Ремонт или возврат: что делать, если сломалась машина на гарантии

Ремонт или возврат: что делать, если сломалась машина на гарантии

Починить машину и вернуть ее дилеру

Борис Прищепин* купил у ООО «Омега-Премиум» – официального дилера марки «Ленд Ровер» в России – новый Land Rover Discovery за 3 289 000 руб. Договором купли-продажи на машину установлен гарантийный срок 36 месяцев или 100 000 км пробега, в зависимости от того, что наступит раньше. В период действия гарантии 8 августа 2016 года в автомобиле возникла неисправность: на приборной панели появилась пиктограмма «Ограничение мощности двигателя». Автомобиль доставили в Санкт-Петербург на станцию технического обслуживания ООО «Омега-Премиум ЮГ», где выявили дефект сажевого фильтра, рекомендована его замена за счет покупателя. Однако дилер не стал признавать неисправность гарантийным случаем и проводить бесплатный ремонт.

Прищепин потребовал ООО «Омега-Премиум» через суд выполнить гарантийный ремонт купленного авто, выплатить неустойку за нарушение сроков устранения недостатков, штраф и судебные расходы. Судебная экспертиза ФБУ Северо-Западного регионального центра судебной экспертизы Минюста не установила причину засорения противосажевого фильтра, но пришла к выводу, что недостаток носит производственный характер. Первомайский районный суд Мурманска иск удовлетворил, решение вступило в силу. Прищепин 28 марта 2018 года предъявил исполнительный лист о производстве гарантийного ремонта, и 3 апреля 2018 года ему все исправили.

Срок гарантийного ремонта составил в общей сложности 603 дня: с 8 августа 2016 года по 3 апреля 2018 года. Все это время Прищепин не мог пользоваться машиной. Поэтому покупатель 26 июня 2018 года направил обществу претензию с требованием расторгнуть договор купли-продажи и вернуть ему уплаченную сумму. После получения отказа Прищепин пошел в суд.

ИСТЕЦ: Борис Прищепин*

ОТВЕТЧИК: ООО «Омега-Премиум ЮГ»

СУТЬ СПОРА: О расторжении договора купли-продажи автомобиля и возврате уплаченной суммы, поскольку дилер превысил срок гарантийного ремонта машины

РЕШЕНИЕ: Апелляционное определение отменить, дело направить на новое рассмотрение в суд второй инстанции

Первомайский районный суд г. Мурманска и Мурманский областной суд пришли к выводу: продавец нарушил срок устранения гарантийного недостатка автомобиля, из-за чего на машине все это время нельзя было ездить. По мнению судов, автовладелец выбрал и реализовал свое право на ремонт дефекта, однако это не препятствовало ему в дальнейшем предъявить требование о расторжении договора купли-продажи и возврате денег из-за нарушения указанного срока (п. 1 ст. 18 Закона о защите прав потребителей). Поэтому суды исковые требования удовлетворили: расторгли договор купли-продажи и взыскали с общества 3 289 000 руб. за покупку машины и 300 000 руб. штрафа в доход местного бюджета.

Верховный суд отметил: вступившим в силу решением нарушенное право Прищепина восстановлено в полном объеме, гарантийный ремонт выполнен, и покупатель пользовался автомобилем в течение нескольких месяцев вплоть до подачи претензии о расторжении договора. При этом судами не установлено, что в машине проявились какие-либо новые недостатки либо повторно возник тот же дефект, предоставляющие потребителю право отказаться от исполнения договора купли-продажи и потребовать возврата уплаченных денег. По мнению ВС, поскольку Прищепин принял отремонтированный автомобиль и продолжил его эксплуатировать, он не мог в одностороннем порядке расторгнуть договор купли-продажи машины. Поэтому ВС отменил апелляционное определение и направил дело на новое рассмотрение в суд апелляционной инстанции (№ 34-КГ19-8). Пока еще оно не рассмотрено.

