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发动机扭转振动测量精度及试验台架研究

作　者: 王恒宇
导　师: 邓康耀
学　校: 上海交通大学
专　业: 动力工程
关键词: 发动机扭转振动信号处理算法谐次提取信号处理精度激励器
分类号: TK417
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

非接触式电磁传感器因安装方便、采集系统简单,在发动机扭转振动测量中被广泛应用。但在测量时常出现测量结果不稳定、测量误差大等问题。因此,本文通过对发动机扭转振动信号处理算法和测量精度的研究,以期为扭转振动测量提供参考依据。此外,为了能够更好地研究扭转振动问题,实现高频与多频段扫描,本文研究了扭转振动试验台架的几种激励器与飞轮标定器。论文首先实现了对发动机扭转振动信号的处理与谐次提取算法,并提出了计算瞬时转速的双线法,该算法不仅可有效滤除信号坏点,同时适用于在各种转速和采样频率下测量信号的处理。在此基础上,通过结合标准信号与理论分析,研究了平均转速、周期采样密度、转速变化以及高频计数法对扭转振动测量的影响。针对扭转振动试验台架的高频和多频段扫描的问题,研制并实现了偏心轴激励器、设计分析了曲柄连杆激励器、弹簧曲柄连杆激励器及十字轴万向激励器等多种台架扭转振动激励机构,探讨了同一转速下实现多个谐次的激励方法。在扭转振动测量实践方面,本文搭建了某型号1.4L四缸汽油机的扭转振动试验台架,通过对扭转振动进行分析和测量,验证了信号处理算法并给出了联轴器参数设计和改进建议。同时,本文还设计了一种飞轮标定器,并分析了其动力学特性。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 课题研究的背景及意义  11-12
  1.2 国内外发动机曲轴轴系扭转振动研究发展现状  12-14
    1.2.1 扭转振动台架试验及测量  12-13
    1.2.2 扭转振动分析  13-14
  1.3 论文的主要内容  14-15
第二章发动机扭转振动测量与信号处理算法  15-31
  2.1 引言  15-18
  2.2 瞬时转速的计算  18-21
  2.3 计算瞬时转速的双线法  21-24
  2.4 扭转振动的谐次提取算法  24-26
  2.5 发动机扭转振动信号处理程序的设计  26-28
  2.6 扭转振动谐次提取算法的适应性分析  28-30
  2.7 本章小结  30-31
第三章发动机台架扭转振动信号处理精度研究  31-43
  3.1 引言  31
  3.2 平均转速对精度的影响  31-33
  3.3 周期采样密度对精度的影响  33-38
  3.4 转速变化对精度的影响  38-40
  3.5 高频计数法的精度研究  40-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章扭转振动试验台架的研究  43-63
  4.1 引言  43-44
  4.2 偏心轴激励器的研制  44-46
  4.3 曲柄连杆激励器分析  46-52
    4.3.1 曲柄连杆激励器的运动学分析  47-49
    4.3.2 曲柄连杆激励器的动力学分析  49-52
  4.4 弹簧曲柄连杆激励器的研制  52-56
  4.5 十字轴万向激励器的分析  56-57
  4.6 偏心轴激励扭转振动台架试验  57-62
    4.6.1 扭转振动试验台架搭建  57-59
    4.6.2 扭转振动试验及分析  59-62
  4.7 本章小结  62-63
第五章扭转振动测试实践  63-84
  5.1 引言  63
  5.2 汽油机模型分析及改进研究  63-70
    5.2.1 汽油机模型分析  63-67
    5.2.2 联轴器参数改进  67-70
  5.3 汽油机台架扭转振动试验及分析  70-78
  5.4 飞轮标定器的分析  78-83
  5.5 本章小结  83-84
第六章全文总结与展望  84-87
  6.1 全文总结  84-85
  6.2 展望  85-87
参考文献  87-91
致谢  91-93
攻读学位期间发表的学术论文与专利  93

发动机扭转振动测量精度及试验台架研究

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