内燃机测试技术 04振动测量
振动信号在内燃机检测中的应用
然 后 对 表 面 振 动 信 号进 行 分 析
。
可
、
左 右 ； 进 气 门 开 启 关 闭等 激 励 的 响 应 频 率 主 要 集 中在 2 范围内
一
6 4 kH z
对 内燃机 相 关 故 障 进 行 诊 断
目前
，
振 动信 号 可 对 内燃 机 气 门
，
。
燃 油 喷 射 系 统 及 活 塞 断 裂 或 过渡 磨 损 等 故 障 进 行 诊 断 用振 动 信 号 识 别 缸 内燃 烧 及 缸 内压 力信 号 等
。
也可 利
工
般而 言
，
，
振 动 信 号 测 点 的 选 择 应 能 充 分 反 映被 测 对 象 的
、
作信 息
即具有信号稳定
对 缸 内工 作 状 况 敏 感 及 干 扰 小 等
，
特 点 ； 测 点 应 尽 可 能 接 近 振 动激 励 源
以 减 小 振 动信 号 传 递 过
，
程 中存 在 的振 荡 和 变 形 ； 测 点 必 须 便 于 传 感 器 的 安 装 和 测 试
对 内燃 机 状 态 的 诊 断 提 供 参 考
依据
，
并 且 能 够 为 内燃 机 电 子 管 理 系统 提 供 参考信 号
振动信号 故 障诊 断
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关键 词
燃烧状态评价
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JBT10408-2004内燃机换热器可靠性试验方法
５．３ 热冲击试验装置 二‘二，． ．．．．．．． ．．．．－．．．．．．．．… … ，．－．．．．．．一．．．……ｔ．．．．．．．… …ｔ…ｔ．．
５４ 静压强度试验装置 ．．… … 价．．．．．．．．．－．… ‘．．．．．．．．．…… ，．一‘．．．．…… ｔ．．．．．．．．… …
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内燃机排气系统振动试验方案
内燃机排气系统振动试验方案
一、试验目的
为了解某内燃机排气管的振动特性和排气管与机体、换热器连接的可靠性，寻找可能引起破坏或失效的薄弱环节，对排气系统在等效实际工作状态下进行考核试验。
二、试验项目
（1）测试现用排气管在等效实际工作状态下多个工况时典型测点处的振动情况；
（2）测试改进后排气管在等效实际工作状态下多个工况时典型测点处的振动情况；
三、试验设备
四、试验条件
进行试验前，应具备以下条件：
1、具备220V交流电源；
2、具备必要的人身防护措施。
五、试验系统
六、试验步骤
1、将测振仪放置在有利人身安全的方位，并连接供电电源；
2、将传感器粘结到测点处；
3、将传感器输出电缆接至信号调理器的输入端，将信号调理器的输出电缆连接至测振仪；
4、将DC24V恒压电源连接至信号调理器；
5、在内燃机为运转的状态下，打开所有电源，打开所有设备，检查电缆连接的连通性，并确保各设备处于良好状态；
6、内燃机在各工况下工作，进行数据采集；
7、对采集的数据进行后处理。
七、试验结果评价
1、分析功率谱上峰值对应的频率与内燃机排气系统的固有频率是否接近；
2、分析改进后的排气管在功率谱上的峰值是否有所改善。
《内燃机振动测量》课件
探索内燃机振动测量的关键内容和应用领域，了解其重要性、原理以及常见 的测量方法。展示其优势和挑战，并通过案例研究揭示实际应用中的价值。
内燃机振动测量的重要性
1 提高性能和可靠性
振动测量可以帮助我们评估和改善内燃机的性能和可靠性，以减少故障和损失。
2 保护机械设备
检测和分析内燃机的振动模式可以帮助我们发现和解决可能损坏机械设备的问题。
3 节约能源
通过振动测量，我们可以识别和减少能量损耗，提高内燃机的效率，从而实现节能减排 目标。
内燃机振动测量的原理
振动传感器
振动传感器通过检测内燃机的振动信号，将其转化 为可量化的数据，用于分析和评估。
信号分析
通过对振动数据进行频率、幅值和相位分析，我们 可以了解内燃机的振动特性和问题。
实时监测
战。
借助先进的数据采集技术，我们可以实时监测内燃 机的振动，以及对其进行及时的响应和调整。
常见的内燃机振动测量方法
1
点测法
通过在内燃机关键部位安装振动传感器
面测法
2