Выбрать один способ защиты

«Закон о защите прав потребителей предлагает обширный инструментарий. Но одновременное безвозмездное устранение недостатков товара и отказ от исполнения договора с требованием возврата стоимости товара невозможны, на что и указал ВС», – говорит управляющий партнер ЮК V&P LEGAL Юрий Воловиков. По его мнению, когда продавец не соблюдает сроки устранения недостатков, потребитель вправе отказаться от исполнения договора до принятия им отремонтированного товара. Но в рассматриваемом случае покупатель сделал это после устранения недостатков, что противоречит закону (п. 2 ст. 23 Закона о защите прав потребителей). «Потребитель мог предъявить иск о взыскании убытков в связи с продажей некачественного автомобиля, или убытков, причинённых длительным ремонтом машины. Также ВС указал, что потребитель вправе предъявить требование об отказе от договора купли-продажи, если после гарантийного ремонта в период срока гарантии вновь будут выявлены неисправности. Но до их выявления водитель признаётся пользователем технически исправной машины», – объяснила руководитель юридического отдела ЮБ Падва и Эпштейн Падва и Эпштейн Федеральный рейтинг. 29 место По количеству юристов × Татьяна Манакова.

По сути, это проекция римского принципа non bis in idem: даже если компания продала некачественный автомобиль, наказать ее за это можно только единожды. Покупатель, который приобрел некачественный товар, имеет право на возмещение вреда в выбранной им форме, но не должен получить больше выгоды, чем при приобретении исправной машины

Мария Михеенкова, к.ю.н., советник Dentons Dentons Региональный рейтинг. группа Земельное право/Коммерческая недвижимость/Строительство группа Интеллектуальная собственность (включая споры) группа Корпоративное право/Слияния и поглощения ×

Адвокат, партнёр ЮФ ЮСТ ЮСТ Федеральный рейтинг. группа ВЭД/Таможенное право и валютное регулирование группа ГЧП/Инфраструктурные проекты группа Цифровая экономика группа Банкротство (включая споры) группа Земельное право/Коммерческая недвижимость/Строительство группа Интеллектуальная собственность (включая споры) группа Налоговое консультирование и споры (Налоговое консультирование) группа Разрешение споров в судах общей юрисдикции группа ТМТ (телекоммуникации, медиа и технологии) группа Финансовое/Банковское право группа Антимонопольное право (включая споры) группа Арбитражное судопроизводство (крупные споры — high market) группа Трудовое и миграционное право (включая споры) группа Корпоративное право/Слияния и поглощения 13 место По выручке на юриста (более 30 юристов) 16 место По количеству юристов 20 место По выручке × Александр Боломатов считает, что сейчас можно наблюдать значительное усиление потребительского экстремизма, особенно в сфере розничной торговли автомобилей: «Из-за высокой стоимости машин появляется мотивация любым способом получить деньги от дилеров». По мнению партнера, главы практики разрешения споров CMS Russia CMS Russia Федеральный рейтинг. группа ТМТ (телекоммуникации, медиа и технологии) группа Фармацевтика и здравоохранение группа Антимонопольное право (включая споры) группа Земельное право/Коммерческая недвижимость/Строительство группа Корпоративное право/Слияния и поглощения группа Налоговое консультирование и споры (Налоговое консультирование) группа Финансовое/Банковское право группа Интеллектуальная собственность (включая споры) × Сергея Юрьева, ВС вынес взвешенное, адекватное и обоснованное определение, на основе которого апелляция должна будет отказать в требовании о расторжении договора купли-продажи автомобиля. Юрист ФБК Право ФБК Право Федеральный рейтинг. группа Налоговое консультирование и споры (Налоговое консультирование) группа Налоговое консультирование и споры (Налоговые споры) группа Антимонопольное право (включая споры) группа Семейное и наследственное право группа Трудовое и миграционное право (включая споры) группа Фармацевтика и здравоохранение группа ГЧП/Инфраструктурные проекты группа Земельное право/Коммерческая недвижимость/Строительство группа Интеллектуальная собственность (включая споры) группа Корпоративное право/Слияния и поглощения группа Природные ресурсы/Энергетика группа Управление частным капиталом группа Арбитражное судопроизводство (крупные споры — high market) группа Банкротство (включая споры) Профайл компании × Алексей Шадрин тоже считает, что вероятность принятия решения в пользу продавца очень высока, поскольку ВС дал совершенно четкое трактование содержания Закона о защите прав потребителей и п. 38 постановления Пленума ВС от 28 июня 2012 года № 17 относительно недопустимости пользоваться сразу двумя различными правами.

* – имя и фамилия изменены редакцией.

