发动机试车台架状态监测系统设计

发布时间：2020-03-21 15:14

【摘要】：随着我国汽车行业的飞速迅猛发展,作为汽车最核心部件的发动机,其性能指标成为消费者购买汽车的重要参考依据。作为发动机出厂上市的关键一环,发动机台架试验的结果对发动机的销售起着至关重要的作用。发动机进行台架试验时,发动机试车台架结构中各部件将负担巨大的应力和载荷。因此,发动机试车台架很容易因长期的剧烈振动和高负荷试验造成台架结构发生故障,从而影响发动机正常的台架试验甚至影响到台架试验人员的人身安全。针对这种状况,本文提出一套发动机试车台架状态监测系统针对发动机台架试验中台架系统的剧烈振动进行监测并对其零部件进行故障识别和诊断。首先,本文从试车台架系统的结构出发,针对台架结构中各零部件进行潜在故障的分析与预测,选取了以振动信号为主的状态监测物理量,确定了状态监测系统的总体框架。其次,根据系统的整体框架完成了对系统的硬件部分选型,包括传感器、采集卡等,并且根据台架结构的特点,确定了监测位置。在硬件设计的基础上,根据监测需求设计软件,系统的软件功能分为参数设置和批次管理模块、数据采集和状态监测模块、信号分析与处理模块、数据远程交互模块四大模块。应用LabVIEW完成对软件系统的编写,实现了试车台架状态监测系统的各项功能。最后,针对发动机试车台架最可能出现故障的轴系和轴承故障进行了实验室的故障模拟,对采集的振动信号应用变分模态分解进行故障特征提取,并对试车台架采集的实际信号运用该方法进行特征提取,验证了方法的有效性,并在系统中加以应用。
【图文】：

发动机试车台

第二章柴油发动机试车台架振动监测及故障诊断分析2.1 发动机台架试验简介发动机试验台架作为发动机出厂的主要测试平台，对发动机出厂销售的质量和性能评估起着至关重要的意义。发动机台架试验的好坏直接影响到发动机的性能评估、发动机的故障排查以及能否为发动机提供有效的改良的方向[35]。由于对发动机的测试参数各有不同，发动机台架试验需要针对不同的测试指标设定对应的测试项目。而且发动机的性能不能只参照某一特定的指标，需要对各个性能指标综合考察。因此，发动机的试验种类主要有动力性试验、耐久性试验、可靠性试验、经济性试验和排放试验等[36]。发动机台架试验通常情况下需在专用的发动机试验室中进行。发动机试车台架的结构组成主要有待测试发动机、联轴器、测功机、齿轮箱、负载电机等组成，如图 2.1 所示。

示意图,轴不对中,示意图,不对中

图 2.2 轴不对中示意图Fig.2.2 Schematic of shaft with misalignment造成轴承摩擦的损伤、连接轴的挠性变形、联轴器的问题。造成轴系不对中的故障原因有很多，在装配过生不对中的情况；转子系统在运行过程中由于受力、不对中；转子系统会在某些工作环境下受力超出轴承和过大的径向振动也是产生轴系不对中的原因之一。中指的是在转子系统中两相互平行转轴间在径向位置径向振动，通常表现为在径向上产生一个 2 倍频振动两个转轴间的交点存在一定的角度，，主要产生轴系的出现幅值较大的转频成分；平行偏角不对中则是以上此在频率上表现为两种情况的叠加[40]。号的频谱分析来看，平行不对中故障的频谱主要产生率峰值随振动程度的增大而增大，同时会产生幅值较
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U467.2

【参考文献】