发动机振动测试技术研究

1. 航空发动机整机振动故障诊断1。

1 国内外现状1）国内航空发动机整机振动故障诊断技术研究现状国内具备发动机整机振动试验条件的单位只有发动机的设计单位和生产单位，例如沈阳航空发动机设计所和沈阳黎明公司，因此国内对此项研究的开展非常有限，成果很少.由于试验条件的限制,目前国内一些高校、研究所主要针对航空发动机工作过程中影响振动的关键部件开展研究工作。

北京航空航天大学机械设计及自动化学院王春洁和曾福明根据保持器的运动特点，建立了冲击振动模型，分析影响振动的因素及其关系，研究保持架的轴向突然断裂和疲劳断裂机理,从而有针对性地解决了碰撞问题;目前,振动信号的盲源分离技术得到重视，取得了一些研究成果。

西北工业大学旋转机械与风能装置测控研究所的宋晓萍和廖明夫利用盲源分离法对双转子航空发动机振动信号进行分离，对某型双转子航空发动机高压转子和低压转子所测得包含不同频率振动信号，运用Fast ICA 算法进行了分离；西北工业大学电子信息学院马建仓、赵林和冯冰利用盲源分离技术对某型涡扇发动机振动偏大的现象进行了分析,采用Fast ICA 和JADE算法对振动信号进行分析并且在一定条件下分离出了发动机的振源信号，为发动机的振动故障诊断技术提供了依据。

中航工业航空发动机设计研究所已建成了转子振动故障再现试验器,能对发动机研制中出现的多种振动故障进行试验和信号分析,采用神经网络、小波分析技术等先进诊断技术,更加完善的故障诊断专家系统逐渐被建立起来;北京航空航天大学的洪杰、任泽刚把先进的信息处理方法和专家系统应用在航空发动机整机振动故障诊断中进行研究，中国民航大学的范作民、白杰等人把故障方程、人工神经网络等方法应用在民用航空发动机故障诊断技术中进行了研究。

西北工业大学的张加圣等人开发了一套处理航空发动机振动信号以及状态监控的系统软件，具有各个过程参数的数据采集、处理计算及控制输出，监控数据的显示、存储、分析等功能。

西北工业大学的杨小东等人研究某型航空发动机整机试车的故障特点，开发了某型航空发动机整机试车故障诊断与排除系统，该系统具有良好的用户交互界面,提供了系统用户管理、故障信息的智能汇总等功能。

航空发动机试验测试技术航空发动机是当代最精密的机械产品之一，由于航空发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，一台发动机内有十几个部件和系统以及数以万计的零件，其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机其它分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很高的要求，因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。

在有良好技术储备的基础上，研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时的部件及系统试验，需要庞大而精密的试验设备。

试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。

因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。

从航空发动机各组成部分的试验来分类，可分为部件试验和全台发动机的整机试验，一般也将全台发动机的试验称为试车。

部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等。

整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等。

下面详细介绍几种试验。

1进气道试验研究飞行器进气道性能的风洞试验。

一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验，主要是验证和修改初步设计的进气道静特性。

然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的缩尺模型试验，以便验证进气道全部设计要求。

进气道与发动机是共同工作的，在不同状态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配，相容性要好。

实现相容目前主要依靠进气道与发动机联合试验。

2，压气机试验对压气机性能进行的试验。

压气机性能试验主要是在不同的转速下，测取压气机特性参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等)，以便验证设计、计算是否正确、合理，找出不足之处，便于修改、完善设计。

压气机试验可分为：(1)压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件，在压气机试验台上按任务要求进行的试验。

附件1汽车发动机振动噪声测试系统1用途及基本要求：该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。

该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。

系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。

2设备技术要求及参数2.1设备系统配置2.1.1数据采集系统一套；2.1.2数据测试分析软件一套；2.1.3传声器 2个；2.1.4加速度计 2个；2.1.5声强探头 1套；2.1.6声级校准器 1个；2.1.7笔记本电脑一台2.2数据采集、控制系统技术要求2.2.1主机箱一个；供电采用9～36V直流和 200～240V交流；2.2.2便携式采集前端，适用于实验室及现场环境；2.2.3整机消耗功率<150W；2.2.4工作环境温度：-10 C ～50C；2.2.5中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑；2.2.6输入通道数：4个以上，其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道；2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术，动态围160dB；2.2.8每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz；2.2.9系统留有扩充板插槽，根据需要可以进一步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等；2.2.10系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。

