虚拟仪器在发动机振动测试及分析中的运用研究

【摘要】：发动机振动信号是发动机技术状况和故障征兆的信息载体,利用振动信号作为主要测试分析手段的应用更是在二十年前就开始了,且已经完成了一系列重要的基于振动信号的内燃机测试研究。 本文首先介绍了虚拟仪器的概念、LabVIEW软件开发平台的组成及其在国内外汽车和发动机行业中的运用情况,就内燃机振动的测试及振动信号分析技术做了较为深入的研究。重点将工程振动信号中非平稳信号的若干处理方法如短时傅里叶变换、魏格纳-威尔分布等时频分析方法运用到内燃机振动信号的分析当中。 结合虚拟仪器概念和信号处理的方法,利用LabVIEW在Windows下构建了一套基于虚拟仪器的发动机振动测试和分析系统。本系统可以完成发动机振动信号的实时数据采集、发动机整机振动烈度的计算和评级;振动信号的时域分析、频域分析和时频联合分析,开发了用于发动机爆震特征提取的二进离散小波模块。 对本系统的各个测试及分析功能,都进行了多次的试验验证。本文给出了发动机振动的测试和分析实例,得到了部分试验分析结果,初步揭示了发动机振动信号特征,为发动机振源识别和故障诊断提出了依据。对采集到的发动机压力信号进行了小波分解,从分解结果方便地提取到了爆震信号,并与传统的滤波爆震特征提取方法的结果进行了对比。表明把虚拟技术运用到发动机的振动测试及信号分析当中是切实可行的,是非常方便的,对现代发动机测试技术及信号分析处理技术的发展起着极其重要的作用。 本系统可广泛应用于实验室、生产现场和教学中做振动信号的测试和分析,在一定程度上可以代替专用信号处理仪的功能。