一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法及裝置，包括采集發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)，將采集所得旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號(hào)和角速度信號(hào)，然后提取角速度信號(hào)的高頻分量，將其進(jìn)行逐點(diǎn)積分，將積分所得高頻時(shí)域信號(hào)利用快速傅立葉逐點(diǎn)變換成頻域信號(hào)，最后發(fā)動(dòng)機(jī)三維扭振數(shù)據(jù)生成模塊將各均分信號(hào)Qk的轉(zhuǎn)速信號(hào)nk和角位移頻域信號(hào)Yk順序輸入到三維坐標(biāo)系中，可以得到橫坐標(biāo)、左縱坐標(biāo)和右縱坐標(biāo)分別為發(fā)動(dòng)機(jī)扭振頻率、幅值和轉(zhuǎn)速相關(guān)的三維發(fā)動(dòng)機(jī)扭振數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用組合式設(shè)計(jì)，安裝方便，不受發(fā)動(dòng)機(jī)及外界振動(dòng)影響，可靠性好，測量精度高，分析計(jì)算方便，適應(yīng)性較強(qiáng)，重量輕，便攜性強(qiáng)。
【專利說明】一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)測試領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，發(fā)動(dòng)機(jī)扭振測量多采用激光多普勒扭振儀和磁電傳感器，激光多普勒扭振儀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的振動(dòng)較敏感，且設(shè)備體積巨大，只能在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架使用，不適合便攜工作，且成本較高，如果臺(tái)架振動(dòng)大則無法得到穩(wěn)定的信號(hào)。磁電傳感器測試需要針對(duì)不同的機(jī)型加工信號(hào)采集盤，適應(yīng)性較差，且對(duì)測試距離和安裝位置要求很高，測試距離偏大或偏小，安裝位置有振動(dòng)，都無法得到穩(wěn)定有效的扭振信號(hào)。
[0003]上述測試方法因其存在以上缺陷，不適用于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)的采集。因此如何創(chuàng)造一種結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本較低，且可得到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸實(shí)時(shí)扭振數(shù)據(jù)的方法及裝置是業(yè)界迫切需要解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法及裝置，用于實(shí)時(shí)采集并計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振數(shù)據(jù)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明的一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法包括以下步驟:
[0007]I)通過信號(hào)采集機(jī)構(gòu)的編碼器采集發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端時(shí)間為T的旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)Q，
τ是R的整數(shù)倍，并將該信號(hào)均分成每段時(shí)間為R的脈沖信號(hào)

【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法，其特征包括以下步驟: 1)通過信號(hào)采集機(jī)構(gòu)的編碼器采集發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端時(shí)間為T的旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)Q，T是R的整數(shù)倍，并將該信號(hào)均分成每段時(shí)間為R的脈沖信號(hào)= 1,2.,-,P 2)將均分脈沖信號(hào)Qk轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速信號(hào)nk和角速度信號(hào)cok，根據(jù)以下公式得到: MHJBfe = 6.0,K 2τ?Χ 57,3,其中Nk為分段脈沖信號(hào)Qk中的脈沖數(shù),A為 AX HAKSi編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，R為分辨率； 3)將角速度信號(hào)進(jìn)行高通5Hz濾波處理提取其高頻分量信號(hào)； 4)將角速度信號(hào)ω,的高頻分量進(jìn)行逐點(diǎn)積分得到角位移信號(hào)φ&，根據(jù)以下公式可得:■ (O = /* Mft1di，其中R為分辨率； 5)將積分所得高頻時(shí)域角位移信號(hào)利用快速傅立葉逐點(diǎn)變換成頻域信號(hào)，根據(jù)以下公式可得:Ttot = SteVfcift,濯 f/L.j = n/u ■…L - -1, 靈=Af, 2&f, ?.■, M = 其中L為信號(hào)隊(duì)的數(shù)量，R為分辨率； 6)將各均分信號(hào)Qk的轉(zhuǎn)速信號(hào)nk和角位移頻域信號(hào)Yk順序輸入到三維坐標(biāo)系中，可以得到橫坐標(biāo)、左縱坐標(biāo)和右縱坐標(biāo)分別為發(fā)動(dòng)機(jī)扭振頻率、幅值和轉(zhuǎn)速相關(guān)的三維發(fā)動(dòng)機(jī)扭振數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法，其特征在于:所述分辨率R的要求將信號(hào)Q均分成每段時(shí)間為R的信號(hào)Qk，其中R為分辨率，取I或2，單位為秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法，其特征在于:所述的編碼器采用軸式增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，每轉(zhuǎn)脈沖輸出個(gè)數(shù)A = 60?1000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測方法，其特征在于:步驟4)中 t = 0.001 ?0.0001 秒。
