发动机振动特性分析与试验

完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险，这也是CAE 工作的重

要意义之一。在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟

样机进行NVH 试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH 水平。因此，通过仿真的方法对整机NVH 性能进行分析甚至优化显得十分重要。众所周知，发动机NVH 是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声

的主观评价等。客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激励等，这些结构振动又通过缸盖罩、缸盖、缸体和油底壳等传出噪声。发动机结构振动分析方法简介图1 发动机结构振动分析方法

如图1 所示，发动机结构噪声分析方法包括以下几个步骤：1. 动力总成FE 建模及模态校核建立完整的短发动机和变速器装配的有限元模型；对该有限元模型进行模态分析，通过分析结果判断各零件间连接是否完好；通过分析结果判断动力总成整体模态所在频率范围是否合理，零部件的局部模态频率是否合理，若存在整体或局部模态不合理的情况，需要对结构进行初步更改或优化。

2. 动力总成模态压缩缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。

3. 运动件简化模型建立发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。

4. 动力总成多体

实验二-发动机负荷特性试验资料讲解

实验二-发动机负荷特性试验

油量的大小，从而达到保持发动机转速不变的目的。（参见“发动机原理实验教程”P1～P4。） 1.1 负荷特性定义：当转速n不变时，发动机其它性能参数（燃油耗量、燃油耗率、排气温度等）随负荷的改变而变化的关系。 1.2 负荷特性试验的作用负荷特性试验表明在某规定转速下，各种不同负荷时的油耗率g e随功率P e变化的关系。通过负荷特性曲线可找出某转速下发动机所能达到的最大功率P emax和最低油耗率g emin，还可用来评价标定工况下的经济性，判断功率标定的合理性及有关调整的正确性。负荷特性主要用于对发动机的经济性进行比较和评价。 1.3 测量原理 1.3.1 功率测量原理（同发动机总功率试验） 1.3.2燃油消耗率测量原理（同发动机总功率试验） 2 实验设备及仪器：详见附件2。 3 实验技术标准及规范 3.1 技术标准 3.1.1 JB/T1147.2-2007《中小功率内燃机第2部分：试验方法》 3.1.2 JB/T1147.1-2007《中小功率内燃机第1部分：通用技术条件》 3.2 技术规范 3.2.1试验时发动机应带的附件及试验一般条件控制的要求详见附件4：“发动机原理实验教程”附录G--“发动机试验技术条件及规范”。 3.2.2《FC2000测控系统操作规程一》及《FC2000测控系统操作规程二》（见附件）。 3.2.3 S1110发动机主要技术参数表（见附件3）。

