INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Mauricio Holguín Londoño

13 horas

CODIGO CIE

6-15-14

Mauricio Alexander Alvarez Lopez

Coinvestigador

2 Horas

Alvaro Angel Orozco Gutiérrez

Coinvestigador

2 Horas

Daniela Torres Morimitsu

Estudiante

0 Horas

Hector Fabio Quintero Riaza

Coinvestigador

2 Horas

Juan Fernando López López

Coinvestigador

2 Horas

Juan Esteban Tibaquira Giraldo

Coinvestigador

2 Horas

Julián David Echeverry Correa

Coinvestigador

7 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2014. Convocatoria 669-2014 Para Apoyar Proyectos De Investigación Y Desarrollo En Ingenierias.

TIPO DE PROYECTO

Investigación Básica

OBJETIVO(S)

Objetivo general: Diseñar y desarrollar un sistema PROTOTIPO en línea para el diagnóstico de unidades motoras de combustión interna diesel en servicio, con base en vibraciones mecánicas. Aplicación a los sistemas de transporte público masivo. Objetivos específicos: 1) Diseñar Y Desarrollar El Sistema De Instrumentación Para La Captura De Las Señales De Vibración Provenientes De Una Unidad Motora. 2) Diseñar Y Desarrollar Una Metodología Para Preprocesar Y Procesar Las Señales De Vibración Basada En Técnicas De Optimización De Características Y Diccionarios Ampliados. 3) Desarrollar Una Metodología De Clasificación De Fallas Basada En Modelos Probabilísticos. 4) Desarrollar Una Metodología De Validación Que Incluya El Diagnóstico Dado Por Un Grupo De Expertos En El Área De Motores De Combustión Interna Diesel. 5) Despliegue Del Prototipo.

RESUMEN

En el presente documento se establece el grado de cumplimiento de los objetivos específicos, los resultados de conocimiento obtenidos y las principales conclusiones del desarrollo del proyecto titulado ¿Diseño y desarrollo de un sistema prototipo en línea para el diagnóstico de motores de combustión interna diésel en servicio con base en vibraciones mecánicas. Aplicación a los sistemas de transporte público masivo¿, durante los primeros 28 meses de su ejecución. En este tiempo, integrantes del Grupo de Investigación en Automática, del Grupo de investigación en Procesos de Manufactura y Diseño de Máquinas, ambos pertenecientes a la Universidad Tecnológica de Pereira, junto con integrantes de Integra S.A, han planteado pautas y métodos para el desarrollo de una metodología que permita diagnosticar el comportamiento de los vehículos para la aplicación del mantenimiento predictivo al Parque Automotor de Integra S.A. Operador de Transporte Masivo en Pereira, Megabús, de tal manera que se pueda programar de una mejor manera el plan de mantenimiento de empresas de transporte público y se tomen decisiones de intervención y operación por parte del personal de mantenimiento para realizar los ajustes requeridos y mantener los motores en el estado de disponibilidad deseado, contribuyendo a la mejora de la rentabilidad de la empresa al reducir el costo del mantenimiento. Para dar cumplimiento a los objetivos del proyecto, se plantea un diagnóstico de fallos a partir del análisis de las vibraciones provenientes de los alimentadores, ya que éstas proveen información del estado de los mismos. Inicialmente, después de analizar los sistemas ofrecidos en el mercado en cuanto a sensores y sistemas de acondicionamiento, se procedió a elegir los equipos más adecuados para las necesidades del proyecto, es decir, se seleccionó el sistema de instrumentación para la captura de las señales de vibración. Por otra parte, se realizó un análisis de coherencia en los motores a ser evaluados con el fin de conocer el punto óptimo de ubicación de los sensores, seguido por la generación de diferentes bases de datos, provenientes de los buses de Integra S.A y de los bancos de pruebas del Laboratorio de Máquinas de Combustión Interna de la Universidad Tecnológica de Pereira. Con el fin de generar metodologías para el análisis de las señales de vibración mediante técnicas especializadas basadas en procesos estocásticos, en primer lugar, se implementó un método para la segmentación de las señales de vibración por ciclos de combustión utilizando como referencia la señal de velocidad del cigüeñal. En segundo lugar, se desarrolló una metodología para la reconstrucción de la curva de presión a partir de la señal de vibración utilizando técnicas de caracterización tiempo-frecuencia y modelos de regresión rígida con kernel Gaussiano. Además, se han efectuado pruebas con dos métodos disímiles para la detección de diferentes estados del motor: clasificador de vecinos más cercanos y máquinas de soporte vectorial. Durante el desarrollo del proyecto, el grupo de investigadores ha sido asesorado por expertos en las áreas de instrumentación, procesamiento de señales, entrenamiento de máquina y de motores de combustión interna diésel, con el fin de validar las metodologías desarrolladas y llevar a cabo el despliegue final del prototipo. Con la finalidad de identificar un subconjunto de características idóneos para la identificación de estados en los motores de integra que permitan mejorar la clasificación con el menor número de características posibles, se han implementado diferentes metodologías de selección de características basadas en técnicas supervisadas y no supervisadas, las pruebas realizadas con Relief-F demuestran que utilizando un conjunto de parámetros estadísticos sobre el espectro de frecuencia enventanada es posible optimizar la clasificación de estados en motores de combustión interna. A la fecha, se ha desarrollado aproximadamente un 80 % del objetivo general