来测量振动信号，如曲轴、连杆等。
利用面式振动传感器或摄像头，实时记
录整个内燃机的振动特征，以获得全面
的信息振动信 号分解为频谱图，从而确定各个频率成 分的振动情况。
内燃机振动测量的应用领域
汽车工业
通过振动测量，可以提高发动机的性能和可靠 性，降低噪音和振动。
能源行业
用于评估和改进燃气发电机组、发电机和涡轮 机等设备的振动状态和能效。
航空航天
内燃机振动测量对飞机的安全性和性能评估至 关重要，确保其在空中的稳定和可靠运行。
制造业
通过振动测量，可以检测和预防机器设备的故 障和损坏，提高生产效率和品质。
内燃机测试技术知识点总结
内燃机测试技术知识点总结内燃机是一种通过内燃机燃烧工作气体（如汽油、柴油、天然气等）来产生机械能的发动机。
它广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机等交通工具中。
内燃机的性能和可靠性对于交通工具的安全和效率至关重要，因此内燃机测试技术显得尤为重要。
本文将对内燃机测试技术的相关知识点进行总结介绍。
一、内燃机测试技术概述内燃机测试技术是指对内燃机的工作状况、性能参数和可靠性进行测试、测量和分析的技术。
通过测试技术可以准确评估内燃机的工作状态，发现问题和优化设计，保证内燃机的正常运行和持续改进。
内燃机测试技术包括静态测试和动态测试两种方式。
静态测试主要是对内燃机的性能参数和结构进行测量和分析，如功率、转速、燃料消耗等；动态测试则是利用实际工况下的试验台或测试车辆对内燃机进行加载、模拟工作环境和实时监测，以获取更真实的工作数据。
二、内燃机测试技术的重要性1. 评估内燃机性能：通过测试技术可以准确测量内燃机的功率、扭矩、燃油消耗等性能参数，为内燃机的设计和优化提供准确数据。
2. 发现问题并改进设计：通过测试技术可以发现内燃机的故障和问题，及时采取改进措施，提高内燃机的可靠性和耐久性。
3. 保证内燃机安全和可靠运行：通过测试技术可以评估内燃机的充分燃烧、冷却、润滑等工作状况，保证内燃机的安全运行。
4. 减少成本和提高效率：通过测试技术可以对内燃机的各个部件和系统进行评估，及时发现问题并减少损失，提高内燃机的运行效率。
5. 实现环保要求：通过测试技术可以对内燃机的排放进行监测和改进，满足环保要求。
三、内燃机测试技术的应用内燃机测试技术主要应用于以下几个方面：1. 内燃机性能测试：包括功率测量、扭矩测量、燃料消耗测量等，用于评估内燃机的工作性能。
2. 内燃机振动测试：对内燃机的振动进行监测和分析，评估内燃机的运行平稳性和可靠性。
3. 内燃机排放测试：监测内燃机排放的含量和组成，评估内燃机的环保性能。
4. 内燃机润滑和冷却测试：监测内燃机的润滑和冷却系统的工作状况，保证内燃机的正常运行。
内燃机测试技术 04振动测量
这类仪器为位移计。
当ω/ω0极小时，则有Fra bibliotekX≈(1/ω02) X1ω2 式中X1ω2为被测振动体的
加速度幅值，即测振仪所
当ω/ω0极小时, 质量和框架间的相对运动幅值X为
X≈(1/ω0 X1
2)
2 ω 2 ω
作用在压电元件上的力F为:
F=k2X=k2 (1/ω0 X1
2)
当ω/ω0极小时，压电元件表面产生的电荷Q和被 测振动体的加速度成正比。故可利用这种压电式 传感器通过放大电路作振动加速度的测量。
压电元件表面产生的电荷Q为 Q=dF=dk2 (1/ω02) X1ω2 Q=C X1ω2
1 m T 2 fn k
(4)自由振动的振幅X和初相角由初始条件所确定。 (5)单自由度无阻尼系统的自由振动是等幅振动。
单自由度系统的受迫振动
由作用在质量块上的力所引起的受迫振动
外加干扰力：f (t ) F0 sin( t ) d2y dy 2 n 2 n y 2 nY0 sin( t ) dt 2 dt Y0为质量块上作用有静力F0时的静位移 Y0 =F0/k y(t)=Ysin( t- - ) 式中： 振幅 Y= Y0 1 ( ) 2 4 2 ( ) 2 n n
测得的读数X和被测振动 体的加速度成正比。故可 利用这种测振仪作振动加 速度的测量，一般称这类 仪器为加速度仪。
第三节 振动测量系统及其分类
振动测量系统的组成：
一般包括感受件、中间件和效用件。 • 感受件：直接与振动对象发生联系，感知振动参量， 并将其转换为适当物理量的振动传感器。