Поршневая группа

Поршневой ДВС имеет один из самых высоких КПД, самый широкий диапазон мощности (от 100 Вт до 80 МВт) и может работать на самых различных видах топлива (природный, промышленный и синтетический газ, газовый конденсат, бензин, керосин, спирты, эфиры, некоторые растительные масла, газойль, дизельное топливо, соляровое масло, мазут и всеядные, способные работать попеременно как на легких, так и на тяжелых нефтяных топливах). Поршневой ДВС не имеет дополнительных элементов теплопередачи — топливо само образует рабочее тело, компактнее и легче, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов. Такие свойства обусловили массовое использование поршневых ДВС в энергетике и на транспорте. Доля ДВС производства энергии на транспорте составляет порядка 80 %, и всей энергии в мире – порядка 30 %.

Недостатки поршневой группы

Однако, такие преимущества компенсируются целым рядом недостатков.

1. Поршневые двигатели реализуют возвратно-поступательную кинематику, что приводит к потере энергии на инерции поршневой группы, а остановка поршня в верхней и нижней мертвых точках обуславливают проблемы со смазкой и отводом тепла маслом в зонах остановки поршневых колец.
2. Кроме того, нагарообразование в камере сгорания продуктами неполного сгорания и лакообразование на стенках цилиндра от деструкции масла способны существенно увеличивать зазоры в ЦПГ и КШМ за счет абразивного изнашивания, что приводит к потере характеристик двигателя: снижению мощности, увеличению расхода топлива, повышению токсичности отработавших газов, снижению ресурса масла и дальнейшему ухудшению условий сгорания топлива.

Профилактика лучше ремонта

Для снижения негативных факторов работы поршневого ДВС и обеспечения заданного ресурса применяют целый ряд мероприятий по направлениям:

• организация оптимального рабочего процесса сгорания топлива (управлением фазами, объемом подачи топлива, обеспечение необходимого избытка воздуха и качественного смесеобразования);

• выбор материалов деталей и технологических решений, обеспечивающих их надежность;

• управление подачей смеси, топлива и отвода отработавших газов;

• обеспечение качества смазки деталей трения, отвода тепла маслом из зон высокой температуры;

• предотвращение нагаро- и лакообразование, диспергирование частичек продуктов неполного сгорания и вынос их из зон трения в фильтр масла;

• организация отвода тепла от двигателя и поддержание оптимальной температуры.

Наиболее напряженным узлом ДВС является цилиндропоршневая группа как элемент камеры сгорания, где мгновенная температура достигает 1500 °С, а температура донышка поршня, поршневых колец, цилиндра и головки клапана – 300 °С.

У Вас машина с нефорсированным бензиновым двигателем до 1,6 л?

У Вас машина с двигателем более 1,6 л?

Важно! Трибосостав окажет воздействие и восстановит изношенные поверхности. Однако он не способен восстановить детали при механических повреждениях.

Состав безопасен для вашего автомобиля. Он химически нейтрален и не меняет свойств моторного масла.
Состав работает в двигателях любых конструкций, поскольку активируется в зонах трения металлических деталей.
Активные частицы состава в десятки раз мельче ячеек масляных фильтров и не способны его забить.
Состав восстанавливает изношенные поверхности, что позволяет деталям работать в рамках заводских допусков даже после замены масла и удаления состава из двигателя.

Бонус! Триботехнический состав оптимизирует зазоры трения. Это выравнивает и поднимает компрессию, снижает потери энергии, и в конечном счете приводит к снижению расхода топлива. Автомобиль вернет вам стоимость состава через 15-18 000 километров пробега.

Что надо исправить?

В случае выработки, износа втулки шатуна, она получает возможность смещаться относительно поршневого пальца, когда шатун идет вверх, в самой высокой точке поршня, между втулкой и пальцем образуется зазор. При начале движения шатуна вниз этот зазор сокращается, и втулка бьет по поршневому пальцу.

С помощью чего это можно исправить?

На ранних этапах решить эту проблему можно с помощью триботехнического состава серии «Актив», который добавляется в моторное масло. Состав вычищает поверхности трения, а затем под его воздействием на них образуется защитный металлический слой. Этот слой способен компенсировать возросшие зазоры, смягчить контакты втулки и пальца и существенно замедлить последующий износ.

У вас машина с бензиновым двигателем?

У вас машина с дизельным двигателем?

Причины стука поршня

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Поддерживает защитный слой на поверхностях трения, образованный при обработке ДВС составом «Актив ПЛЮС». Существенно замедляет износ, продлевает срок службы двигателя, поддерживает его характеристики.