ESTADO

Concluye Satisfactoriamente

FECHA DE INICIO

17/11/2015

FECHA DE FINALIZACION

17/12/2018

PRODUCTOS

Aporte en el pronóstico de fallas en máquinas rotativas con base en modelos matemáticos. Caso de estudio: Rodamientos de bolas

Doctorado

¿Combustion pressure estimation method of a spark ignited combustion engine based on vibration signal processing¿, publicado en Journal of Vibroengineering

Artículos publicados en Revistas B, C ó D

Desarrollo de un modelo para la estimación de la presión en la cámara de combustión de un motor RobinEY 15 en condiciones de vacío y a velocidad constante, a partir de la señal de vibración

Maestría o Especialidad clínica

Desarrollo de una metodología para la identificación automática de fallas en motores diésel de cuatro cilindros de vehículos de transporte público mediante el análisis tiempo-frecuencia de la señal de vibración

Maestría o Especialidad clínica

en proceso: software

Software

ESTIMACIÓN DE LA CURVA DE PRESIÓN EN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN DE MCI MONOCILÍNDRICOS A PARTIR DEL ANÁLISIS DE VIBRACIONES

Ponencia en evento especializado

Feature relevance estimation for vibration-based condition monitoring of an internal combustion engine

Artículos en revista A1 ó A2

INSTRUMENTACIÓN PARA CAPTURA Y TRANSMISIÓN DE SEÑALES DE VIBRACIÓN

Ponencia en evento especializado

Instrumentación para captura y transmisión de señales de vibración

Ponencia en evento especializado

Machine fault detection based on filter bank similarity features using acoustic and vibration signals¿, publicado en Mathematical Problems in Engineering (editorial Hindawi)

Artículos en revista A1 ó A2

Monitoreo de condición en motores de combustión interna monocilíndricos con base en adquisición y procesamiento de señales experimentales

Ponencia en evento especializado

Patente : Método y equipo para la estimación de la energía disponible en motores de combustión interna.

Productos tecnológicos patentados o en proceso de la concesión de patente

PRONÓSTICO DE VIDA ÚTIL REMANENTE EN RODAMIENTOS CON BASE EN LA ESTIMACIÓN DE LA PROBABILIDAD DE LA DEGRADACIÓN

Doctorado

Pronóstico de vida útil remanente en rodamientos con base en la estimación de la probabilidad de la degradación

Libro resultante de investigación

Red de conocimiento Integra S.A. - Universidad Tecnológica de Pereira

Red de conocimiento especializado