摩托车振动舒适性分析与改进_徐中明

摩托车振动舒适性分析与改进徐中明1 张志飞1 周坤2 罗春其2 苏周成1 1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400030 2.重庆建设摩托车股份有限公司,重庆,400050 摘要:从车体动态特性分析入手分析研究摩托车振动舒适性。以某125摩托车为例,采用仿真和试验相结合的方法分析摩托车车架、车架挂发动机的模态特性,建立了一种有效的简化了的车架挂发动机有限元模型。分析了发动机对车体动特性的影响,以及车体动特性与激励的匹配关系。针对该车架提出了改进方案,模态分析表明车体结构模态特性得到了改善。整车平顺性道路试验结果表明改进后的车架较好地改善了整车振动舒适性。关键词:摩托车;车体;模态分析;振动舒适性中图分类号:U 483 文章编号:1004 132X(2007)24 3009 05 Analysis and Improvement of Motorcycle Vibration Comfort Xu Zho ng ming 1Zhang Zhifei 1 Zhou Kun 2 Luo Chunqi 2 Su Zho ucheng 1 1.State Key Laboratory of M echanical Tr ansm issio n,Chongqing University,Chongqing,400030 2.Chongqing Jianshe M otorcycle Co.Ltd,Chongqing,400050 Abstract :Vibration comfort of motor cycle w as analyzed and improved from the v iew of dy nam ic character istic o f motor cycle body.The modal analyses of a certain 125CC m otorcy cle frame w ith and w ithout engine w ere carried out through experimental method and finite elem ent metho d.Results show that the simplified finite element m odel o f frame w ith engine is accurate.T he effect of eng ine on modal characteristic of body and the matching o f body w ith the ex citations fro m engine and road w ere analyzed.An improved pro ject w as presented to improve mo dal characteristics of the mo to rcy cle body,and w as validated by ex perimental mo dal analy sis and r oad test of riding comfort,w hich show that the ride quality is effectively im pro ved by amended body. Key words :motorcycle;bo dy;modal analysis;v ibration co mfort 收稿日期:2006 10 23 基金项目:国家重点科技攻关项目(2004BA434C -4);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(2004-527) 0 引言摩托车的振动舒适性已成为评价摩托车的一个重要指标。目前对如何评价摩托车振动舒适性,还没有国家标准可供参考。缪文泉等[1]进行了平顺性道路和台架试验,但只测量了座位处垂直振动,也没有明确振动分析频率范围。顾乾坤[2] 开展了一些研究工作,但没有明确应该以哪些部位的振动来评价摩托车的整车振动舒适性。文献[3-5]在深入研究振动评价研究成果的基础上,通过大量试验提出了摩托车平顺性评价方法,能很好地评价摩托车整车振动舒适性,并得到了实际应用。摩托车振动舒适性的好坏受到许多因素的影响,如悬架系统参数、车轮跳动量、坐垫处刚度、车体结构动态特性、发动机激励、路面激励以及它们之间的相互匹配关系。摩托车车架作为摩托车的骨架,承受着行驶过程中的动载荷和静载荷,并通过前后减振器和坐垫将发动机和路面激励传递到驾驶员,其动态特性是影响舒适性的重要因素。而发动机由于具有较大的质量和体积,对车架结构动特性具有较大影响。国内对摩托车车架的动态特性进行了大量的分析研究[6,7] ,但多针对车架,忽略了发动机的影响。有部分研究针对摩托车整车动态特性进行分析[8] ,但由于整车的非线性影响因素较多,其实用性和可靠性有待验证。有研究人员对车架挂发动机进行了仿真分析和改进研究[9],还有研究以改善振动为目标对车架、悬架参数进行优化[10],但缺乏检验,也未结合整车振动进行研究。本文从车体结构动特性的角度研究振动舒适 3009

汽车发动机功率检测实验

汽车发动机功率检测实验一、实验目的和任务１、通过实验，找出发动机在不同负荷下工作时的动力性与经济性的变化规律。２、了解（或熟悉）测功机的特性和工作原理，掌握测功机的操作方法。３、了解（或熟悉）制取发动机的负荷特性的方法、步骤与基本操作技术。４、了解柴油机（或汽油机）当转速不变时，燃油消耗率b e，每小时油耗量Ｂ，排气温度t r，随负荷P e（或p me）变化的规律。二、实验仪器、设备及材料测功机（水力或电力）一台，柴油机或汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或数字式）一只，温度计（排气温度、水温、油温）若干只，机油压力表，天平（或自动油耗测量仪），秒表，计算器一只，工具一套。三、实验条件、步骤及注意事项（一）实验条件１、调整柴油机（或汽油机）各参数（供油提前角或点火提前角、喷油压力、供油量、配气相位、气门间隙等）到规定值，紧固各连接螺栓，使发动机处于最佳技术状态。２、起动发动机后，使发动机运转到正常工作状况。（二）实验步骤及注意事项１、起动柴油机（或汽油机），看油压正常否，有无漏气、漏水、漏油现象，发动机响声正常否，如有不正常情况应排除后，方能计速。动机在选定转速下达到初步稳定的热平衡状态。２、观察发动机的转速（±1%），水温、机油温度和压力以及排温，是否达到规定值，只有达到规定值时，才能进行实验。３、把柴油机（或汽油机）的转速保持在选定转速，逐渐增加负荷，第一次增加负荷后，调节油门，待发动机稳定运转在选定转速下时，测量一次油耗G所用时间Δt，并计算出P e、b e、B 的值，记录于表中。再增加负荷，重复上述步骤。４、也可以从大负荷测试到低负荷。测量点最少不小于六点，取八个实验点较好。５、测试完成后，按规定将柴油机（或汽油机）熄火，整理现场。四、思考题

旋转机械振动的基本特性

旋转机械振动的基本特性概述绝大多数机械都有旋转件，所谓旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。旋转机械种类繁多，有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等组成，转速从每分钟几十到几万、几十万转。故障是指机器的功能失效，即其动态性能劣化，不符合技术要求。例如，机器运行失稳，产生异常振动和噪声，工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。机器发生故障的原因不同，所反映出的信息也不一样，根据这些特有的信息，可以对故障进行诊断。但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，一般都是多种因素共同作用的结果，所以对设备进行故障诊断时，必须进行全面的综合分析研究。由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误，使得机器在运行过程中会引起振动，其振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。从仿生学的角度来看，诊断设备的故障类似于确定人的病因：医生需要向患者询问病情、病史、切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。同样，对旋转机械的故障诊断，也应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理提取机器特有的故障症兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，做出符合实际的诊断结论，提出治理措施。根据故障原因和造成故障原因的不同阶段，可以将旋转机械的故障原因分为几个方面，见表1。表1 旋转机械故障原因分类

