诊断内燃机各缸作功均匀性的曲轴简谐扭振反算法

简要介绍了各种诊断内燃机各缸作功均匀性的方法及其局限性；依据内燃机动力学的基本理论，提出了一种利用轴系一个惯量的扭振信号多谐次分量反算内燃机各缸作功均匀性的新方法；详细推导和说明了该方法的基本原理；以某6L240柴油机为对象，进行了选用3个谐次的扭振简谐分量准确反算出各缸作功均匀性的仿真研究。理论分析和仿真研究表明．新方法只需以各缸停缸实验得到的扭振幅频特性参数为基础，利用一个惯量的扭振信号多谐次分量就可反算出内燃机各缸平均有效压力。方法简便准确，既不依靠轴系结构参数等较难获得的先验知识，又适用于内燃机轴系存在扭振的情况。     

提高扭转振动瞬态信号处理精度的方法研究

用测试扭振信号来分析轴系的各谐次幅值特性,研究扭转共振是解决由扭振产生故障问题的有效方法之一。针对发动机升降速过程扭振信号是瞬态时变信号,并存在低频滚振干扰,不能采用转速跟踪分析方法直接进行分析的特点,提出了将一次采样样本所包含的整周期数扩大一倍,加Ｈａｎｎｉｎｇ窗进行转速跟踪分析的方法,消除了低频滚振的影响,大大提高了升降速过程扭振各谐次幅值分析精度。这种方法既能在试验台上测试分析发动机的扭振特     

0.5谐次相位在非均匀发火柴油机故障定位上的应用研究

为探究非均匀发火多缸柴油机燃烧故障的诊断和定位方法,以轴系扭振理论为基础,首先分析非均匀发火柴油机谐波相位与发火间隔角的关系。接着基于AVL-EXCITE建立以50°/70°间隔发火的某V12柴油机轴系扭振集总参数计算模型,并设置不同负荷下各缸单缸失火故障,仿真计算其0.5谐次的相位和幅值,然后对该V12柴油机进行试验研究。仿真计算结果和部分缸失火故障试验数据的对比表明该V12机的0.5谐波相位以25°/35°交替转换,验证了理论分析的正确性。基于此提出根据0.5谐次幅值判断有无故障、A1缸基准相位差定位故障位置的故障诊断规则。     

基于频响函数法的曲轴轴系扭振分析与控制

基于原点频响函数法对曲轴轴系匹配三种不同TVD时的扭振进行计算,可以快速预测TVD减振效果。首先引入扭转减振器减振原理;其次介绍集总参数有限元法计算扭振的方法;然后通过扭转模态识别曲轴轴系的模态频率,通过频响函数结果判别曲轴轴系在单位激励力矩作用下扭振幅值的大小;最后,试验测试曲轴安装TVD位置处的扭振加速度,并和仿真进行对比。结果发现,频响函数法计算的扭振幅值曲线和测试结果趋势相同,且对这三种TVD降低车内噪声的效果进行了比较。     

发动机前端附件驱动系统-曲轴扭振系统耦合建模与曲轴扭振分析

为了综合研究曲轴扭振与发动机前端附件驱动的系统(FEAD)的旋转振动,建立了发动机FEAD-曲轴扭振系统的耦合模型.两系统之间的连接是通过曲轴前端的扭转减振器.扭转减振器的惯量环可为驱动FEAD的皮带轮,或独立.利用建立的模型,计算系统的固有特性,研究曲轴前端安装不同形式的扭转减振器时,FEAD对曲轴扭振的影响和FEA...     

直列六缸柴油机固定停缸振动预测

为预测停缸状态下柴油机振动水平,以某直列6缸柴油机为研究对象,首先从理论角度分析不同停缸策略引发的柴油机扭矩激励差异;接着,基于Excite Power Unit软件建立整机多体动力学仿真模型,比较不同固定停缸策略对柴油机曲轴扭振及整机振动的影响;从振动可靠性角度,量化不同固定停缸策略所引起的柴油机振动幅度,为下一步动态停缸研发工作打下坚实基础。另外,该结论可以从产品研发角度指导产品规避共振风险,从而缩短产品开发周期,降低研制成本。     

