激光多普勒技术用于内燃机等旋转轴系扭振测量的研究

本文阐述了利用激光多普勒技术测量内燃机等旋转轴系扭振的技术方案和相应的实验测量系统，通过在ＮＺＪ－１型扭振校验机上与常用于内燃机轴系扭振测量的ＮＺ－３型扭振仪进行的扭振测量对比实验，说明激光技术用于旋转轴系扭振测量是可行的。     

扭振的激光测量与自适应定标

扭振的激光测量与自适应定标＊曾周末＊＊孙家闫明（天津大学）引言扭振是各种回转机械（如内燃机，汽轮发电机等）轴系存在的主要振动形式之一。当轴上作用扭矩发生变化时，就可使轴系产生扭振。目前广泛使用的各种非接触式扭振测量方法及测量仪器，都利用轴上的齿盘或...     

扭振测量仪低速性能的改进

非接触式扭振测量仪是内燃机及其动力装置轴系扭振测量发展的方向 ,但是目前常见的非接触式扭振测量仪对于大型低速船用柴油机轴系的扭振测量尚不适应。为此需对非接触式扭振测量仪进行低速性能改进。本文所研究的就是对现有的非接触式扭振测量仪检测中的某些局限性提出改进措施 ;通过对比实验找到一种比较可行的方案     

内燃机轴系扭振减振器的最优化设计

本文以多质量综合分析法结合现代最优化技术对内燃机轴系扭振减振器进行优化设计,通过对减振器参数在可能范围内的优选组合以使整个轴系动态特性达到最优。其中包括发动机在全部运行工况范围内轴系扭振幅值的均方根值最小及各部位间的相对幅值小于许用值。这样既保证了曲轴运转安全可靠,又使轴系转动能量的耗散最小。本文以一台6缸柴油机为例,进行了轴系扭振减振器的最优化设计,装机实验结果表明其性能达到了预期的效果。本文还提出了内燃机轴系扭振减振器最优化设计的全套电算通用程序。该程序可适用于各种大、中、小型内燃机轴系扭振减振器的优化设计,也可用于弹性阻尼减振器及动力减振器的设计。     

扭振测量仪低速性能的改进

非接触式扭振测量仪是内燃机及其动力装置轴系扭振测量发展的方向,但是目前常见的非按触式扭振测量仪对于大型人低速船用柴油机轴系的扭振测量尚不适应。为此需对非接触式扭振测量仪进行低速性能改进。本文所研究的就是对现有的非接触式扭振测量仪检测中的某些局限性提出改进措施;通过对比实验找到一种比较可行的方案。     

多缸内燃机功率不均衡偏差对扭振性能的影响

多缸内燃机各缸之间的功率不均衡将影响轴系的扭振性能。以GKIC内燃机车的6L240柴油机轴系为例，利用蒙特卡罗模拟法和有关统计资料，对各缸功率不均衡状况下的轴系扭振进行了计算和分析，找出了各缸功率不均衡对扭振振幅和频率的影响以及一些其它规律。为准确估计多缸内燃机轴系的实际扭振性能提供了理论依据。     

应用轴系扭振特性的内燃机工作状态研究

应用扭振理论分析扭振参数与内燃机工作状态之间的因果关系,说明利用扭振特征能诊断内燃机的工作状态,从实际测试和理论仿真的结果证明了能够运用扭振特征参数诊断内燃机的工作状态。并对分析扭振参数的两种方法进行了比较,说明了引进合理的分析参数的方法对诊断效果更加明显。应用轴系扭振特性诊断内燃机工作状态是一种有效的,新的诊断技术。     

内燃机轴系扭转振动控制技术研究与发展

基于系统的调研与分析,总结内燃机轴系扭转振动控制技术的研究与发展情况。对内燃机轴系扭转振动控制技术的计算分析、测试与校准、衡准、控制方法以及扭振减振器优化设计、扭振监测诊断与智能控制、新型扭振减振与传动装置等研究及进展进行分类介绍与总结,可为全面概括性地了解该领域的技术发展提供参考。     

柴油机轴系扭振研究中的模态分析方法

对柴油机轴系扭振的研究,以往是先建立扭振当量系统,然后进行自由振动与强制振动计算。本文提出的模态分析方法通过对轴系施加激励力矩并进行传递函数测量,直接识别扭振系统的自振频率、振型与阻尼。可用于研究曲轴变惯量以及水力测功器附水对扭振的影响。通过对实际柴油机轴系的扭振模态分析与运转时实测的扭振结果相比较,证实模态分析是柴油机轴系扭振研究中的一种新的有效方法。     

轴系扭振在线监测系统开发研究

扭转振动是影响诸如发电机组、空压机、推进轴系等旋转机械安全运行的重要动力性能之一,而发电机组、空压机等轴系扭振激励受负载的影响往往较大。为提高设备运转可靠性,在轴系运转过程中扭振应力幅值超过一定限值时进行预警,开发了一套船舶旋转机械轴系扭振在线监测系统,对船舶旋转机械设备实现严密的运转监测保护。系统同时兼容采用应变监测的直接测量方法与采用脉冲时序法测量的间接测量方法对轴系扭振进行监测,根据轴系实际情况对传感器类型以及监测系统模式进行选择,提高了系统对不同轴系结构的适应性。系统以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统。并通过标准应变模拟器以及基于脉冲时序法理论所设计的扭振标定器分别对无线应变遥测系统以及脉冲时序法扭振采集系统试验精度进行验证。结果显示,采用脉冲时序法测量,在转速为5 000 r/min时,系统检测误差约为0.3%,采用应变遥测系统检测方案时,误差值也远小于1%,该轴系扭振监测系统能实现较高精度的监测。     