往复式内燃机 声压法声功率级的测定 第4部分：现场测量简易法-最新国标
往复式内燃机声压法声功率级的测定第4部分：现场测量简易法1 范围本文件规定了往复式内燃机声功率级的测定方法——现场测量简易法。
本文件适用于GB/T 6072.1适用范围的往复式内燃机，以及尚无合适标准可使用的其它内燃机。
注：本文件中，除特殊说明外，往复式内燃机简称为发动机。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 3046-1 往复式内燃机性能第1部分：功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求(Reciprocating internal combustion engines —Performance —Part 1: Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods —Additional requirements for engines for general use)注：G B/T 6072.1-2008往复式内燃机性能第1部分：功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求 (ISO 3046-1:2002,IDT)ISO 6798-1 往复式内燃机声压法声功率级的测定(Reciprocating internal combustion engines —Measurement of sound power level using sound pressure — Part 1: Engineering method) ISO 6926 声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求 (Acoustics — Requirements for the performance and calibration of reference sound sources used for the determination of sound power levels) 注：G B/T 4129-2003 声学用于声功率级测定的标准声源的性能与校准要求 (ISO 6926:1999,IDT)IEC 60942 电声学声校准器 (Electroacoustics — Sound calibrators)注：G B/T 15173-2010 电声学声校准器 (IEC 60942:2003,IDT)IEC 61260-1 电声学倍频程和分数倍频程滤波器第1部分：规范(Electroacoustics — Octave-band and fractional-octave-band filters — Part 1: Specifications)IEC 61672-1 电声学声级计第1部分：规范(Electroacoustics —Sound level meters —Part 1: Specifications)注：G B/T 3785.1-2010 电声学声级计第1部分：规范 (IEC 61672-1:2002,IDT)3 术语、定义和符号ISO 3046-1、ISO 6798-1、IEC 61260-1、IEC 61672-1界定的术语和定义适用于本文件。
内燃机及动力装置测试技术
二、微机计算在动力工程中的应用
1、将常规的测量方法加以智能化，使得热工参数的测量精度大大提 高 2、计算机辅助测试计算使得复杂的动力工程测试任务变得简单、可 靠 3、数据采集及监控系统在动力工程中应用最广泛，小到温度的自动 控制，大到船舶柴油机在不停机条件下工作状态的故障诊断
三、智能仪表的组成及特点
五、压电式传感器
以压电效应为基础，有些晶体物质沿它的某个结晶轴受到力的作用时， 其内部有极化现象，在它的表面有电荷集结，大小和作用力成正比，这 种效应称为正压电效应。反之，如果在晶体的某些表面之间加上电场， 晶体内部也产生极化现象，同时晶体产生变形，这种现象称为逆压电效 应。
六、光电式传感器
将光量转换为电量的一种传感器。 分为三种： 1、外光电效应 2、内光电效应 3、阻挡层光电效应
3、A/D转换器 它的主要作用就是把被测参数的模拟量转换成微型计算机所能接受的数字 量。