5.一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測裝置，包括安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸減振器前端的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)采集機(jī)構(gòu)和與之連接的信號(hào)分析處理系統(tǒng)，其特征在于:信號(hào)分析處理系統(tǒng)包括信號(hào)均分模塊、轉(zhuǎn)速信號(hào)生成模塊、角速度信號(hào)生成模塊、高通濾波模塊、角位移信號(hào)積分模塊、傅立葉變換模塊和發(fā)動(dòng)機(jī)三維扭振數(shù)據(jù)生成模塊；信號(hào)均分模塊、角速度信號(hào)生成模塊、高通濾波模塊、角位移信號(hào)積分模塊、傅立葉變換模塊依次連接，轉(zhuǎn)速信號(hào)生成模塊和傅立葉變換模塊連接到發(fā)動(dòng)機(jī)三維扭振數(shù)據(jù)生成模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測裝置，其特征在于:信號(hào)均分模塊:是將信號(hào)采集機(jī)構(gòu)采集的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸前端時(shí)間為T的旋轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)Q均分成每段時(shí)間為R的脈沖信號(hào)Qfc,k = 1,2,…,圣;，τ是R的整數(shù)倍； 轉(zhuǎn)速信號(hào)生成模塊:根據(jù)以公式=60得到轉(zhuǎn)速信號(hào)其中分段脈沖信號(hào)Qk中的脈沖數(shù)，A為編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，R為分辨率； 角速度信號(hào)生成模塊:根據(jù)以公式
，得到角速度信號(hào)，其中Nk為分段脈沖信號(hào)Qk中的脈沖數(shù)，A為編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)，R為分辨率； 角位移信號(hào)積分模塊:根據(jù)以下公式可得
，將角速度信號(hào)Ok的高頻分量進(jìn)行逐點(diǎn)積分得到角位移信號(hào)Ψ?，其中R為分辨率； 傅立葉變換模塊:將積分所得高頻時(shí)域角位移信號(hào)利用快速傅立葉逐點(diǎn)變換成頻域信號(hào)，根據(jù)以下公式可得:

其中L為信號(hào)攀%|的數(shù)量，R為分辨率； 發(fā)動(dòng)機(jī)三維扭振數(shù)據(jù)生成模塊:將各均分信號(hào)Qk的轉(zhuǎn)速信號(hào)nk和角位移頻域信號(hào)Yk順序輸入到三維坐標(biāo)系中，可以得到橫坐標(biāo)、左縱坐標(biāo)和右縱坐標(biāo)分別為發(fā)動(dòng)機(jī)扭振頻率、幅值和轉(zhuǎn)速相關(guān)的三維發(fā)動(dòng)機(jī)扭振數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測裝置，其特征在于:發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)采集機(jī)構(gòu)包括信號(hào)采集單元(I)和支撐單元(4)，信號(hào)采集單元(I)的編碼器(Ia)安裝在支撐殼體(Ic)頂部(Icl)，編碼器軸(Ial)通過聯(lián)軸器(Ib)與旋轉(zhuǎn)軸(Ie)連接，旋轉(zhuǎn)軸(Ie)上的軸法蘭(If)與連接在適配器(5)上的過渡法蘭(6)連接，編碼器軸(Ial)和聯(lián)軸器(Ib)置于支撐殼體(Ic)中，編碼器軸(Ial)穿過支撐殼體(Ic)頂部(Icl)的孔，支撐殼體(Ic)頂部(Icl)與支撐單元(4)連接，支撐殼體(Ic)的下部通過軸承(Id)與旋轉(zhuǎn)軸(Ie)連接；支撐單元(4)包括與支撐殼體(Ic)頂部(Icl)連接的橫向支撐桿(4a)和與橫向支撐桿(4a)另一端連接的立架(4b)，立架(4b)的下部連接在缸體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測裝置，其特征在于:所述的橫向支撐桿(4a)包括前部半圓弧叉(4al)和根部的調(diào)節(jié)螺桿(4a2)，半圓弧叉(4al)與支撐殼體(Ic)的頂部(Icl)連接，調(diào)節(jié)螺桿(4a2)穿在立架(4b)上的連接孔(4bl)中，通過螺母與立架(4b)連接；所述的立架(4b)上的連接孔(4bl)是豎直方向的長孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測裝置，其特征在于:所述的編碼器(Ia)采用軸式增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，每轉(zhuǎn)脈沖輸出個(gè)數(shù)A = 60~1000。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振信號(hào)檢測裝置，其特征在于:所述支撐殼體(Ic)周圍成圓筒式結(jié)構(gòu)，側(cè)面開有3個(gè)大U型安裝窗口(lc2)。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK104198031SQ201410368167
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】宋單平, 王勇 申請(qǐng)人:東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司