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

3 состава «Актив ПЛЮС» для полного цикла обработки + «Актив РЕГУЛЯР» бесплатно. Восстановление компрессии, продление срока службы двигателя, снижение угара масла и расхода топлива.

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Присадка предназначена для защиты от износа, продления ресурса и восстановления характеристик дизельных двигателей с рабочим объемом более 5 литров (5000 см3) в процессе штатной эксплуатации.

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

На протяжении 200 километров пробега мягко и постепенно очищает все отделы двигателя от загрязнений, способствует восстановлению подвижности поршневых колец. Безопасна для резиновых и пластиковых деталей.

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Стук в двигателе хендай санта фе и причины кавитации в моторе

1. Странный стук двигателя Хендай Санта Фе
2. Застучал двигатель что делать
3. Причина стука в двигателе
4. Кавитация
5. Устранение проблемы кавитации в моторе
6. Пришлось снимать мотор
7. Борьба с вибрацией и противовесы
8. Снятие крышки привода ГРМ
9. Ремонтопригодность
10. Причины стука в двигателе или еще раз о причине кавитации
11. Вывод

Когда в звуке работающего двигателя появилась ударная тональность — это очень серьезно, хотя бывалые механики в таких случаях не преминут пошутить, что с выяснением причины торопиться не нужно, ибо любой стук рано или поздно вылезет наружу. Владелец Hyundai Santa Fe 2011 года выпуска не стал дожидаться, когда стук покажет себя воочию, а, услышав его, доставил автомобиль на СТО — пусть специалисты разбираются, что стучит и чем это чревато.

Странный стук двигателя Хендай Санта Фе

На СТО расспросили хозяина об обстоятельствах появления стука, выяснили, не сигнализировал ли 2,4-литровый бензиновый двигатель машины о низком давлении масла, проверили уровень масла и наличие в нем посторонних включений и, не обнаружив никакого криминала, решили завести мотор. Пробный запуск не только подтвердил слова владельца, но и показал, что стучат, скорее всего, шатунные подшипники коленчатого вала, стук в двигателе при запуске на холодную так же проявлялся.

Застучал двигатель что делать

Причиной появления стука в коренных и шатунных подшипниках является увеличение зазора между вкладышами и шейкой коленвала сверх предельной величины.

Если на стук не отреагировать своевременно, события развиваются лавинообразно: из-за увеличившегося зазора масло быстро вытекает из подшипника, масляная прослойка перестает демпфировать передающиеся на шейку нагрузки, которые из-за ударного характера еще больше способствуют выдавливанию масла из зазора и контакту шейки с вкладышами.

Сухое трение шейки о вкладыши вызывает сильный нагрев, плавление материала вкладышей, его наволакивание на шейку, приваривание вкладышей к шейке, задир поверхности шейки. В конечном итоге вкладыши проворачиваются, коленвал заклинивает.

В худшем из возможных вариантов развития событий «застучавшие», но вовремя не замененные вкладыши становились причиной поломок коленвала и шатунов.

Причина стука в двигателе

Однако что могло вызвать стук в рассматриваемом случае? Автомобиль находится в эксплуатации лишь четыре года. За это время он успел проехать всего-то 111 тыс. км, так что в увеличении зазора между вкладышами и шейкой вала сверх предельной величины естественный износ не заподозришь.

Впрочем, не будем томить читателей. Источник проблемы был обнаружен быстро. Автомобиль затолкали на подъемник, слили из двигателя масло, сняли масляный поддон и масляный насос, открутили гайки с шатунных болтов на шатунах второго и третьего цилиндров, с шатунов сняли крышки, после чего стало понятно, что в моторе стучало.

Если на вкладышах второго цилиндра были видны небольшие и ни на что не влияющие риски, свидетельствующие лишь о наличии в масле каких-то инородных включений, то вкладыши третьего цилиндра демонстрировали, откуда эти включения взялись и почему появился стук.

Кавитация

Примечателен характер повреждения рабочей поверхности вкладышей. Это не износ и не задир — это эрозия, а она наблюдается, лишь когда над созданием подобной картины на поверхностях вкладышей поработала кавитация.

