不标定扭振测试仪的研究

本研究一种以普通电磁传感器为探头，利用数字电路精确测量出思系转动规律并从中分析计算出轴系的扭振角度的不标定扭振测试技术。对国内外电磁扭振仪所带标定信号以及发动机扭振特性的实测结果表明：本提出的扭振测试仪器具有使用中无需标定、转速适应范围广、精度高、工作稳定和成本低等优点。中将具体介绍该仪器的构成及工作原理，并给出实验研究结果和应用实例。     

汽车机调节系统中微分器对扭振稳定性的影响

讨论了汽轮机调节系统中微分器对扭振稳定性的影响，由于微分器提高了系统高频段的增益，有可能使扭振谐振峰的峰值突破０ｄＢ线，造成扭振失稳。因此，设计微分器时要考虑扭振稳定性的问题，通过仿真，给出微分器设计参数的合理选择范围。     

汽轮机调节系统中微分器对扭振稳定性的影响

讨论了汽轮机调节系统中微分器对扭振稳定性的影响。由于微分器提高了系统高频段的增益，有可能使扭振谐振峰的峰值突破０ｄＢ线，造成扭振失稳。因此，设计微分器时要考虑扭振稳定性的问题。通过仿真，给出了微分器设计参数的合理选择范围。     

弹性联轴器对发动机曲轴扭振的影响分析

为研究挖掘机用弹性联轴器对柴油发动机曲轴扭振的影响，搭建发动机本体曲轴一维仿真模型，结合台架试验对影响曲轴扭振的重要因素进行标定。基于台架标定参数搭建整车计算模型，研究动力总成发动机后端弹性联轴器解耦对曲轴扭振的影响。结果表明：皮带轮系刚度和阻尼对发动机曲轴的扭振有一定抑制作用，不带皮带轮系的建模结果更保守；匹配整车用弹性联轴器主激励阶次的扭振幅值较台架和整车解耦状态下略高，同平台可采用解耦方式建模；当弹性联轴器扭转刚度较小或接近减振器扭转刚度时会产生零频响应，需要根据曲轴应力和疲劳结果进行综合判断，台架扭振测试结果不能完全反映整车实际的扭振水平。     

智能柴油机的扭振优化控制方法研究

针对传统扭振控制方法已不能满足现代柴油机技术发展的需求,提出基于智能柴油机工作参数可调的扭振优化控制新方法。以某高压共轨中速机为对象,研究柴油机工作参数,如喷油定时和进气定时的改变与扭振应力间的关系,并进行了扭振优化计算与验证,取得了较好的扭振优化控制效果。     

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.     

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。     

计入自由端扭矩输出的轴系扭振计算

某六缸直列柴油机自由端输出载荷增加,需要再次对曲轴的可靠性进行评估。我们运用Excite Designer搭建了曲轴一维仿真模型,通过改变曲轴自由端和飞轮端功率输出,得到各轴段扭振幅值及扭振应力的变化情况。计算结果表明:在增大自由端载荷输出后,曲轴各轴段扭振幅值没有变化,但是扭振应力均有不同程度的减小,曲轴趋于更加安全。     

发电机组次同步振荡扭振参数甩负荷测试研究

提出一种利用甩负荷试验获取汽轮发电机组次同步振荡扭振参数的方法。甩负荷试验时汽轮机扭矩负载突降为0,转速飞升过程中激发出轴系扭转自由振动响应。利用频率计数法，从发电机组保护系统转速传感器输出信号中提取瞬时角速度，通过数值积分方法获取扭角位移信号。测试发现，相比于扭角速度，扭角位移信号更能反映扭振特征。甩负荷试验时扭振信号比较微弱，测速齿轮盘分度误差、振动、齿轮盘安装偏心等对测试结果影响较大。这类误差具有周期性特点，滤除瞬时角位移信号中转频及其若干倍倍频谐波分量后，信号中包含的扭振特征明显。结合某热电联产项目汽轮发电机组甩负荷试验进行了测试，给出了信号处理方法，验证了方法可行性。该方法无需对轴系施加扭矩激励，具有较高的工程应用价值。     

喷油矢量对柴油机曲轴扭振影响的机理

采用基于集中质量法的GT-SUITE软件,建立8,V2015柴油机曲轴系统动力学与性能协同仿真模型,并对其进行必要的试验标定.开展喷油矢量对柴油机曲轴扭振的影响机理的仿真研究,并以干扰力矩矢量和这一扭振能量衡量指标进行验证.结果表明,调节气缸循环喷油量影响发动机激励力矩低频段幅值,调整喷油提前角则主要影响中高频段的幅值和相位.激励力矩的影响机理可用来抑制曲轴扭振,不同喷油矢量的调节方案表明扭振抑制的有效性,其中减振器惯性体端5.5谐次的扭转角位移幅值降低21.2%;干扰力矩矢量和与扭转角位移的变化趋势一致,可作为扭振强弱的衡量指标以及扭振抑制的优化目标.     

