内燃机测试技术内燃机振动测量

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1、振动测量的实施测试大纲的编制要点：1、测试目的2、测试项目3、测试系统的组成4、测试设备、工具、工装5、工况、测点布置及传感器安装位置6、测试试验步骤7、注意事项及应急措施8、测试内容及相关记录表一、测试目的对测试大纲的影响测试目的不同，振动测量时的测试参数、测试系统、测点布置、测试工况等随之改变。（1）对结构强度、振型分析，多点测量振动位移。（2）研究振动系统的阻尼时，测量振动速度。（3）研究振动与力的关系时，测量振动加速度。（4）研究振动特性及原因时，应进行频谱分析。（5）研究系统共振时，应测量振动系统的固有频率。2号电机在2400

2、r/min的各测点振动时域曲线及频谱图（6、7通道分别对应后盖、前盖的振动）研究振动特性及原因时，应进行频谱分析起动电机外壳上所测得的振动时域信号及其对应频谱（力锤激振）起动电机外壳振动与台面振动间的传递性函数曲线研究系统共振时，应测量振动系统的固有频率二、测试系统的选择1、传感器的选择根据结合测试目的确定的振动参数（位移、速度、加速度），最好选取与之相应的传感器。以避免积分和求导带来的误差。还应注意传感器在其他方面满足测试要求：精度；量程；频率范围；质量、外形尺寸等。2、测振放大器的选择基本要求：输入端应与传感器在精度、量程、频率范围

3、等方面匹配；输出端特性须满足记录、分析设备的要求。3、记录设备的选择为长期保存和深入分析振动信号，应对振动信号进行记录。传统的记录设备是磁带记录仪，现已逐步淘汰；目前一般通过对信号进行A/D转换后存入计算机。4、分析设备的选择传统的分析设备为测振仪、频谱分析仪等；目前大多采用由计算机和采集分析软件组成的虚拟仪器。三、测振工况和测点的选择根据测试目的确定：作振动评价（级）时，按相关标准执行；对振型分析时，应选共振工况点，测点布置在相对振幅较大处；研究系统共振的固有频率和阻尼时，应使设备转速从系统共振的亚共振区到过共振区过渡。内燃机振动测量

4、内燃机振动测量的必要性：(1)以内燃机作为原动力的机械设备，内燃机是主要振动源。(2)随着内燃机向高速、轻型、大功率方向发展，其振动问题更加突出。(3)对振动控制的要求，日趋严格。因此，必须对内燃机振动问题给予更多的关注，内燃机振动测量作为研究内燃机振动的主要手段，必须熟悉和掌握。产生振动需要两个必要条件，即激振力作用在弹性体上。内燃机是由两大机构和四（五）大系统组成的弹性系统，具有形态复杂、频率密集的振型。内燃机振动的激振源：(1)在气缸内反复压缩、燃烧、膨胀所产生的气体力。(2)曲柄连杆机构的不平衡惯性力和惯性力矩。(3)作用在各摩

5、擦副之间的作用力。(4)其它机构和系统的作用力。(5)其它设备或部件对内燃机的作用力。内燃机是由两大机构和四（五）大系统组成的弹性系统，具有形态复杂、固有频率密集的振型。内燃机的激振源包括气体力、不平衡惯性力和惯性力矩、各摩擦副之间的作用力、其它机构和系统的作用力等，具有频带宽、方向多的特点。内燃机振动具有多振源、宽频带、形态复杂的特点，主要分为如下几类：1．整机振动2．轴系扭转振动3．结构振动4．部件振动1．整机振动设内燃机为刚体，所作的六自由度刚体振动。六自由度振动分别为沿x、y、z三个方向的直线振动和绕三个轴的角振动。其激振力为曲

6、柄连杆机构的不平衡惯性力和惯性力矩，以及由往复惯性力和气体力引起的倾倒力矩。内燃机整机振动会影响环境的舒适性、降低内燃机的工作可靠性和使用寿命、甚至造成各种连接件和内燃机本身的迅速损坏。内燃机整机振动位移曲线及频谱2．轴系扭转振动曲轴、凸轮轴、传动轴等组成的轴系所作的各惯量幅值、相位有差别的角振动。其激振力矩主要为内燃机各缸气体力和往复惯性力引起的曲轴切向力矩。扭转振动会破坏各缸工作的相位关系、恶化内燃机的平衡性能、严重的扭转振动还会引起轴段的断裂。某柴油机曲轴输出端原始瞬时转速曲线3．结构振动结构振动是指具有弹性的内燃机结构部件，在各

7、种激振力作用下所激起的多种形式的弹性振动。结构振动一般频率较高，会诱发噪声，影响环境的舒适性。某柴油机机体结构振动速度曲线内燃机整机振动强度是内燃机总体振动品质的反映，它包含内燃机设计性能、制造水平、机器工作状况等丰富信息。一般所说的内燃机振动就是指内燃机整机振动。内燃机整机振动测量本节分三部分讲述一、内燃机整机振动基本概念二、当量振动烈度及其评级三、当量振动烈度的工程测量一、内燃机整机振动基本概念1、内燃机整机振动的定义：设内燃机为刚体，所作的六自由度刚体振动。六自由度振动分别为沿x、y、z三个方向的直线振动和绕三个轴的角振动。2、内

8、燃机整机振动的激振源对单缸机：（1）曲柄连杆机构的离心惯性力；（2）曲柄连杆机构的往复惯性力；（3）倾倒力矩。对多缸机：（1）曲柄连杆机构的离心惯性力和惯性力矩；（2）曲柄连杆机构的往复惯性力和惯性力矩；（