Явление это из области гидродинамики. Для возникновения кавитации нужны определенные условия. В частности, способствует кавитации активная езда с резким изменением оборотов коленчатого вала, когда столь же резко изменяется относительная скорость между поверхностями шейки вала и вкладышей, разделенных прослойкой масла.

Работа подшипников скольжения основана на создании масляного клина. В широкой части клина при резком изменении частоты вращения коленвала образуются пузырьки, которые затем затягиваются в узкую часть клина, где давление во много раз больше, чем давление, с которым масло подается в подшипник.

Оно заставляет пузырьки захлопываться, что порождает микроскопические ударные волны, вызывающие эрозию, которая разрушает мягкий поверхностный материал вкладыша вплоть до его стальной основы.

Как только эрозия из центральной части, работающей напротив отверстия в шейке, через которое в подшипник подается масло, достигла краев вкладышей, масло стало свободно вытекать из подшипника, давление в зазоре упало, масляный клин перестал существовать, появился стук.

Устранение проблемы кавитации в моторе

Однако если то, что создавало проблему, было найдено быстро, то решение проблемы заняло намного больше времени. И вот почему: ремонтопригодность — самое последнее, на что обращают внимание при конструировании современных моторов. Рассматриваемый двигатель это подтверждает сполна и при этом не является каким-то исключением из правил.

Пришлось снимать мотор

Работы над мотором непосредственно на автомобиле были приостановлены, так как без снятия двигателя добраться до шатуна четвертого цилиндра крайне проблематично. А добраться нужно не только для того, чтобы проверить состояние его вкладышей, но и чтобы определиться, что делать с коленвалом. Пока с ним понятно лишь одно: шатунной шейке третьего цилиндра, на которую наволокло частички материала, из-за эрозии отслоившегося от вкладышей, требуется полировка.

Пока мотор демонтируют, есть смысл присмотреться к его масляному насосу. Он, кстати, тоже мог быть повинен в стуке, если бы из-за износа перестал обеспечивать необходимое давление и производительность. Однако контрольный индикатор не сигнализировал об аварийном снижении давления масла в главной масляной магистрали двигателя, и опять-таки для естественного износа насоса нужен совсем другой пробег. Так что к нашей проблеме насос отношения не имеет.

Зато выглядит он необычно. Для четырехцилиндровой рядной «четверки» насос великоват, плюс в его корпусе есть прорези, через которые видны какие-то детали. Что происходит с этими деталями, если покручивать насос за шестерню ведущего вала, можно посмотреть на видео.

А чтобы показать, что же за прорезями двигалось, я взял другой такой же насос и «раскурочил» его. То, что было извлечено из корпуса, называется балансирными валами. Во время работы мотора возникают силы инерции, которые, изменяясь по величине и направлению, вызывают нежелательную вибрацию.

Борьба с вибрацией и противовесы

Для борьбы с ней применяются противовесы, сила инерции которых равна по величине и противоположна уравновешиваемым силам. Такие противовесы после разборки двигателя мы увидим на щеках коленвала, но в рассматриваемом моторе для подавления вибраций имеются еще и балансирные валы.

Они размещены в одном блоке с масляным насосом, что упрощает конвейерную сборку двигателя и избавляет от необходимости обеспечивать балансирные валы отдельным приводом. В недостатках — стоимость насоса.

Но вернемся к двигателю. С него уже сняли крышку над клапанным механизмом. Зачем?

Снятие крышки привода ГРМ

Если этого не сделать, то не снимешь крышку цепного привода ГРМ. И чтобы демонтировать эту крышку, нужно отсоединять еще генератор, шкивы, ролики…

Однако какое отношение имеет крышка привода ГРМ к вкладышам коленвала? Сейчас увидите.

Она не позволяет подобраться к некоторым деталям со стороны привода ГРМ и крепежу, без демонтажа которых невозможно снять еще одну корпусную деталь, делающую недоступными крышки коренных подшипников коленвала и шатун четвертого цилиндра.

Пока она на месте, возможен осмотр лишь шатунных подшипников первого, второго и третьего цилиндров, да и то только при снятом масляном насосе, который крепится к этой же детали.

И лишь когда была снята и она, можно продолжать работы с коленвалом. Вот так, говоря образно, через Владивосток мы наконец-то из Минска добрались до Москвы, но не надо удивляться — жизнь полна импровизаций.

Ремонтопригодность

На какие только ухищрения не идут конструкторы, чтобы увеличить жесткость блока цилиндров, особенно когда этот блок алюминиевый, и одновременно упростить сборку мотора на заводском конвейере!