轧机主传动系统扭振减振器参数设计及特性分析

针对咬钢时突加负载时轧机主传动系统轴系的扭振现象,引入扭振减振器控制装置,建立电动机与扭振减振器的扭振抑制模型;通过对扭振减振器特性参数的设计,得出扭振减振器的惯量比、定调比、阻尼比;同时运用定点理论,得到最佳定调比和阻尼比;通过对比加入扭振减振器前后的时域特性曲线,得出扭振减振器能降低振动幅值;通过调节惯量比、扭转刚度、阻尼系数的大小,得出不同参数变化对轧机主传动系统幅频特性曲线的影响规律,适当的增大惯量比μ可以减小振动幅值,增大扭转刚度K_d可以缩小系统的不稳定区域,增大阻尼系数C_d可以有效降低系统扭转振动幅值,因此选取恰当的参数数值能有效提高轧机系统的稳定性。     

基于解决发动机加速异响问题的TVD分析优化

针对某整车加速异响问题,简要地介绍了通过试验测试确定异响激励源(曲轴轴系扭振)的过程,计算分析了曲轴轴系扭振激励引起异响的机理;分别研究了扭振减振器(Torsional Vibration Damper,TVD)橡胶层扭转刚度和惯量环转动惯量对扭振高谐次分量调频、调幅作用的影响,并对比了这两个参数的影响程度;分析发现增加惯量环转动惯量和降低橡胶层扭转刚度均能够降低扭振高谐次分量在常用转速区域的峰值,但调频、降幅程度不同;基于计算分析结论,对发动机原装TVD进行了优化设计,比较了发动机匹配优化后TVD和原装TVD两种情况下车内噪声测试结果,测试与主观评价均发现原有的异响声明显削弱,达到可接受范畴。     

动态扭矩加载器的标定研究

对一种动态扭矩加载器进行了标定研究.1)参数标定: 对加载器的扭振系统施加不同频率的已知简谐激振扭矩.由得到的幅频响应曲线对扭振系统参数进行标定;2)简谐电磁扭矩幅值的标定: 由测试系统采集出与待标定幅值相应的位移响应幅值,再从已知的系统幅频响应曲线得到相应放大因子,进而得到欲标定的简谐电磁扭矩的幅值.3)非谐简电磁扭矩瞬时值的标定:在欲标定电磁扭矩作用下,由测试系统采集出瞬时的角位移、角速度和角加速度的离散值,将其代入扭振系统的力学模型,便得到欲标定的瞬时扭矩的离散值.经拟合得到非简谐电磁扭矩的标定曲线.动态扭矩加载器的标定为扭矩传感器的动态标定提供了较理想的标定设备.     

不平衡转子扭转振动特征的测试

采用ＤＫ－Ⅱ型扭振测量系统，进行了不同转速下不平衡转子的弯曲，扭转振动的联合测量，得到了存在不平衡的故障转子的扭振特征和变化规律，即当转动频率小于一阶扭振固有频率时，扭振幅值随转速的升高而增大；当转动频率大于一阶扭振固有频率时，扭振幅值随转速的高而减小；当通过扭振界转速时，扭振相位翻转１８０°。     

基于ADAMS的柴油机曲轴扭振仿真

以某V型8缸柴油机为研究对象,通过多体动力学方法对该曲轴进行扭振研究。首先在ADAMS中建立曲柄连杆机构的刚体模型;然后把曲轴作为柔性体,建立曲轴的有限元模型并对其进行模态计算;最后用曲轴的柔性体模型代替曲柄连杆机构的曲轴刚体模型,得到曲柄连杆机构的刚-柔混合体动力学仿真模型。对曲轴在正常工况下和单缸熄火时的扭振进行研究,得到曲轴在正常工况下和单缸熄火时的扭振特性。     

The effect of harmonic torque to torsional vibration of induction machines

Abstract

An increasing number of industrial control applications and home appliances employ power electronic devices which cause large concomitant harmonic currents. These harmonic currents distort the waveform of the voltage source and, in doing so, the distorted voltage can induce harmonic pulsating torque in the air gap and rotor harmonic torque of an induction machine. This harmonic pulsating torque generally causes torsional vibration. In addition, when the natural frequency of the mechanical system is in the proximity to the frequency of the rotor harmonic torque, the magnitude of the vibration becomes amplified and deteriorates rapidly; the torsional resonance occurs as well. In this investigation, we analyze the phenomena of torsional resonance caused by rotor harmonic torque and torsional vibration caused by harmonic pulsating torque.     