发动机负荷特性曲线(精)

发动机负荷特性曲线 2006-9-6 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状，可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。汽油机负荷特性曲线

船舶原理螺旋桨螺距

第一章绪论第二章螺旋桨的几何特征一、主要内容 1、本课题的主要研究内容； 2、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念； 3、螺旋桨的外形和名称及几何特征的有关专业术语。二、重点内容 1、有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数的概念； 2、桨叶数、桨的直径、螺距比和盘面比等概念。三、教学方法多媒体授课、结合螺旋桨模型组织教学四、思考题 1、什么是有效马力、机器马力、收到马力和传送效率、推进效率和推进系数？ 2、表征螺旋桨几何特征的主要参数有哪些？三、下讲主要内容理想推进器理论。

第一章绪论一、本课题的研究对象和内容 1、船舶快速性船舶在给定主机马力（功率）情况下，在一定装载时于水中航行的快慢问题。 2、推进器将能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门装置或机构。常见的推进器为螺旋桨。 3、主要内容 1）推进器在水中运动时产生推力的基本原理及其性能好坏； 2）螺旋桨的图谱设计方法。

二、马力及效率 1、有效马力P E 1）公制有效马力（本教材常用）2）英制有效马力式中，Te 为有效推力（kgf ），R 为阻力（kgf ），v 为船速（m/s ）E ()7575P v Rv UShp =e ＝或hp T E ()7676P v Rv UKhp =e ＝T 思考：在船舶专业中常用的速度单位还有哪些？

2、主机马力和传送效率推进船舶所需要的功率由主机供给，主机发出的马力称为主机马力，以P S 表示。主机马力经减速装置、推力轴承及主轴等传送至推进器，在主轴尾端与推进器联接处所量得的马力称为推进器的收到马力，以P D 表示。传送效率η s ＝P D / P S ，它反映了推力轴承、轴承地、尾轴填料函及减速装置等的摩擦损耗。

1、发动机负荷特性试验

实验一:发动机负荷特性实验 (车2、) 一、实验仪器设备 1．测功机：长沙湘仪动力测式仪器有限公司生产的电涡流测功机：型号：GW160；额定吸收功率：160kw；最高转速：1,0000r/mim 启东市联通测功器有限公司生产的电涡流测功机：型号： DW400；额定吸收功率：400kw；最高转速：5000r/mim 2．实验用发动机型号： YC6L-280-30型柴油发动机：最大功率：206/2200 (kw/rpm)；排量：8.4L 3．发动机自动测控系统 4．数字智能油耗仪二、实验步骤起动发动机前，先检查发动机的燃油、润滑油、冷却水等是否正常，不正常不允许启动，正常则进行以下步骤： 1．起动发动机进行暖机，在热状态稳定旧准备进行测量。 2．调节测功器和油门，使发动机在预定的转速和测功器读数下运行，待运转稳定后，记录燃油消耗率，测功机读数和排气温度等数据，待测量记录完毕后，再调节测功机和油门大小，增加负荷至第一点预定值，同时保持发动机转速不变，待稳定后再测取第二点数据，依次进行，直至油门到达最大为止，每条曲线的测点在8个以上。试验时负荷可由低到高或由高到低进行调整。 3．改变发动机转速，重复上述过程，制取另一转速下的负荷特性。具体转速的确定应在最低稳定转速和标定转速之间取8个转速，应包括最大扭矩转速，每一转速下的测点不应少于8点。在制取各条负荷特性时，必须绘制以输出功率e P为横坐标，比油耗e b为纵坐标的监督曲线。如在实验过程中发现个别点偏离曲线很大，应重新补做这点的数据。 4．测量完毕，减去测功器负荷并减小油门，使柴油机在空转数分钟后停机。关掉所有开关，整理实验场地。

