[发明专利]飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统

说明书

本发明公开了一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，包括第一激光测振仪、第二激光测振仪、第三激光测振仪、数据采集前端、测试电脑及发动机台架；所述发动机台架包括发动机、飞轮、传动轴和测功机，所述发动机通过飞轮和传动轴与测功机相连；3个激光测振仪分别安装在飞轮和测功机之间，并距离飞轮后端面50mm‑1000mm位置，且第一激光测振仪的激光测点1、第二激光测振仪的激光测点2和第三激光测振仪的激光测点3均对准在飞轮后端面的最大半径R的圆周上；各激光测振仪分别与数据采集前端连接，数据采集前端与测试电脑连接。本发明能够分别实现对飞轮旋转中心位置的轴向振动和飞轮摆动的测试评价。

技术领域

本发明属于汽车NVH(噪声振动和不平顺性)技术领域，具体涉及一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统。

背景技术

对于旋转机械而言，零件的旋转运动是振动噪声的主要来源。偏心、动不平衡、旋转力矩不平衡以及轴向间隙等问题，会引起旋转零件在旋转方向、径向和轴向各个维度下的振动，一方面带来结构可靠性问题，另一方面通过壳体、传动系统等零件向外传递振动，并辐射噪声。比如某发动机的曲轴、飞轮系统的轴向振动就引起轴承座的开裂。

当前，对于发动机飞轮本身的振动测试可采用非接触式测量，其中飞轮的轴向振动可采用激光测振仪测试。参照图1，在传统的飞轮轴向测试方法中，通过1部单点激光测振仪5来测试飞轮2边缘位置轴向振动位移，获得该位置的轴向振动位移。然而，该方法的测试结果实际上是飞轮中心位置的轴向振动和飞轮自身的旋转摆动的合成，该测试方法无法将这两种振动方式分离。由于连接了传动轴4，飞轮中心位置的轴向振动无法直接测试。因此，飞轮中心位置的轴向振动和飞轮自身的旋转摆动的单独测试分析成了难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，将飞轮中心位置的轴向振动和飞轮自身的旋转摆动分离，以解决两者的单独测试分析难题。

本发明所述的一种飞轮轴向振动和旋转摆动测试系统，包括第一激光测振仪、第二激光测振仪、第三激光测振仪、数据采集前端、测试电脑及发动机台架；

所述发动机台架包括发动机、飞轮、传动轴和测功机，所述发动机通过飞轮和传动轴与测功机相连；

3个激光测振仪分别安装在飞轮和测功机之间，并距离飞轮后端面50mm-1000mm位置，且第一激光测振仪的激光测点1、第二激光测振仪的激光测点2和第三激光测振仪的激光测点3均对准在飞轮后端面的最大半径R的圆周上，且激光测点1和激光测点2之间的弧长为0.5πR，激光测点1和激光测点3之间的弧长为0.5πR，激光测点2和激光测点3之间的弧长为πR；

各激光测振仪分别与数据采集前端连接，数据采集前端与测试电脑连接；

测试时，所述发动机按照预设测试工况运行，并通过数据采集前端采集第一激光测振仪测得的振动位移时域信号X₁、第二激光测振仪测得的振动位移时域信号X₂、第三激光测振仪测得的振动位移时域信号X₃，并发送给测试电脑；所述测试电脑基于振动位移时域信号X₁、振动位移时域信号X₂、振动位移时域信号X₃计算出飞轮中心位置的x向位移X_c、飞轮法向量同x轴的夹角和飞轮法向量在yz平面上的投影同z轴的夹角θ；

测试系统坐标系的定义为：沿传动轴从发动机指向测功机为x轴正方向，竖直向上为z轴正方向，右手定则确定y轴正方向。

进一步，所述X_c计算公式为：

进一步，所述的计算公式为：

进一步，所述θ的计算公式为：