40.
"мОгем" - фифти-фифти

p.s.s. И совсем непонятно стоит ли дополнять девайс устройством для зарядки аккумулятора..., не ровён час, еще заблудишься в нём

[VVA]

За темой немного слежу.
Поясните "бабуину", что на "выходе" то хотим получить?
Вроде как начали с анализатора спектра, с "желания" иметь возможность
выделить определенные "характерные звуки" ?
Немного на эту тему. Положим "неявно" предположительно гудит один из подшипников, гур,
генератор итд, на ремне вспом. агрегатов. Значит надо примерно "настроится" на этот спектр
и иметь возможность относительно с "большого" расстояния вычислить "точное" местоположение
источника ?
По двиг. в целом: к примеру, привязан либо этот звук к какому либо моменту времени,
(относительно 720град) и положим к месту ?
Ну и тд.
Еще не совсем понял, это устройство полностью автономное, либо "привязано" к "компу" ?
Пункты 1-5 актуальны.
Почему цена ограничивается 40уе ?
Как за такую цену все это внутрь запихнуть?
На счет баз, сильно сомневаюсь.
Скорее это folding knife , "раскладной ножик" со многими "лезвиями и отвертками"

[alflash]

За темой немного слежу.
Поясните "бабуину", что на "выходе" то хотим получить?
Вроде как начали с анализатора спектра, с "желания" иметь возможность выделить определенные "характерные звуки" ?

Немного на эту тему. Положим "неявно" предположительно гудит один из подшипников, гур,
генератор итд, на ремне вспом. агрегатов. Значит надо примерно "настроится" на этот спектр
и иметь возможность относительно с "большого" расстояния вычислить "точное" местоположение источника ?
По двиг. в целом: к примеру, привязан либо этот звук к какому либо моменту времени, (относительно 720град) и положим к месту ? Ну и тд.

Еще не совсем понял, это устройство полностью автономное, либо "привязано" к "компу" ?
Пункты 1-5 актуальны.
Почему цена ограничивается 40уе ?
Как за такую цену все это внутрь запихнуть?
На счет баз, сильно сомневаюсь.
Скорее это folding knife , "раскладной ножик" со многими "лезвиями и отвертками"

Соседство анализатора спектра с другими устройствами никак не скажется на его характеристиках, возможностях и пр. Типа многоквартирный дом, а не загородный коттедж
А размещение перечисленного в одном корпусе, носимом на поясе, только вопрос конструирования, да и конкретный корпус я уже присмотрел.

Для удаленного поиска местоположения источника звука на расстоянии, т.е. без прослушивания в стиле фонендоскопа нужен фазоанализатор. И эта задача вне рассмотрения.
Напомню, что анализатор не только и не столько "электронные уши", сколько устройство для оперативного анализа спектра звуков слышимого диапазона и беспроводного сохранения записей посторонних звуков, например, двигателя

На спектрограмме никак не отобразить время и привязка звука к положению колена может быть рассмотрена, но позже. Не исключено, что это придётся делать с помощью встроенного осциллографа при его внешней синхронизации.

Комп или телефон может быть будут использоваться только для сохранения полученной инфы (например, фонограмм, если не будет внутреннего хранителя) и когда/если в этом будет необходимость.

Если себестоимость девайса окажется 50, то никто возражать не будет...
Тратить больше, пока нет чётких доказательств моего предположения, несколько преждевременно.

Создание и обмен БД (в случае положительного результата) дело "личное" и зависит от мотивации и возможностей. Прикиньте как было трудно ещё 10 лет назад найти примеры осциллограмм правильного взаимного положения сигналов датчиков валов, а теперь это только вопрос времени.

Раскладной ножик (качественный) достаточно востребованная штука, но конечно, не на званом ужине, а на пикнике, в путешествии, при непредвиденных обстоятельства и при необходимости простого и быстрого выполнения задачи с приемлемым качеством

На выходе я ожидаю многофункциональное экономичное мобильное устройство, которое бы облегчало/упрощало/удешевляло/ускоряло поиски причин неисправности современных авто.