【MT47】毕业论文（设计）_基于BBM测试系统的4_H发动机的扭振测量.doc文档 ㊣ 精品文档 值得下载

发动机台架数据进行数据处理与分析。

首先介绍了汽车发动机曲轴扭振信号处理技术在国内外的研究状况，特别是曲轴扭振原理及分析，并提出了本课题的研究意义，内容和方法等。

关键词，发动机，扭振，测量湖北汽车工业学院科技学院毕业论文，湖北汽车工业学院科技学院毕业论文摘要引言课题来源课题背景扭振信号处理技术的研究现状课题的研究意义和内容本文的研究意义本文的主要研究内容曲轴扭振测试技术的发展机械式测量模拟式测量接触式电子扭振仪测量原理非接触式智能扭振仪测量原理数字式测量软件式测量基于的扭振测量多普勒效应的扭振测量本章小结声学振动测试分析软件介绍公司简介数据采集前端多种输入输出信号调理方式灵巧便携，性能优异振动噪声测试分析系统湖北汽车工业学院科技学院毕业论文高效而迅捷数据的灵活和通用性特殊功能本章小结轴系扭振实验引言试验仪器角标仪曲轴转角信号发生器试验原理扭振信号的提取扭转振动的基本理论扭转振动的描述扭振实验介绍本章小结扭振信号的解调处理扭振信号解调的总体方案确定的瞬时转速计算扭振数据分析处理直接解调法本章小结总结与展望总结展望参考文献致谢湖北汽车工业学院科技学院毕业论文引言课题来源课题基于测试系统的发动机扭振测量来源于东风商用车公司发动机厂生产的类轴系扭转振动情况所产生的问题，发动机是东风汽车有限公司开发的新代发动机产品，该发动机采用目前国际最新的电控高压共轨燃油喷射系统每缸四气门布置增压空对空中冷等技术排放达欧Ⅲ并具备达欧Ⅳ潜力。

应实际生产目的要求，以湖北汽车工业学院学生实践的锻炼为目的，通过以老师为主，学生为辅的方式，利用学校的相关硬件及软件设施，运用振动测试系统检测发动机的瞬时转速，了解瞬时转速的测量方法及数据处理方法，包括自带的处理系统及用处理采集数据。

光电编码器为线。

通过对发动机的瞬时转速的测量，来分析发动机的扭振情况。

课题背景众所周知，在动力装置飞速发展的现今时代，发动机己成为人类生活中不可缺少的部分，随着人们生活水平的提高，人们对轿车的舒适性要求也越来越高，而发动机曲轴的扭振则是影响轿车乘坐舒适性的个重要方面，振动般都会通过发动机轴系传来。

所以研究发动机的扭振对于提高人们的交通及生活质量具有深刻的意义。

而且也由于曲轴的扭振所带来的些较大的生产生活事故，其产生的危害不容忽视，所以人们更是在不断研究和探讨中。

国外从十九世纪末开始，就不断出现各种断轴事故的有关文章和分析报告，人们对轴系扭转振动的研究也逐渐深入。

发动机是种应用非常广泛的热能动力机械，在很多领域都是作为主要的动力源。

随着技术的发展，对发动机的性能要求使用寿命和安全性要求也越来越高。

其中曲轴是发动机最主要的运动部件之，近年来人们对发动机可靠性及动力性的要求不断提高，曲轴的工作条件也越来越苛刻，曲轴的强度扭振等问题也愈加变得重湖北汽车工业学院科技学院毕业论文要，特别是其扭振问题，它极大地影响着发动机的工作可靠性和使用寿命，是发动机性能测试和研究的重难点。

轴系的扭转振动不仅与轴系本身的惯性和弹性特征有关，还与作用在轴系上的激振力矩息息相关。

外界激振力矩包括燃气爆发力质量块惯性力引起的力矩，以及接收功率部件所吸收的变值扭矩。

这种弹性变形的绝对值在般情况下是不大的，但是当外界激振力矩的频率与刚性轴的共振频率相同时，刚性轴的扭转变形幅度将远远超过正常值，即产生刚性轴共振，此时将严重影响机械设备的使用寿命和安全性，如果继续在这情况下工作，则可能发生断轴主轴瓦损坏等系列恶性事故，造员伤亡和巨大经济损失。

许多研究都表明扭转振动是船舶汽车和机车发动机系统轴系损坏的主要原因，因此检测分析发动机轴系的扭振显得尤为重要。

扭振信号处理技术的研究现状对于曲轴扭振信号的分析处理，首先最重要的点就是要将扭振信号提取出来。

人们已研究出很多种扭振信号的测量方法，扭振测量是曲轴扭振研究的项重要内容。

随着传感器技术电子技术的发展，扭振测量技术已从机械式测量模拟式测量发展到数字化测量，测量的精度也不断提高。

目前扭振的测量采用得比较广泛的是测齿法。

从信号的角度分析，可将曲轴扭振看成是扭振信号对均匀脉冲载波产生调制的现象。

因采用的传感器不同，测得的脉冲序列相位和幅值都可能携带扭振信息，将此相位调制或者幅值调制信号解调即可获得扭振信号。

课题的研究意义和内容本文的研究意义目前，对于扭振的研究，人们已研制出很多类型的仪器，如发动机曲轴的扭振测试仪监测仪信号分析装置故障诊断装置等各种扭振仪表。

而为了研究这些仪表装置是否满足其使用要求，往往需要进行大量的实验，以获得发动机在各种工况下发生扭振的数据信号，以检定这些装置的稳定性和准确性。

特别是对于些湖北汽车工业学院科技学院毕业论文理论研究而言，为了找出扭振发生的规律，增加实验的准确性。

通过现场实验来采集数据，处理得到的扭振信号，实时测量轴系扭振情况可以连续不断地为测试或诊断分析系统提供信号，针对扭振分析故障诊断等装置所需的信号源进行研究。

本课题即是基于测试系统对东风发动机进行检测分析。

本文的主要研究内容根据本文对发动机曲轴扭转振动的测量，扭振信号获得的过程。

研究目标针对东风曲轴传动系统，进行轴系扭振原理的分析研究，通过扭振测试得出信号数据，并对其进行数字化处理，从中解调出扭振信号，然后通过实验实际测量出值与振幅之间的关系。