发动机原理实验关于万有特性的

西华大学实验报告开课学院及实验室：交通与汽车工程学院内燃机实验室实验时间： 2011 年月日 1、实验目的 2、实验设备、仪器及材料 3、实验内容 3.1 一般实验（非上机实验）： 3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容） 3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程） 3.1.3实验记录（核心代码及调试过程） 3.2 上机实验： 3.2.1上机实验的内容及要求 3.2.2算法设计思想与算法实现步骤 3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法 3.2.4 程序运行的结果注解：理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。 4、实验总结 4.1实验结果分析及问题讨论 4.2实验总结心得体会注解：实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。说明：各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。

一、实验目的和任务 1、进一步掌握万有特性曲线意义 2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法 3、了解万有特性曲线的用途负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。二、实验仪器、设备及材料测功机（电涡流型）一台，汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或数字式，或测功机自带转速）一只，温度传感器（排气温度、水温、油温）若干个，机油压力表，自动耗油测量仪，以上各部分可能集成为发动机测控台架一套。大气压力、温度、湿度计各一支。计算器一只，工具一套，燃料若干。三、实验原理及步骤（一）、起动发动机，并预热之，待发动机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才可开始实验；（二）、分组按发动机速度（或负荷特性）实验方法完成一系列不同节气门开度下的速度特性，或者不同发动机转速下的负荷特性。（三）、根据发动机类型的不同，万有特性有两种绘制方法，即负荷特性法和速度特性法。对于柴油机，一般是根据不同转速下的负荷特性，用作图法求出；对于汽油机，则根据不同节气门位置的速度特性，用作图法求得。万有特性作图法（一）负荷特性法： 1、将各种转速下的负荷特性以平均有效压力Pme为横坐标，以be为纵坐标，以同一比例尺、在同一张图纸上绘出特性曲线。 2、根据发动机工作转速范围，标出万有特性横坐标n的标尺，纵坐标Pme的标尺与

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第 2 组西华大学实验报告开课学院及实验室：交通与汽车工程学院内燃机实验室实验时间： 2011 年月日 2、实验设备、仪器及材料 3、实验内容 3.1 一般实验（非上机实验）： 3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容） 3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程） 3.1.3实验记录（核心代码及调试过程） 3.2 上机实验： 3.2.1上机实验的内容及要求 3.2.2算法设计思想与算法实现步骤 3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法 3.2.4 程序运行的结果

注解：理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。 4、实验总结 4.1实验结果分析及问题讨论 4.2实验总结心得体会注解：实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。说明：各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。一、实验目的和任务 1、进一步掌握万有特性曲线意义 2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法 3、了解万有特性曲线的用途负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。

机械设备振动标准.(精选)

机械设备振动标准它是指导我们的状态监测行为的规范最终目标：我们要建立起自己的每台设备的标准（除了新安装的设备）。 ?监测点选择、图形标注、现场标注。 ?振动监测参数的选择：做一些调整：长度、频率范围 ?状态判断标准和报警的设置 1 设备振动测点的选择与标注 1.1监测点选择测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。铅垂方向标注为V，水平方向标注为H，轴线方向标注为A，见图6-1。图6-1 监测点选择

图 6-2在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图 1.2 振动监测点的标注（1）卧式机器这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的(齿轮传动)机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3～6-5。图6-3 振动监测点的标注图6-4 振动监测点的标注

图6-5 振动监测点的标注（2）立式机器遵循与卧式机器同样的约定。 1.3 现场机器测点标注方法机壳振动测点的标注可以用油漆标注，也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm，直径30mm，用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2 设备振动监测周期的确定振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次），待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7至14天；对接近或高于3000转/分的高速旋转设备，应至少每周监测1次。 4）对车间级设备监测，监测周期一般可定为每天1次或每班1次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期。如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修。如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为1天或更短。 3 设备振动监测信息采集 3.1 振动监测参数的选择对于超低频振动，建议测量振动位移和速度；对于低频振动，建议测量振动