扭振测量误差分析及实用发动机高精度扭振测量仪的研制

从测量原理和误差分析的角度出发,提出了提高扭振测量精度的可行途径。在此基础上进行了实用扭振测量仪的研制和试验研究。与国内同类仪器相比,研制的测量仪主要有以下两个方面的特色：（1）通过应用USB接口解决了测量采集数据的传输瓶颈和传输可靠性问题;（2）应用大缓冲区低延迟误差计数电路并结合采集电路的紧凑设计有效减小了测量电路本身的系统误差,提高了测量的精度。试验结果表明：测量仪工作性能较好,工作可靠,可以满足发动机在各种工况下扭振测量的要求。     

基于轴承座振动信号检测的轴系扭振监测方法实验研究

提出了一种基于轴承座垂直方向振动信号检测的轴系扭振监测与诊断的新方法,建立了扭振监测与诊断的理论模型,给出了轴系扭振故障存在与否的诊断准则。实验结果表明:该方法在保证轴系扭振监测实时性的同时,能够准确、有效地判别出冲击载荷下的扭振故障,能够清楚地显示轴系的前两阶扭振固有频率上的振动响应分量,且验证了所提出的扭振故障特征参数在很宽的转速范围具有良好的稳定性。研究结果为汽轮发电机组轴系扭振故障在线监测提供了一种新的有效方法。     

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。     

曲轴减振器特性参数检测系统开发研究

本文开发出一套曲轴减振器特性参数的计算机检测分析系统。该系统通过激振器激励减振器扭振并自动采集成振器的响应，根据频响曲线计算得出减振器的特性参数。对比试验结果表明，该系统能准确测定减振器的振动特性参数。并对测试系统的杭干扰进行了详细分析。     

某柴油机曲轴扭振合成应力控制计算分析

针对某新型柴油机轴系扭振计算中曲轴扭振附加应力过大问题,对激励进行分析并开展扭转振动计算;尝试采取不同途径消减过大扭振合成应力。得到如下结论:当今柴油机强化指标不断提高,而CCS推荐的气体激励简谐分量幅值相对偏小,从安全角度出发,扭转振动计算时应按照柴油机厂提供的激励数据进行。共振区域的过大振动应力可通过确定主要贡献的谐次分量,调整节点位置部件参数的方法来消减;非共振区域的过大振动属正常的振动响应,可通过增强曲轴的抗扭振疲劳强度来适应,但其可行性应综合考虑柴油机设计因素。     

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。     

利用实测发动机瞬态转速波动估计平均指示压力

本文针对四缸发动机建立了四自由度有阻尼强迫振动数学模型和反求平均指示压力的数学模型。通过发动机瞬态转速测量，可为扭振分析、单缸熄火、稳态及动态测功、单缸功率(一缸熄火时)测定、气缸密封性等状态监测及诊断提供数据，还可为车辆及发动机开环自适应控制策略等提供必要的转速、扭矩数据。     

扭转减振器类型检测的试验研究

详细论述某型号发动机扭转减振器类型检测的试验研究过程，在扭转减振器分解前摸清厂减振器的基本结构类型，为下一步工作奠定了基础，并摸索了一条扭转减振器类型检测的新方法。     

NZ－T扭振分析记录仪及其在低速柴油机轴系扭振测试中的应用

国产ＮＺ－Ｔ扭振分析记录仪是微机式高智能型仪器，可作较低转速的扭振测试，除数字显示和打印输出外，还有模拟输出，既可独立工作，也能与微机联成测试分析系统。本文介绍Ｎｚ—Ｔ扭振分析记录仪的主要原理和性能，并介绍其在实船低速柴油机轮系扭振测试中的应用情况。     

斯太尔WD615系列柴油发动机扭振测量与分析

利用浙江大学新研制的高精度数字化扭振测试系统,对装用国产扭振减振器的斯太尔WD615系列发动机进行了全负荷工况下的曲轴扭振特性台架测试.通过对全转速范围内各稳定转速下的扭振时域波形和各谐次扭振幅频特性曲线的综合分析表明,该机型配用国产扭振减振器完全满足扭振减振要求.