通过计算分析扭振的最佳振动区域。

研究内容扭振测试及信号的提取，分析汽车发动机的扭振现象，研究曲轴的扭转振动理论，搭建试验台及测试系统，利软件分析湖北汽车工业学院科技学院毕业论文曲轴扭振测试技术的发展扭振的测量大致可以分为两类扭应力的测量和扭角的测量。

轴系扭角的测量则是人们常说的扭振测量。

扭应力的测点般选在轴上的节点处，扭角的测点则在轴系的自由端。

对于内燃机的扭振研究和测试早在世纪就己开始，直至现今，随着技术的发展进步，扭振的测试则逐步简单智能化。

从最初的盖格尔机械式测量开始，扭振的测试经历了模拟式阶段数字式阶段，以及之后采用的激光多普勒测量，测试精度在不断提高，方法也越来越先进。

在其分类上，依传感器的类型可分为光电式磁电式霍尔式电涡流式等按信号拾取装置与轴系是否接触可分为接触式和非接触式。

以下就从信号提取方式上讨论扭振测试技术的发展过程。

机械式测量扭振测量最早使用的仪器是年德国人发明的机械式盖格尔扭振仪，这种仪器结构简单，从信号获取到波形记录均由机械装置实现，可直接安装在曲轴的自由端或者中间轴位置，用麻布带传动，使用方便。

但轴的扭振是通过皮带传递到测量头架的，皮带的弹性振动会引起信号的失真。

机械式扭振仪测量范围精度有限，主要适用于中低速柴油机的扭振测试，记录的结果最后还需要人工进行分析，故该种扭振测量方法现在已基本上没有使用。

模拟式测量模拟电路式的扭振测量可分为接触式测量和非接触式测量，测量仪器都属于电子式的扭振仪。

由于是模拟电路式，抗干扰能力差，对于低频低扭角的扭振信号测试困难，误差较大。

接触式电子扭振仪测量原理接触式的电子扭振仪，测量原理是在轴上贴应变片或者压电加速度计等敏感元湖北汽车工业学院科技学院毕业论文件，利用这些感器直接感知轴的扭振，并将信号经过集流环或遥测方式输出到仪器，再经仪器分析和处理获得被测轴系的扭振特性，属于该类型测量方法的扭振仪有应变片式扭振仪压电式扭振仪及电感式扭振仪。

这类扭振仪可远距离操作，便于分析记录。

但该方法对元件的安装要求很高，信号传输困难，且因必须在轴上安装传感器，所以很多情况不得不破坏轴的结构，局限性大。

非接触式智能扭振仪测量原理非接触式扭振仪是现今轴系扭振监测方面的大发展趋势，这也是目前应用最广泛的扭振测量仪器。

与以往的扭振仪相比，非接触式扭振仪有诸多进步的地方，扭振测试更简单，且精度也提高了很多，但测试过程般要受软硬件条件的局限，分析功能有限，且价格昂贵。

类仪器般都配备磁电式或光电式电涡流式传感器和测量齿盘，传感器都基于测齿的原理，利用轴上的齿轮码盘或其它等分结构，通过测量齿间角速度的不均匀性来感知轴系的扭振如图所示。

具体方法般是将扭振信息通过传感器的输出脉冲反应出来，即将等分机构装在轴上的测点处，使传感器与齿部对齐并保持适当间隙，利用传感器感应出轴发生扭振时与扭振角速度变化相对应的脉冲，从而获得扭振信号。

这种方法对轴系上齿轮机构的等分精度要求很高，这也是测量信号误差的来源之。

根据使用的传感器的类型，扭振信息存在于脉冲的相位或幅值中，并采用相应的解调电路将信号解调出来，如典型的锁相环解调电路调频解调电路等。

由于扭振幅度相对于齿间距很小且扭振引起的轴的角速度波动也很小，因此扭振信号的相位调制度和幅值调制度都很小，采用电路解调时电路的精度则成为关键的部分，该方法解调误差较大。

如图图非接触法测齿原理图此外，般大多数扭振仪都是将传感器得到的信号进行放大隔离整形单湖北汽车工业学院科技学院毕业论文稳后得到定幅定宽的脉冲位置调制信号即，利用低通滤波器和积分器来解调即信号，从而获得原始的扭振角位移信号。

例如，基于磁电式脉冲原理的扭振仪，测量时当轴发生扭振，则产生重复频率发生改变的脉冲信号，经低通滤波后转化成相应的电压变化波形，再通过电容隔去直流成分，积分后就可获得相应于扭振角位移的变化波形。

国内外不少仪器采用的是这原理，如国内东南大学型扭振仪的模拟部分上海内燃机研究所的扭振仪们等国外有美国的型扭振仪英国的型扭振仪日本的小野扭振仪等，此类仪器的测量原理如下图所示。

其测量工作过程由磁电式传感器前置放大单稳电路低通滤波隔直电容及积分放大等电路组成。

数字式测量世纪年代的数字式扭振测量仪，如比利时公司的扭振测量模块，充分利用计算机的软硬件资源，测量分析工作可由计算机自动完成，代替了人工操作，更方便简单。

但此类仪器采用的硬件较多，对采集卡的要求较高，价格昂贵。

数字