实验二发动机负荷特性试验

“发动机负荷特性试验”实验指导书（中南林机电院刘谦钢）一、实验目的及要求(参见“发动机原理实验教程”P8) 1实验目的： 1.1掌握发动机负荷特性的试验方法。 1.1.1 掌握发动机负荷的加载方法和转速和燃油消耗率的测量方法。 1.1.2 掌握发动机功率、转速、油耗等测量仪器设备的选择、操作、使用方法。 1.1.3 熟悉发动机负荷特性测试数据的分析和处理方法。 1.2 通过实验，学习绘制、分析发动机负荷特性曲线。 1.2.1 依据原始数据和处理的数据，绘制发动机负荷特性曲线。 1.2.2 通过分析负荷特性曲线评价发动机在规定转速下，发动机部分负荷经济能，并为合理选用和调整发动机提供依据。 2 实验要求： 2.1 每次参加试验的学生为10～20人。 2.2 实验前复习发动机负荷特性试验的相关内容，认真阅读实验指导书及其附件。 2.3 实验时应作好记录纸笔等准备，按指导书操作仪器设备、试验及作好实验记录。 2.4 实验后，严格按实际实验数据正确处理实验数据，绘制相应曲线，认真撰写实验报告。二、实验预习及准备(参见“发动机原理实验教程”P8～P9。) 1 实验原理：当发动机油门（节气门）位置不变而通过测功器人为改变给发动机的所加负载，发动机转速必然改变。为制取发动机某一恒定转速下燃油消耗量、燃油消耗率、排气温度等随负荷变化而变化的特性，因此，可通过调节发动机油门（节气门）的位置来改变供油量的大小，从而达到保持发动机转速不变的目的。（参见“发动机原理实验教程”P1～P4。） 1.1 负荷特性定义：当转速n不变时，发动机其它性能参数（燃油耗量、燃油耗率、排气温度等）随负荷的改变而变化的关系。 1.2 负荷特性试验的作用负荷特性试验表明在某规定转速下，各种不同负荷时的油耗率g e随功率P e变化的关系。通过负荷特性曲线可找出某转速下发动机所能达到的最大功率P emax和最低油耗率g emin，还可用来评价标定工况下的经济性，判断功率标定的合理性及有关调整的正确性。负荷特性主要用于对发动机的经济性进行比较和评价。 1.3 测量原理 1.3.1 功率测量原理（同发动机总功率试验） 1.3.2燃油消耗率测量原理（同发动机总功率试验） 2 实验设备及仪器：详见附件2。 3 实验技术标准及规范 3.1 技术标准 3.1.1 JB/T1147.2-2007《中小功率内燃机第2部分：试验方法》 3.1.2 JB/T1147.1-2007《中小功率内燃机第1部分：通用技术条件》 3.2 技术规范 3.2.1试验时发动机应带的附件及试验一般条件控制的要求详见附件4：“发动机原理实验教程”附录

转动设备常见振动故障频谱特征案例分析

转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。转子不平衡的主要振动特征： 1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动； 2、波形为典型的正弦波； 3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm ／s，轴向12.0 mm／s。各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。

解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。通常所讲不对中多指轴系不对中。不对中的振动特征： 1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；

2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主； 3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度； 4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。案例：某卧式高速泵振动达16.0 mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显著，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。再测量泵轴承箱与电机轴承座对应部位的相位差，发现接近180度。解体检查发现联轴器有2根联接螺栓断裂，高速轴上部径向轴瓦有金属脱落现象，轴瓦间隙偏大；高速轴止推面磨损，推力瓦及惰性轴轴瓦的间隙偏大。检修更换高速轴轴瓦、惰性轴轴瓦及联轴器联接螺栓后，振动降到A区。三、松动机械存在松动时，极小的不平衡或不对中都会导致很大的振动。通常有三种类型的机械松动，第一种类型的松动是指机器的底座、台板和基础存在结构松动，或水泥灌浆不实以及结构或基础的变形，此类松动表现出的振动频谱主要为1x。第二种类型的松动主要是由于机器底座固定螺栓的松动或轴承座出现裂纹引起，其振动频谱除1X外，还存在相当大的2X分量，有时还激发出1／2X和3X振动

发动机负荷特性试验

实验一：发动机负荷特性实验 (车2、) 一、实验仪器设备 1?测功机：长沙湘仪动力测式仪器有限公司生产得电涡流测功机：型号:GW160：额定吸收功率:160kw;最高转速:1,0 0 0 0 r/mim 启东市联通测功器有限公司生产得电涡流测功机：型号：DW4 0 0：额定吸收功率：4 OOkw：最高转速：5 00 0 r/mim 2。实验用发动机型号： YC6L—280-30型柴油发动机：最大功率:206/2 2 00 (kw/rpm);排量：8、 4L 3。发动机自动测控系统 4。数字智能油耗仪二、实验步骤起动发动机前，先检查发动机得燃油、润滑油、冷却水等就是否正常，不正常不允许启动，正常则进行以下步骤： 1.起动发动机进行暖机，在热状态稳定旧准备进行测量。 2.调节测功器与油门，使发动机在预定得转速与测功器读数下运行，待运转稳定后，记录燃油消耗率，测功机读数与排气温度等数据，待测量记录完毕后,再调节测功机与油门大小，增加负荷至第一点预定值，同时保持发动机转速不变，待稳定后再测取第二点数据，依次进行，直至油门到达最大为止，每条曲线得测点在8 个以上。试验时负荷可山低到高或由高到低进行调整. 3 .改变发动机转速，重复上述过程，制取另一转速下得负荷特性。具体转速得确定应在最低稳定转速与标定转速之间取8个转速，应包括最大扭矩转速，每一转速下得测点不应少于8点。在制取各条负荷特性时，必须绘制以输岀功率为横坐标，比油耗为纵坐标得监督曲线.如在实验过程中发现个别点偏离曲线很大，应重新补做这点得数据。 4.测量完毕，减去测功器负荷并减小油门，使柴油机在空转数分钟后停机。关掉所