内燃机轴系可控扭振模拟试验台的研制

设计并建造了一种双电机结构的内燃机轴系可控扭振激励模拟试验台.试验台以调速直流电动机作为转速驱动装置,发电机作为扭振激励源.可控扭振激励采用单片机技术,通过改变单片机提供的PWM信号的频率和占空比,来调节发电机励磁电流,以达到对扭振激励频率的控制.该试验台工作转速、扭振激励可调范围大,信号采集、分析处理及存储均可自动完成,能满足多种轴系不同工况的试验要求.对某无裂纹轴系和裂纹轴系进行了扭振试验研究,试验结果表明:无裂纹轴扭振优势频率在60Hz,而裂纹轴扭振优势频率集中在20Hz左右.     

旋转机械扭振模型在线自适应调整方法研究

现有理论方法不能随着旋转机械的运行实时地调整扭振模型,且准确性较差。因此,根据轴系机头、机尾测速齿轮的实时监测数据,分析得到轴系的扭振固有频率,并将其与计算所得的扭振固有频率进行比较,得到固有频率变化与扭转刚度变化的关系方程组;求解该方程组后,在线自适应调整轴系的扭转刚度,即可得到准确的扭振固有频率。将此方法应用于汽轮发电机组,在机组运行工况改变、扭振模型误差、汽缸内蒸汽温度变化、轴系扭振固有特性发生偏移的情况下,可准确获得机组轴系扭振固有频率。提出了一种实时在线自适应调整轴系扭振模型的方法,使扭振模型反映的固有特性与旋转机械的实际情况相符。     

柴油发电机组联轴系统设计研究

针对内燃机通过弹联带动较大惯量从动机械的轴系，在综合考虑目前既有成果的基础上，进行该类轴系弹联参数设计的共性研究。同时，考虑了内燃机特殊工况的弹联设计，并结合试验研究成果和相关标准，形成了扭振特性评价方法，建立起了联轴器刚度、惯量、阻尼参数的设计规范和流程。然后，以此作为指导原则，对某型轴系联轴系统进行了参数设计和实验验证。分析结果表明：各项设计指标均满足要求。     

平行不对中和交角不对中轴系的扭振特征比较

通过比较平行不地中和交角不对中轴系联轴节处的受力分析结果得到了如下结论：对 型旋转机械来说，平行不对中和交角不对中通常并存，扭振特征主要表现为平行不对中的扭振特征，即主要存在一倍于转动频率的扭转振动，而交角不对中的扭振特征相对量小，一般情况下难以表现出来。通过实验，证实了以上的理论分析是正确的。     

内燃机曲轴轴系动态特性优化修改的研究

本文根据结构动态系统状态空间敏感度分析提出了一种内燃机轴系扭振特性修改的优化方法，并介绍了一种动态特性优化计算和重分析的计算机通用程序，文中附有曲轴轴系扭振特性优化分析的结论以及计算机仿真和实测分析的实例。     

12V135AZ柴油机轴系自由扭振特性的灵敏度分析及系统参数的修改

本文提出了一种内燃机轴系扭振调频的新方法。并以12V135AZ柴油机轴系为实例,分析了自振本征对轴系各参数的灵敏度,建立了修改系统参数的数学模型,为有效地建立轴系扭振离散模型及改变轴系临界转速的系统动力优化设计提供了依据。     

汽轮发电机组转子轴系扭振主动控制的模拟研究

该文分析了汽轮发电机组转子轴系的扭振问题，提出了采用主动控制消除扭振危害的技术措施。文中建立了机组轴系扭振主动控制的离散化系统模型，利用最小能量法分别导出了轴系在局部控制和全局控制下的最优控制规律，进行了转子轴系扭振主动控制过程的计算机模拟，从理论上得到了在不同控制规律作用下汽轮发电机组轴系扭振总能量的衰减特性，提出了具有一定的工程意义的扭振主动控制方案，并对未来汽轮发电机组轴系实现扭振主动控制的     

一种基于单谐次角振动信号的内燃机工作状态监测新方法

分析了内燃机轴承低阶扭振振型特性;提出了单谐次准等差振幅模型。当内燃机轴系满足此条件时,提出一种利用曲轴低谐次扭振信号幅值监测内燃机工作状态的新方法。并以某机车柴油发电机组轴系为对象进行了应用研究,验证了本方法的实用性和诊断准确性。新方法不需要其他结构参数,简便易行,而且准确度高,适用广泛,有较强的工程实用价值。     

在日本首次实机测量汽轮——发电机组轴系的扭振

1、前言——实机扭振测量的目的:自1977年1月以来,三菱公司在电力公司的协助下,针对“轴系综合设计”课题,在发电厂里对实机进行了“汽轮——发电机组轴系扭振”测量。其目的在于验证三菱公司发展的“轴系扭振设计计算法”的精度,确立能与电力系统运用协调的设计轴系的技术。(图1)     

诊断内燃机各缸做功均匀性的曲轴简谐扭振反算法

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做功均匀性的新方法.该方法不依靠轴系结构参数,只需以各缸停缸时得到的扭振幅频特性参数为基础,再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,并且计算精度不受扭振影响.以某6L240六缸柴油机为对象进行了仿真研究,结果表明选用3个谐次的扭振简谐分量就可准确反算出柴油机各缸做功均匀性.