CN109883712B - 一种测量发动机缸体回转振动的方法 - Google Patents

一种测量发动机缸体回转振动的方法 Download PDF

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Abstract

一种测量发动机缸体回转振动的方法，在发动机缸体上设置第一加速度传感器和第二加速度传感器，建立三自由度的坐标系：设定发动机皮带轮圆心为原点0，设定第一加速度传感器所处的位置为A点，设定第二加速度传感器所处的位置为B点；水平方向用X表示；垂直方向用Y表示；转动方向用
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
表示；发动机产生回转振动时，回转振动产生的振动会在这两个传感器上产生相关的信号，之后提取两点的加速度信号，并利用空间向量知识，再通过数学运算，便能够获得发动机缸体角加速度，为技术研究提供数据支持。

Description

一种测量发动机缸体回转振动的方法
技术领域
本发明涉及发动机振动分析领域，尤其是指一种测量发动机缸体回转振动的方法。
背景技术
在研究发动机振动时，发动机缸体（整体）的回转振动是振动控制需要的参数。对于曲轴，一般可以采用编码器、光电转速传感器、磁场感应传感器等较多的测试方法。但对于发动机缸体，这些方法都不适用。
发明内容
本发明提供一种测量发动机缸体回转振动的方法，其主要目的在于克服现有技术无法对发动机缸体的回转振动进行测量的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种测量发动机缸体回转振动的方法，包括以下步骤：
1)在待测的发动机缸体上分别安装第一加速度传感器和第二加速度传感器；
2)建立三自由度的坐标系：设定发动机皮带轮圆心为原点0，设定第一加速度传感器所处的位置为A点，设定第二加速度传感器所处的位置为B点；水平方向用X表示；垂直方向用Y表示；转动方向用
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表示；以
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为缸体角加速度；以
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为B点相对于A点的位置向量；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为B点相对于A点的相对线加速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为
Figure DEST_PATH_IMAGE012
在垂直于
Figure DEST_PATH_IMAGE014
方向平面上的投影；
3)计算
Figure DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure DEST_PATH_IMAGE018
这两个向量的叉乘：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
（公式一）；
4)对于B点相对于A点的位置向量，角加速度向量
Figure DEST_PATH_IMAGE022
的模乘以A点与B点之间的位移差
Figure DEST_PATH_IMAGE024
等于切向加速度向量
Figure DEST_PATH_IMAGE026
的模：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
（公式二）；综合公式一和公式二，获得
Figure DEST_PATH_IMAGE030
（公式三）；
5)此外，切向加速度向量
Figure DEST_PATH_IMAGE032
还可以通过
Figure DEST_PATH_IMAGE034
在切向的投影获得，即：
Figure DEST_PATH_IMAGE036
（公式四）；再对公式四进行变换，变换为与一个单位向量
Figure DEST_PATH_IMAGE038
的叉乘：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
（公式五）；其中，角度α为
Figure DEST_PATH_IMAGE042
与
Figure DEST_PATH_IMAGE044
之间的夹角；
6)综合公式三、公式四和公式五，获得
Figure DEST_PATH_IMAGE046
（公式六）；公式六的模为
Figure DEST_PATH_IMAGE048
（公式七）；其中，线加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE050
，位置
Figure DEST_PATH_IMAGE052
；并且平面向量
Figure DEST_PATH_IMAGE054
两者的叉积为：
Figure DEST_PATH_IMAGE056
（公式八）；
7)获得平面向量
Figure DEST_PATH_IMAGE058
两者的叉积，即发动机缸体角加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE060
（公式九）；
8)读取第一加速度传感器在水平方向上的加速度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE062
、在垂直方向上的加速度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE064
；读取第二加速度传感器在水平方向上的加速度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE066
、在垂直方向上的加速度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE068
；测量第一加速度传感器A与发动机皮带轮圆心0在水平方向上的距离
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE070
、在垂直方向上的距离
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE072
；测量第二加速度传感器B与发动机皮带轮圆心0在水平方向上的距离
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE074
、在垂直方向上的距离