浅析机械设备的振动故障检测

Equipment Manufactring Technology No.3，2010 机械设备的故障检测，主要包括状态检测和故障诊断两个方面，即对机械设备的运行情况进行检测，并在发现故障后进行诊断和处理。机械故障检测是现代化的产物，是随着设备的改进和维修发展起来的。经过30年的发展，机械检测技术已经广泛应用在了飞机和船舶发动机、大型电网系统、石油化工、飞机自动驾驶和矿山设备等领域。 1机械故障检测技术的研究意义在现代化的生产中，机械设备故障检测技术有着重要的意义。机械设备出现异常如果没有及时发现和处理，不仅会导致机械设备的损坏，更会造成人员伤亡的惨剧。所以关于机械故障检测技术的研究，就十分必要了。机械故障检测技术，还可以预防事故的发生和提高企业的经济效益。 1.1预防事故发生保障人身和设备安全在许多行业（如航天、航海、航空等）中，机械设备发生故障，不仅会导致经济的严重损失，也会带来严重的社会影响。仅仅依靠提高设备的安全性来避免事故的发生，是远远不够的，必须辅助以有效的机械设备检测技术，才可以防患于未然。1.2提高经济效益选用机械故障诊断技术，在现代化的工业生产中，可以有效增加企业的经济效益。效益是多方面的，主要是降低机械设备的突发故障和减少设备的维修费用。突发的机械设备故障，会严重影响企业的生产，造成严重经济损失。虽然我国选用机械故障诊断技术的时间不是太长，但是也取得了优良的成绩。例如辽阳的石油化工集团，从国外引进了大型的机组，试机期间出现了多起机械故障，损坏了4个离心压缩机的转子，严重影响了生产。经过故障诊断和振动分析，把故障彻底的解决了。以前，铁路系统也曾出现了大规模的燃轴事件，严重影响了铁路运输的发展，后来选用红外技术，极大地减少了此类故障的发生。机械设备的维修费用，主要是过剩维修。选用机械设备的状态检测技术，可以有效的避免过剩维修，减少企业对于维修费用的支出。以辽阳石油化工集团为例，该企业每年要停产维修一次，企业利润减少了4000万元，维修费用4000万元，合计8000万元白白丢失了。国外的相关企业的维修期限大多是3～4年一次。由此可见，我国的过剩维修带来的损失是极为严重的。 2机械故障检测的方法振动分析法 2.1振动分析简介机械设备在作业时，会不断的出现不同强度的振动。经验丰富的维修人员，通过触摸和倾听振动强度及声音，就可以判断出机械设备明显的故障。但关于设备早期或特征不突出的故障，维修人员还是无能为力。对机械设备进行振动检测的研究，不但可以有效地检测设备的运行情况，还可以正确的判断出故障的发生和进行处理，减少了对设备拆卸的次数。在工业领域里，机械振动分析是衡量机械设备情况的重要指标之一。机械内部出现异常情况，随后就会出现振动的加大。零部件和设备表面就可以感受到振动，其实就是某一个振动源在设备内的传播，对应着设备和零部件的损坏或出现异常故障。例如零部件的原始制造误差、零部件间的滚动和摩擦、运动副间的空隙和回转机件的冲击等，都是机械设备的可能振动源。机械振动随着零部件间的摩擦、零部件表面的脱落、开裂等的变化而变化。机械设备也可能因为某一部件的微小振动，引发其他部件和设备的共振响应，造成设备的严重损坏。研究机械振动的目的，就是了解各种机械设备的振动现象的机理，获得机械振动包含的大量设备信息，对设备的运行情况进行检测，并分析可能存在的故障问题。依据对机械振动的研究和分析，就可以在不拆卸的前提下，对设备进行前期诊断和故障分析，并根据问题进行相应的处理。由于振动诊断技术的理论和实践都较为完善，其诊断结果也较为准确，而备受关注，在机械故障诊断体系中有着主导地位，被广泛应用于各种设备的运行检测和故障诊断中。 2.2振动分析方法（1）振动信号的幅值分析方法。主要应用参数有最大值、最小值、均值、均方根值和绝对平均值。这些参数的计算简单，对于机械故障的诊断也有一定的作用。其缺点是对故障有不敏感性和区分故障难的特点，因为它们会随着工作条件（转浅析机械设备的振动故障检测蔡宇（江汉大学文理学院，湖北武汉430056）摘要：介绍了机械设备的振动故障分析法，并总结出振动分析的方法，还对数种机械故障的诊断技术做了具体的分析。关键词：机械设备；振动分析；诊断技术中图分类号：TH113文献标识码：B文章编号：1672-545X（2010）03-0062-02 收稿日期：2009-12-14 作者简介：蔡宇（1987—），男，海南澄迈人，江汉大学文理学院2006级本科生，研究方向：机械设计制造及其自动化。 62