Ремонтопригодность же в условиях СТО — для разработчиков двигателей дело третьестепенной важности. Силовой агрегат Hyundai в плане ремонтопригодности еще не самый худший вариант, хотя ту переборку, которая ему понадобилась в нашем случае, несложной, разумеется, не назовешь.

Но что у нас в первом и четвертом цилиндрах? А ничего — вот так в идеале и должны выглядеть вкладыши.

И шатунные шейки, за исключением третьей, тоже в идеале. Однако появляется законный вопрос: почему кавитация возникла лишь в шатунном подшипнике третьего цилиндра, но не затронула остальные?

Причины стука в двигателе или еще раз о причине кавитации

У нас на этот счет нет ответа, а наука витиевато объясняет особенности появления кавитации флуктуацией давлений в потоке масла из-за особенностей поверхности подшипника, шейки вала и сверлений в нем, инерционными эффектами в слоях масляной пленки и вибрациями шейки вала в пределах зазора подшипника — попробуй понять, что тут к чему.

Вывод

Флуктуации оставим «доцентам с кандидатами». Как отметили консультировавшие нас специалисты-практики, кавитация — явление редкое, но если она возникла, значит, прежде всего владельцу стоит откорректировать свой стиль вождения в сторону более спокойного. Чем чаще и резче мотору дают «и в хвост и в гриву», тем скорее возникают условия, когда микроскопические ударные волны, сопровождающие кавитацию, будут испытывать вкладыши на прочность.

Ищем поломку в авто по звуку: призываем немного машинного обучения для поиска аномалий в работе двигателя

В школьные годы у меня был одноклассник, который мог послушать, как работает машина во дворе, и с серьезным лицом вынести вердикт: все в порядке, или что-то сломалось, и нужно срочно бежать за новыми деталями/маслом/инструментами! Я, как абсолютный чайник в автомобильном деле, всегда слышал обычное дребезжание очередной двенашки, никаких отличий не замечая и просто молча поражаясь его слуху и скилам.

Сейчас разбираться во внутренностях автомобиля я лучше не стал, зато начал работать с обработкой звуковых сигналов и машинным обучением, и здесь мы с вами постараемся понять, а возможно ли научить компьютер улавливать в звуке работы двигателя отклонения от нормы?

Как минимум, это просто интересно проверить, а в перспективе такая технология могла бы сэкономить кучу денег автовладельцам. По крайней мере в моем представлении, под капотом критичные поломки происходят постепенно, и на ранних стадиях, многие из них можно услышать, быстро и дешево исправить, сэкономив время, деньги и без того шаткие нервы.

Ну что, пожалуй, пора перейти от слов к делу. Поехали!

Сразу хочу сказать, что во всем, что касается математики и алгоритмов, я буду делать больший упор на смысл и понимание, формул и математических выкладок здесь не будет. Никаких новых алгоритмов я здесь не разработал, за формулами, при желании, лучше обратиться к гуглу и википедии, а также воспользоваться ссылками, которые я буду оставлять на протяжении всей статьи.

Все объяснения я буду приводить на примере звука двигателя с поломкой, взятого из этого ролика на YouTube.

Скачанный с ютуба файл (можно скачать с помощью браузерных расширений или просто изменив в ссылке youtube на ssyoutube) конвертируем в wav формат с помощью ffmpeg:

Прежде чем начать обработку этого файла, скажу пару слов о том, что такое спектрограмма, и как она пригодится нам при решении этой задачи. Многие из вас, наверняка, видели подобную картинку — это амплитудно-временное представление звука или осциллограмма.

Если простым языком, то звук — это волна, и на осциллограмме наблюдаются значения амплитуды этой волны в заданные моменты времени.

Чтобы получить из такого представления спектрограмму, нам потребуется преобразование Фурье. С его помощью можно получить амплитудно-частотное представление звука или амплитудный спектр. Такой спектр показывает, на какой частоте и с какой амплитудой выражен исследуемый сигнал.

По сути, спектрограмма — это набор спектров коротких последовательных кусочков сигнала. Пожалуй, такого «определения» нам будет достаточно, чтобы не отвлекаться сильно от задачи. Все станет понятнее, если посмотреть на визуализацию спектрограммы (картинка получена с помощью WaveAssistant). По оси X здесь отложено время, по оси Y — частота, то есть каждый столбец в этой матрице — это модуль спектра в заданный момент времени.