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE076
；将其分别带入公式九，获得发动机缸体角加速度值。
进一步的，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器均为三向加速度传感器。
进一步的，第一加速度传感器和第二加速度传感器分别位于所述发动机皮带轮圆心的左右两侧。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
本发明结构简单、实用性强，通过在发动机缸体上设置第一加速度传感器和第二加速度传感器，使得发动机产生回转振动时，回转振动产生的振动会在这两个传感器上产生相关的信号，之后提取两点的加速度信号，并利用空间向量知识，再通过数学运算，便能够获得发动机缸体角加速度，为技术研究提供数据支持。
附图说明
图1为本发明的安装示意图。
图2为本发明三自由度的坐标系中各自由度正方向的示意图。
图3为本发明的分析示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
参照图1、图2和图3。一种测量发动机缸体回转振动的方法，包括以下步骤：
1)在待测的发动机缸体1上分别安装第一加速度传感器2和第二加速度传感器3；本实施例中，第一加速度传感器、第二加速度传感器均为三向加速度传感器；
2)建立三自由度的坐标系：设定发动机皮带轮11圆心为原点0，设定第一加速度传感器所处的位置为A点，设定第二加速度传感器所处的位置为B点；水平方向用X表示；垂直方向用Y表示；转动方向用
Figure DEST_PATH_IMAGE078
表示；以
Figure DEST_PATH_IMAGE080
为缸体角加速度；以
Figure DEST_PATH_IMAGE082
为B点相对于A点的位置向量；
Figure DEST_PATH_IMAGE084
为B点相对于A点的相对线加速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE086
为
Figure DEST_PATH_IMAGE088
在垂直于
Figure DEST_PATH_IMAGE090
方向平面上的投影，即为B点相对于A点运动的切向加速度；并且，第一加速度传感器所处的位置A点和第二加速度传感器所处的位置B点分别位于发动机皮带轮圆心原点0的左右两侧；
3)计算
Figure DEST_PATH_IMAGE092
和
Figure DEST_PATH_IMAGE094
这两个向量的叉乘：
Figure DEST_PATH_IMAGE096
（公式一）；
4)对于B点相对于A点的位置向量，角加速度向量
Figure DEST_PATH_IMAGE098
的模乘以A点与B点之间的位移差
Figure DEST_PATH_IMAGE100
等于切向加速度向量
Figure DEST_PATH_IMAGE102
的模：
Figure DEST_PATH_IMAGE104
（公式二）；综合公式一和公式二，获得
Figure DEST_PATH_IMAGE106
（公式三）；
5)此外，切向加速度向量
Figure DEST_PATH_IMAGE108
还可以通过
Figure DEST_PATH_IMAGE110
在切向的投影获得，即：
Figure DEST_PATH_IMAGE112
（公式四）；再对公式四进行变换，变换为与一个单位向量
Figure DEST_PATH_IMAGE114
的叉乘：
Figure DEST_PATH_IMAGE116
（公式五）；其中，角度α为
Figure DEST_PATH_IMAGE118
与
Figure DEST_PATH_IMAGE120
之间的夹角；
6)综合公式三、公式四和公式五，获得
Figure DEST_PATH_IMAGE122
（公式六）；公式六的模为
Figure DEST_PATH_IMAGE124
（公式七）；其中，线加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE126
，位置
Figure DEST_PATH_IMAGE128
；并且平面向量
Figure DEST_PATH_IMAGE130
两者的叉积为：
Figure DEST_PATH_IMAGE132
（公式八）；
7)获得平面向量
Figure DEST_PATH_IMAGE134
两者的叉积，即发动机缸体角加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE136
（公式九）；
8)读取第一加速度传感器在水平方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE138
、在垂直方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE140
；读取第二加速度传感器在水平方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE142
、在垂直方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE144
；测量第一加速度传感器A与发动机皮带轮圆心0在水平方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE146
、在垂直方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE148
；测量第二加速度传感器B与发动机皮带轮圆心0在水平方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE150
、在垂直方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE152
；将其分别带入公式九，获得发动机缸体角加速度值。具体的，第一加速度传感器和第二加速度传感器的加速度值可通过数据采集器4进行采集，之后数据采集器再将其采集到的信号发送给电脑5进行分析。
本发明通过在发动机缸体上设置第一加速度传感器和第二加速度传感器，使得发动机产生回转振动时，回转振动产生的振动会在这两个传感器上产生相关的信号，之后提取两点的加速度信号，并利用空间向量知识，再通过数学运算，便能够获得发动机缸体角加速度，为技术研究提供数据支持。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (2)