发动机的外特性和负荷特性

发动机的外特性和负荷特性发动机的外特性和部分特性统称发动机的速度特性。它是指在正常温度、正常机油压力点火提前角（或喷油提前角）以及燃料供给系的调整均在最佳状态下，使节气门开度（或供油调节杆）保持在一定位置不变，发动机的有效扭矩（Me）、有效功率(Pe)以及油耗率(βe)随发动机转速而变化的规律，速度特性曲线是在节气门开度固定于某一开度下（或在供油调节杆固定于一定位置下），依次改变发动机转速，在每一转速下测算Pe、Me、mT、βe，就可得到节气门在该开度下的特性曲线，如果改变节气门开度，如从小到大，就可得到许多条速度特性曲线，但常采用节气门开度为25%、50%、75%和100%时的曲线作为代表，节气门开度为100%（全开）时的特性称为发动机的外特性，该开度下的特性曲线称为外特性曲线。节气门开度在其他情况下得到的特性称为部分特性，其相应开度下的特性曲线都称之为部分特性曲线，由此可见，一台发动机，部分特性有无数个，而外特性只有一个。因为发动机外特性是在节气门全开或油量调节杆处于最大供油量时测定的，所以外特性曲线上的每一点表示着发动机在不同转速下所能发出的最大功率和最大扭矩，因此，通过发动机的外特性可以得知发动机所能达到的最高性能指标以及对应于Pemax、Memax和βemax时的转速，也可以计算出扭矩适应性系数（或称扭矩储备系数）。一般发动机铭牌上标明的功率、扭矩及相应的转速都是以外特性为依据的。因此，外特性在速度特性中最为重要。发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，

螺旋桨分析

漓江旅游客船动力装置轴系及螺旋桨分析 □南宁船检处阮晓宁摘要：分析漓江旅游客船轴系及螺旋桨的工作环境并推导了相关计算公式，对认识和执行规范有一定的参考意义。关键词：船舶轴系螺旋桨分析船舶传动装置轴系的功能是将主机的扭矩传递给推进器（漓江船舶均采用螺旋桨），同时又将螺旋桨产生的推力传递给船体以推动船舶前进。轴系受力十分复杂，除主要承受扭矩和推力外，还承受有弯曲应力，交变应力和振动应力。由于轴系的损坏将引起严重事故，故对轴系尺寸的计算和材料的选用，在《钢质内河船舶入级与建造规范》（2002）（以下简称规范）中都有明确的规定。为从实际出发，使计算简单，应用方便和保证安全，国内外的海、河船舶规范对轴系所采用的计算式，多以主要承受扭矩作用，对自身重量所引起的弯矩可忽略不计的中间轴径计算为基础。尾轴、推力轴轴径则根据其受力分析的前提下，以中间轴径乘以一个大于1的系数（考虑弯曲应力、交变应力、振动应力）所得之值。漓江旅游客船受航道条件限制，船舶主尺度较小，且多为尾机型，其轴均为整根式轴系，其计算系按船舶规范规定。 1 轴直径设轴主要承受扭矩，并将其分解为平均扭矩Mp和变动扭矩Mb（含螺旋桨引起的弯矩及其应力，振动时的振动应力、应变应力），则轴系所受到的合成扭矩M为：