На этой спектрограмме видно, что звук двигателя при отсутствии постукивания «выглядит» примерно одинаково, и выражен на частотах в окрестности 600, 1200, 2400 и 4800 Гц. Звук стука, который беспокоит владельца, очень хорошо различим в диапазоне частот 600-1200 Гц с 5 по 8 секунду. Поскольку запись сделана в довольно шумных условиях на улице, на спектрограмме эти шумы также присутствуют, что несколько усложняет нашу задачу.

Тем не менее, глядя на такую спектрограмму, мы с уверенностью можем сказать, где стук был, а где его не было. У компьютера же глаз нет, поэтому нам нужно подобрать алгоритм, который будет способен различить подобное отклонение (а желательно и не только его) при условии наличия шумов в записи.

Рассчитать спектрограммы можно с помощью библиотеки librosa следующим образом:

Решение

Строго говоря, нам нужно решить задачу бинарной классификации, где нужно определить, сломан двигатель или работает в штатном режиме. Подобные задачи мы с коллегой уже описывали в своей предыдущей статье, там мы использовали сверточную нейронную сеть для классификации акустических событий. Здесь же такое решение вряд ли представляется возможным: нейронки очень любят, когда им даешь большие датасеты. Мы же имеем дело с одной вавкой длительностью чуть больше минуты, что большим датасетом явно не назовешь.

Выбор был остановлен на Gaussian Mixture Model (модель Гауссовых смесей). Хорошую статью, подробно описывающую принцип работы и обучения этой модели можно найти здесь Общая идея же этой модели заключается в том, чтобы описать данные с помощью сложного распределения в виде линейной комбинации нескольких многомерных нормальных распределений (подробнее о многомерном нормальном распределении здесь).

Так как двигатель в процессе своей работы звучит примерно «одинаково», звук его работы можно считать стационарным, и идея описания этого звука с помощью такого распределения выглядит вполне осмысленной. Чтобы понять суть GMM я очень рекомендую посмотреть пример обучения и выбора количества гауссоид здесь.

Наш случай отличается от представленных выше примеров тем, что вместо точек на двумерной плоскости будут использоваться значения спектра, взятые из спектрограммы сигнала. Подбирать параметры распределения, такие как тип ковариационной матрицы можно с помощью BIC критерия (пример, описание), однако в моем случае оптимальные с точки зрения этого критерия параметры показали себя хуже, чем те, что приведены в коде ниже:

Предполагая, что звук нормальной работы описывается распределением, параметры которого подобрались в процессе обучения, можно замерять, насколько любой звук «близок» к этому распределению.

Чтобы это сделать, можно вычислить среднее правдоподобие столбцов спектрограммы исследуемого сигнала, а затем подобрать порог, который будет отделять правдоподобие звуков хорошей работы от всех остальных. Построить правдоподобие для каждой секунды можно следующим образом:

Если отобразить полученные правдоподобия на графике, то получим следующую картинку.
В верхней части изображена спектрограмма сигнала, отображенная с помощью библиотеки matplotlib. Изменения, вызванные стуком, на ней заметны не так сильно, как на примере выше (именно поэтому здесь вы увидели 2 изображения). Тем не менее, если приглядеться, их все равно можно разглядеть. Вертикальными линиями помечены времена начала и конца стуков.

Выводы

Как видно из графика, в моменты звучания стука правдоподобие действительно становилось ниже порога, а значит, мы бы смогли разделить два этих класса (работа со стуком и без него). Но нужно сказать, что это значение находится достаточно близко к пороговому и в участках, где стук не слышен. Это происходит потому, что в записи часто встречаются посторонние шумы, которые также влияют на величину правдоподобия.

Добавим сюда обучения на буквально нескольких секундах звука, плохие условия записи, и уже можно вообще удивляться тому, что эксперимент хоть как-то удался!

Скорее всего, чтобы этот способ применить на практике и быть уверенным в его надежности, звука придется записать куда больше, а также хорошо разместить микрофон, чтобы свести попадание шумов на записи к минимуму.

Эта статья — лишь попытка решить подобную задачу, не претендующая на абсолютную правильность, если у вас есть идеи и предложения, а может быть вопросы, давайте обсудим их вместе в комментах или лично.