1.一种测量发动机缸体回转振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1) 在待测的发动机缸体上分别安装第一加速度传感器和第二加速度传感器，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器均为三向加速度传感器；
2) 建立三自由度的坐标系：设定发动机皮带轮圆心为原点0，设定第一加速度传感器所处的位置为A点，设定第二加速度传感器所处的位置为B点；水平方向用X表示；垂直方向用Y表示；转动方向用
Figure 17513DEST_PATH_IMAGE002
表示；以
Figure 902031DEST_PATH_IMAGE004
为缸体角加速度；以
Figure 885030DEST_PATH_IMAGE006
为B点相对于A点的位置向量；
Figure 749081DEST_PATH_IMAGE008
为B点相对于A点的相对线加速度；
Figure 32295DEST_PATH_IMAGE010
为
Figure 792440DEST_PATH_IMAGE012
在垂直于
Figure 325053DEST_PATH_IMAGE014
方向平面上的投影；
3) 计算
Figure 727215DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 661673DEST_PATH_IMAGE018
这两个向量的叉乘：
Figure 123879DEST_PATH_IMAGE020
（公式一）；
4) 对于B点相对于A点的位置向量，角加速度向量
Figure 582935DEST_PATH_IMAGE022
的模乘以A点与B点之间的位移差
Figure 585526DEST_PATH_IMAGE024
等于切向加速度向量
Figure 577753DEST_PATH_IMAGE026
的模：
Figure 210860DEST_PATH_IMAGE028
（公式二）；综合公式一和公式二，获得
Figure 718064DEST_PATH_IMAGE030
（公式三）；
5) 此外，切向加速度向量
Figure 196450DEST_PATH_IMAGE032
还可以通过
Figure 105500DEST_PATH_IMAGE034
在切向的投影获得，即：
Figure 909508DEST_PATH_IMAGE036
（公式四）；再对公式四进行变换，变换为与一个单位向量
Figure 841692DEST_PATH_IMAGE038
的叉乘：
Figure 186086DEST_PATH_IMAGE040
（公式五）；其中，角度α为
Figure 152905DEST_PATH_IMAGE042
与
Figure 564032DEST_PATH_IMAGE044
之间的夹角；
6) 综合公式三、公式四和公式五，获得
Figure 780250DEST_PATH_IMAGE046
（公式六）；公式六的模为
Figure 866018DEST_PATH_IMAGE048
（公式七）；其中，线加速度
Figure 687343DEST_PATH_IMAGE050
，位置
Figure 895471DEST_PATH_IMAGE052
；并且平面向量
Figure 802247DEST_PATH_IMAGE054
两者的叉积为：
Figure 426126DEST_PATH_IMAGE056
（公式八）；
7) 获得平面向量
Figure 367537DEST_PATH_IMAGE058
两者的叉积，即发动机缸体角加速度
Figure 746566DEST_PATH_IMAGE060
（公式九）；
8) 读取第一加速度传感器在水平方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE062
、在垂直方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE064
；读取第二加速度传感器在水平方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE066
、在垂直方向上的加速度值
Figure DEST_PATH_IMAGE068
；测量第一加速度传感器A与发动机皮带轮圆心0在水平方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE070
、在垂直方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE072
；测量第二加速度传感器B与发动机皮带轮圆心0在水平方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE074
、在垂直方向上的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE076
；将其分别带入公式九，获得发动机缸体角加速度值。
2.如权利要求1所述一种测量发动机缸体回转振动的方法，其特征在于：第一加速度传感器和第二加速度传感器分别位于所述发动机皮带轮圆心的左右两侧。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949954A (zh) * 2010-08-10 2011-01-19 南京航空航天大学 冗余并联式六维加速度传感器及其测量方法
CN102445264A (zh) * 2011-11-18 2012-05-09 王伟 一种抖动测量装置
CN103674221A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 北京兴华机械厂 静压液浮陀螺加速度计马达振动信号检测、分析与筛选方法
CN103884868A (zh) * 2014-04-21 2014-06-25 哈尔滨工业大学 一种六维加速度采集方法
CN105866473A (zh) * 2016-02-24 2016-08-17 安徽华米信息科技有限公司 马达振动加速度的测量方法及装置
CN106093468A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 航天科工惯性技术有限公司 一种用于角加速度测量的装置
CN106289498A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 内蒙航天动力机械测试所 一种在线测量固体发动机振动的系统及其方法
CN106568604A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 华南理工大学 一种汽车动力总成悬置系统隔振率的计算方法
CN107991049A (zh) * 2017-11-23 2018-05-04 武汉理工大学 基于加速度传感器的六自由度振动测试方法及装置
CN109030868A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 江西洪都航空工业集团有限责任公司 落震试验中平面运动物体角加速度测量方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08145683A (ja) * 1994-11-16 1996-06-07 Nikon Corp 加速度・角速度検出装置
CN103115625A (zh) * 2013-02-28 2013-05-22 中国海洋石油总公司 一种浮体横纵荡及升沉运动的测量方法及系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949954A (zh) * 2010-08-10 2011-01-19 南京航空航天大学 冗余并联式六维加速度传感器及其测量方法
CN102445264A (zh) * 2011-11-18 2012-05-09 王伟 一种抖动测量装置
CN103674221A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 北京兴华机械厂 静压液浮陀螺加速度计马达振动信号检测、分析与筛选方法
CN103884868A (zh) * 2014-04-21 2014-06-25 哈尔滨工业大学 一种六维加速度采集方法
CN106289498A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 内蒙航天动力机械测试所 一种在线测量固体发动机振动的系统及其方法
CN105866473A (zh) * 2016-02-24 2016-08-17 安徽华米信息科技有限公司 马达振动加速度的测量方法及装置
CN106093468A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 航天科工惯性技术有限公司 一种用于角加速度测量的装置
CN106568604A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 华南理工大学 一种汽车动力总成悬置系统隔振率的计算方法
CN107991049A (zh) * 2017-11-23 2018-05-04 武汉理工大学 基于加速度传感器的六自由度振动测试方法及装置
CN109030868A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 江西洪都航空工业集团有限责任公司 落震试验中平面运动物体角加速度测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Study of the Dynamic Characteristics of a Two-cylinder Internal Combustion Engine Using Vector Models》;Boris B.KosenokValeriy B.Balyakin;《Procedia Engineering》;20150630;第106卷;第183-191页 *
发动机振动测试方法及分析;张晨斌，薛澄岐;《山东内燃机》;20051231(第6期);第9-11,14页 *

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