非对称截面的两自由度非线性振动

在大扭转变形条件下,本文建立了新的非对称截面扭转和垂向运动耦合的两自由度动力学方程组.该微分方程组描述了截面在大扭转变形时的动力学行为.在忽略方程组中的平方非线性项,保留线性耦合及立方非线性项情况下,采用多尺度法求解了结构在垂向载荷及扭矩均为简谐载荷并发生主共振时的动力学行为.结果显示,当扭矩诱发低频主共振时,系统的立方非线性项呈现硬弹簧性质.当垂向简谐载荷诱发高频主共振时,立方非线性项呈现软弹簧性质.同时由于非线性的影响,结构的振动幅值会随激励的幅值及激励频率的变化而发生跳跃.这是仅考虑小扭转变形的数学模型所不能揭示的.     

复合式罩极电机扭转振动检测与分析

设计了一种复合式罩极电机,为双定子双转子结构,电机运行时定子绕组施加励磁,产生的旋转磁场带动转子旋转。分析了电机气隙磁场的特性,推导了电磁转矩公式,表明电机运行时存在扭转振动。研制了复合式罩极电机样机,利用传感器对电机在不同励磁状态下的转矩输出进行了检测,表明电机运行时存在扭转振动,且扭振幅值随两相励磁电压的相位差而变化,最后对变化规律进行了理论分析,结果表明:扭转振动波的相位差为两相励磁电压相位差的2倍。     

航空活塞发动机曲轴配重组件失效机理研究

某型飞机在使用过程中,多次发生配重组件破损,滚柱飞出而击伤发动机,严重威胁飞行安全.为分析配重组件破损的原因,基于配重的工作原理,分析了发动机油门快速操纵对曲轴扭转振动的影响,依据扭纵耦合理论,对滚柱冲击挡片的机理进行了研究,并完成了试验验证.建立了配重组件在冲击载荷作用下的有限元计算模型,并对配重组件进行了机械性能测...     

某天然气压缩机组联轴器断裂故障诊断

大型往复式压缩机的曲轴-连杆-活塞结构因其产生的不平衡力,极易发生疲劳断裂,对断裂原因进行有效分析对故障消除措施的制定具有重要作用。本文针对某气田压缩机组联轴器的多发性断裂故障,首先对断裂螺栓进行理化分析,再通过仿真计算系统扭振固有频率,并对系统进行扭振及轴功率、扭矩测试,诊断出故障产生原因是系统第五阶次扭振共振且峰值扭矩超标,继而采用在压缩机组光轴段加装一个惯性飞轮对系统扭振特性进行调频处理,使螺栓断裂故障得以根治。本文将理论和测试结合,该故障诊断方法可用于其他类似问题,具有理论和工程实际意义。     

利用模糊模式识别诊断内燃机失火故障的研究

提出了一种基于模糊模式识别的内燃机失火故障综合诊断方法。通过建立简明实用的瞬时转速诊断模型并深入分析瞬时转速信号的波形特点,定义并提取了１０种无量纲的诊断特征参数。在此基础上,利用模糊模式识别技术对这些参数进行信息融合,首先快速识别整机有无失火故障,然后在有必要时再进行故障气缸定位。实验结果表明,该方法可以充分利用多种特征参数的信息互补性,提高了诊断效率和识别正确率,并能满足在线监测和实时诊断的要     

汽车传动系扭振引起的车内轰鸣声控制方法

某前置后驱微型客车存在低转速车内轰鸣声的问题,研究表明该轰鸣声由传动系扭振引起。首先对传动系扭振影响车内噪声的机理进行分析,在此基础上建立传动系扭振当量系统模型并进行自由振动计算。同时建立对象车型发动机仿真模型,从而获取发动机激振力矩,完成受迫振动计算。然后开展传动系扭振测试,并将自由振动及受迫振动计算结果与试验数据进行对比,验证了模型的有效性。然后利用此模型研究对象车型传动系扭振特性,从减小经后桥及后悬架向车身传递的扭振激励的角度出发,提出了一系列控制主减速器处扭振幅值的方案。试验结果表明所提方案对改善低转速车内轰鸣声效果明显。上述工作对解决同类问题具有一定意义。     

直升机传动系统扭转振动的分析

为了获得直升机传动系统扭转振动的特性,对直升机传动系统的扭转振动进行了计算和分析.在简化传动系统结构的基础上,将直升机传动系统划分为若干个轴段和圆盘的子系统,根据振型叠加原理,得到了直升机传动系统扭转振动的解,分析了传动系统的扭转频响函数.结果表明:传动系统扭转频响函数幅值的峰值出现在低阶固有频率附近;不同频率激振源的部件引起传动系统同阶扭转共振时,发动机的转速不等,发动机到激振源部件的传动比大,发动机的转速高;在同阶扭转共振中,桨叶引起传动系统扭转共振时,发动机的转速最高.