要求： A、精度高，因为精度直接与最终测试结果准确性直接相关； B、速度快，特别是对于特殊要求的高速采集过程。
4、采样保持器 它的作用是在多路采集系统中，由于计算机分时工作的，并且A/D转换需 要一定的时间，一次必须保证在A/D转换过程中采集的参数值不变。 工作方式：采样方式和保持方式。 要求： A、采样时，存储电容必须尽可能快速充电，以便跟随输入参量的变化； B、保持时，存储电容不能漏电，使其在一定的时间内输出值保持不变。
5、多路开关 它的作用是分时地将各被测参数接通，以便进行A/D转换，它相当于一 个模拟开关。 要求： A、导通电阻小，以保证准确接通； B、开路电阻大，以保证断开干脆，无滞后； C、转换速度快，寿命长，无机械磨损。
6、微处理器（CPU） 他是自动测试系统的核心，主要作用是通过软件对采样数据进行计算及 各种处理，然后把计算结果进行显示、打印或编制文件。
机器振动测量和评价的有关标准介绍
ASME OM-14
Guidelines for vibration monitoring of rotating equipment 旋转设 备振动监测指南
美国国家标准学会标准：
ANSI S2.17-1980 (ASA 24-1980)American National StandardTechniques of machinery Vibration Measurement机器振动测量技术
ISO 13374-1:2003
Condition monitoring and diagnostics of machines Data processing, communication and presentation Part 1: General guidelines
ISO 13374-2:2007
十四个字符表示一个振动测量位置的标识： XXXX XXX XX XXX X X
运动方向(字母)
传感器轴线方向(字母)
角向位置(数字)
传感器类型(字母)
轴承座编号(数字)
零部件缩写(字母数字)
例子：SFTA 003 AC 090 R N
A轴
003#轴承座
正常的运动方向 径向方向
单轴线振动加速度计
位于垂直上方90度处
泵的振动测量与评价方法
2024年10月
中国石化股份有限公司齐鲁分公司
4
国际标准化组织标准
在国内外得到公认的广泛使用的旋转机器振动判断标准:
国际标准化组织
ISO7919, ISO10816
中国
GB/T 11348 GB/T 6075
美国
API610; API611; API617; API670
航空发动机振动检测与诊断手段
同步采集
V方向
转子系统常见故障机理分析
例：某大型离心式压缩机组蒸汽透平经检修更换 转子后，机组启动时发生强烈振动。压缩机两端 轴承处径向振幅达到报警值，机器不能正常运行。
压缩机振动特征
转子系统常见故障机理分析
振动特征分析 • 时域波形为正弦波 • 频域中能量集中于1倍频，有突出的峰值， 高次谐波分量较小 • 轴心轨迹为椭圆
幅值谱
正常运转状态下，一倍频最大，二倍频次之、 约小于一倍频的一半，三倍频、四倍频…x倍频逐 步参差递减，低频（即小于一倍频的成份）微量。
转子系统常见故障机理分析
一倍频——转子不平衡、轴承工作不良、对中 不良等均会引起一倍频增大，发生概率依次降低。
二倍频——转子对中不良、轴弯曲、松动等， 主要是对中不良。
而且齿轮上的缺陷分布越均匀，频谱上的边频带就越 高、越集中。
齿轮缺陷分布对边频带的影响
齿轮常见故障与诊断
频率调制 齿轮齿距不均匀时，或者齿轮转速不均匀。
频率调制及其边带
齿轮常见故障与诊断
附加脉冲 附加脉冲是回
转频率的低次谐波。 平衡不良、对中不 良和机械松动等， 均是回转频率的低 次谐波振源，但不 一定与齿轮缺陷直 接有关。附加脉冲 的影响一般在啮合 频率以下。
180
转子系统常见故障机理分析
波特图——振幅与频率，相位与频率的关系曲线
50
90
40
150
30
210
20
270
10
330
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
频率/ Hz
30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
频率/ Hz