M=Mp+Mb 令（ε为变动扭矩系数）则根据理论力学，轴系在力偶矩M作用下，单位时间内所作的功Ne为：（其中ω为角速度） N·mm 根据材料力学 [η]为许用切应力 W为抗扭剖面模数根据材料力学，材料许用应力的大小与材料、构造、尺寸、制造和载荷性质有关。由于轴系受力复杂的不确定性，轴系持久地承受扭转交变应力作用。据有关资料表明，对低碳钢δb≤490 N/mm2时，其持续扭转极限η≤137 N/mm2，并计入安全系数k＝1.3后，取

机械设备振动标准

机械设备振动标准 1 设备振动测点的选择与标注 1.1 监测点选择测点最好选在振动能量向弹性基础或系统其他部分2进行传递的地方。对包括回转质量的设备来说，建议把测点选在轴承处或机器的安装点处。也可以选择其他的测点，但要能够反映设备的运行状态。在轴承处测量时，一般建议测量三个方向的振动。水平方向标注为H，铅垂方向标注为V ，轴线方向标注为A，见图6-1。图6-1 监测点选择图6-2 在机器壳体上测量振动时，振动传感器定位的示意图

1.2 振动监测点的标注（1）卧式机器这个数字序列从驱动器非驱动侧的轴承座赋予数字001 开始，朝着被驱动设备，按数字次序排列，直到第一根轴线的最后一个轴承。在多根轴线的（齿轮传动）机器上，轴承座的次序从驱动器开始，按数字次序继续沿着第二根轴线到被驱动器往下排列，接着再沿着第三根轴线往下排列，直到机组的末端为止。常见的几种标注方法见图6-3 ～6-5 。图6-3 振动监测点的标注图6-4 振动监测点的标注（2）立式机器遵循与卧式机器同样的约定 1.3 现场机器测点标注方法机壳振动测点的标注可以用油漆标注（最简单的一种方法），标注大小与传感器磁座大小相似；也可以在机壳上粘贴钢盘来标注振动测点，最好采用后一种方法标

注。采用钢盘时，机壳要得到很好的处理。钢盘规格为厚度5mm，直径 30mm，用强度较好的粘接剂粘接，以保证良好的振动传递特性。 2 设备振动监测周期的确定振动监测周期设置过长，容易捕捉不到设备开始劣化信息，周期设置过短，又增加了监测的工作量和成本。因此应根据设备的结构特点、传动方式、转速、功率以及故障模式等因素，合理选定振动监测周期。当设备处于稳定运行期时，监测周期可以长一些；当设备出现缺陷和故障时，应缩短监测周期。在确定设备监测周期时，应遵守以下原则； 1）安装设备或大规模维修后的设备运行初期，周期要短（如每天监测一次），待设备进入稳定运行期后，监测周期可以适当延长。 2）检测周期应尽量固定。 3）对点检站专职设备监测，多数设备监测周期一般可定为7 至14 天；对接近或高于3000转/ 分的高速旋转设备，应至少每周监测 1 次。 4）对车间级设备监测（指运行人员），监测周期一般可定为每天1 次或每班1 次。 5）实测的振动值接近或超过该设备报警标准值时，要缩短监测周期配件；如果实测振动值接近或超过该设备停机值，应及时停机安排检修；如果因生产原因不能停机时，要加强监测，监测周期可缩短为 1 天或更短。 3 设备振动监测信息采集 3.1 振动监测参数的选择对于超低频振动，建议测量振动位移和速度；对于低频振动，建议测量振动速度和加速度；对于中高频振动和高频振动，建议测量振动加速度。说明如下：（1）设备振动按频率分类。根据振动的频率，设备振动可以分为以下几种：1）超低频振动，振动频率在10Hz 以下。 2）低频振动，振动频率在10Hz 至1000Hz。 3）中高频振动，振动频率在1000Hz至10000Hz。 4）高频振动，振动频率在10000Hz以上。（2）位移为峰峰值；速度为有效值；加速度为有效值；有时根据需要，速度和加速度还要测量峰值。 3.2 振动监测中的几个“同” 为保证测量结果的可比性，在振动监测中要注意做到以下几个“同” ： 1 ）测量仪器同； 2 ）测量仪器设置同； 3 ）测点位置、方向同； 4 ）设备工况同； 5 ）背景振动同。并尽量由同一个人测量。 3.3 振动数据采集应严格按监测路径和监测周期对设备进行定期监测。采集设备振动数据时，通常还需要记录设备的其他过程参数，如温度、压力和流量等，以便于比较和趋