Diagnostické systémy (FSI-ZDI)

Akademický rok 2018/2019
Garant: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Kurz svými cíli navazuje na kurz předmětu Měření a experiment s rozšířením problematiky na organizaci technického experimentu. Seznamuje studenty s měřením fyzikálních veličin ve specifické problematice experimentů v oblasti technické diagnostiky s bližším zaměřením na vibroakustiku. Speciální pozornost je věnována diagnostice dopravních prostředků, konkrétně bezdemontážní diagnostice podvozků a tlumičů, demontážní diagnostice tlumičů a systémům palubní diagnostiky vozidel.
Výstupy studia a kompetence:
Absolvent kurzu získá teoretické znalosti a praktické zkušenosti s metodami posuzování technického stavu strojů a spolehlivosti provozu. Základní praktické zkušenosti s metodami nedestruktivního zkoušení a technické diagnostiky. Schopnost formulovat reálné požadavky na řízení experimentů a hodnocení výsledků. Znalost problematiky diagnostiky dopravních prostředků a jejich součástí.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti elektroniky a měření.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje studenty s významem moderní technické diagnostiky pro konstrukci a provoz soudobých strojů. Definuje základní pojmy a kategorie spolehlivosti a technické diagnostiky. Zvláštní význam je kladen na vibroakustickou diagnostiku, zejména na metody zpracování diagnostického signálu v časové a kmitočtové oblasti. Jsou probírány metody technické diagnostiky podvozku vozidel a volba vhodné diagnostické veličiny. V kurzu se studenti seznámí s demontážní diagnostikou tlumičů podvozků, jejich ideální charakteristikou, způsoby vyhodnocení diagramů, diagnostikou nejčastějších závad a způsoby řízení tlumící síly. Kurz se rovněž zabývá hlukem jako diagnostickou veličinou a programovým vybavením profesionálních diagnostických systémů. Studenti se také seznámí s palubní diagnostikou dopravních prostředí, konkrétně s normou OBD-II, datovými sítěmi používanými v automobilech, architekturou řídících jednotek, komunikací přes diagnostickou zásuvku, způsoby řízení spalovacího cyklu automobilu a jeho vlivem na emise.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na laboratorních cvičeních. Zkouška: předmět je zakončen testem ve 4. týdnu. Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientován především na aplikaci těchto znalostí na měření a přístrojovou techniku.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci vedoucího cvičení – vypracování zvláštního zadání.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  1 × 12 hod. nepovinná                  
    Laboratoře a ateliéry  1 × 20 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Spolehlivost strojních systémů.
• Spolehlivost prvku, spolehlivost systému.
• Význam technické diagnostiky.
• Montážní a bezdemontážní diagnostika.
• Diagnostika kontaktní a bezkontaktní.
2. Základní pojmy technické diagnostiky.
• Diagnóza, prognóza, geneze.
• Diagnostické prostředky, diagnostický systém.
• Technický stav objektu, diagnostická veličina.
• Porucha, provozuschopnost, funkčnost, neporušenost.
3. Vibroakustické diagnostika.
• Základní pojmy mechanického kmitání strojů.
• Vibrodiagnostické systémy.
• Senzory výchylky, polohy, posuvu.
• Senzory rychlosti, zrychlení, referenčního bodu a otáček.
4. Palubní diagnostika dopravních prostředků.
• Vývoj řidících systémů skupin automobilů.
• Electronic Control Unit.
• Datové sítě automobilu, On Board Diagnostic.
• Komunikace na bázi sběrnice CAN.
5. Aplikace metod TD na podvozky motorových vozidel.
• Bezdemontážní diagnostika závěsů kol MV.
• Čtvrtinový model vozidla
• Rezonanční adhezní systémy (EUSAMA).
• Rezonanční amplitudové systémy.
• Pasivní dokmitové systémy.
6. Diagnostika tlumičů
• Konstrukční typy tlumičů
• F-v a F-z diagramy
• Charakteristika tlumiče – lineární x nelineární
• Nejčastější závady tlumičů
• Demontážní testery tlumičů
• Způsoby řízení tlumičů
• Diagnostika časové odezvy MR tlumiče
    Laboratoře a ateliéry 1. Lokalizace dopravních prostředků, GPS
2. Lokalizace dopravních prostředků, GPS
3. Modální analýza – analytický výpočet vlastní frekvence
4. Modální analýza – experimentální určení tuhosti a modální hmoty nosníku
5. Korelační měření rychlosti
6. Korelační měření rychlosti
7. Demontážní diagnostika tlumiče
8. Demontážní diagnostika tlumiče - vadný tlumič
9. Měření charakteristiky pružiny
10. Diagnostický model tlumiče - sestavení algoritmu pro vyhodnocení dat
11. Diagnostický model tlumiče - sestavení algoritmu pro vyhodnocení dat
12. Diagnostický model tlumiče – identifikace parametrů tlumiče
13. Diagnostický model tlumiče – implementace do ¼ modelu závěsu kola
14. Diagnostický model tlumiče – implementace do ¼ modelu závěsu kola
15. Palubní diagnostika
16. Palubní diagnostika
17. Bezdemontážní diagnostika závěsu kola
18. Bezdemontážní diagnostika závěsu kola
Literatura - základní:
1. Kobayashi, A.S.: Handbook on Experimental Mechanics. Prentice Hall, New Jersey 1987
2. Dally, J.W. et al.: Instrumentation for Engineering Measurements, John Wiley & Sons, New York 1984
3. Harris, C.M.: Shock and Vibration Handbook, McGraw Hill, 1996
4. DIXON, John C. The shock absorber handbook. 2nd ed. Chichester, England: John Wiley, c2007. ISBN 978-0-470-51020-9.
Literatura - doporučená:
4. Kreidl, M.: Diagnostické systémy, Skriptum ČVUT Praha 1995
5. Kreidl, M., Šmíd, R.: Technická diagnostika, BEN Praha 2006
6. Vlk, F.: Zkoušení a diagnostika motorových vozidel, Vlk Brno 2001
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-KSI Konstrukční inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 L