大系统可分拆成多个小系统独立运行；2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一：①通过10/100M自适应以太网传输至PC；②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米以上。

使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；2.2.12多分析功能：对同一信号可同时进行FFT和CPB分析和显示处理；对同一信号也可同时设置不同的分析带宽进行分析；2.2.13输入通道采用至少24位的A/D；2.2.14自动检测带传感器电子数据表的传感器（即插即用）2.3数据测试分析软件系统技术要求2.3.1多通道输入测量信号并行采集、处理与存储；根据需要可以进一步扩充；2.3.2多通道实时在线显示；2.3.3能测量传递函数、自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、能测量相干函数、概率密度函数、脉冲相应函数、倒频谱、时域波形, 能进行动态信号的微积分、四则运算、编辑等；2.3.4系统具有自动报告生成功能。

几种汽车NVH试验方法研究一、本文概述随着汽车工业的迅速发展，消费者对汽车的要求已经不仅仅局限于外观、性能和价格等传统因素，汽车的乘坐舒适性和静谧性（NVH，即Noise、Vibration、Harshness）日益受到重视。

NVH性能是衡量汽车质量的重要指标之一，它直接关联到驾驶者和乘客的乘坐体验。

因此，研究和发展有效的汽车NVH试验方法，对于提升汽车品质和满足消费者需求具有重要意义。

本文旨在对几种常见的汽车NVH试验方法进行研究，分析各方法的优缺点，探讨其在汽车NVH性能评估中的应用。

我们将介绍NVH的基本概念和评估标准，明确试验的目的和重要性。

接着，我们将重点介绍几种常用的NVH试验方法，包括噪声测试、振动测试和冲击测试等，并分析这些方法的原理、操作步骤以及需要注意的事项。

本文还将探讨如何选择合适的试验方法，以提高试验的准确性和效率。

通过本文的研究，我们希望能够为汽车工程师和研发人员提供有益的参考，推动汽车NVH试验方法的不断改进和优化，为汽车工业的可持续发展做出贡献。

二、NVH试验方法的分类与特点NVH（Noise, Vibration, Harshness）试验是评估汽车乘坐舒适性和产品质量的重要手段。

根据不同的试验目的和测试环境，NVH试验方法可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和应用场景。

道路试验是最直接反映车辆实际运行状况的NVH测试方法。

通过在真实道路环境中驾驶车辆，可以获取到最接近实际使用情况的噪声、振动和冲击数据。

这种方法的优点是结果真实可靠，能够反映车辆在各种路况和速度下的NVH性能。

然而，道路试验的成本较高，且受天气、路况等外部因素影响较大。

实验室试验通常在室内进行，可以控制试验条件，减少外部干扰。

常见的实验室试验包括：半消声室试验：在半消声室中模拟车辆运行环境，通过调整声源和反射面，可以精确测量车辆的噪声水平。

这种方法的优点是测量精度高，可以排除外部噪声的干扰。

第 50 卷第 2 期2024 年 4 月Vol. 50 No. 2Apr. 2024航空发动机Aeroengine航空发动机振动环境谱统计归纳方法及振动试验台复现房剑锋（中国飞行试验研究院，西安 710089）摘要：为满足航空发动机及机载产品研制过程贴近使用环境的振动考核试验需求，需根据发动机实测振动数据给出振动考核试验所需的输入谱图。

依据GJB/Z 126-99中给出的环境测量数据归纳方法，建立了发动机实测振动环境谱统计归纳方法并通过程序实现。

利用发动机多架次实测试飞振动数据统计归纳得到发动机测点位置的振动实测谱。

基于能量等效及信号频域特征分布一致原则，将归纳得到的实测谱转化为可用于振动台输入的振动环境谱，并在振动台上进行了振动信号的复现试验。

结果表明：振动台输出信号与发动机实测振动信号频域分布特征一致，在统计频率带宽范围内振动总量最大相差5.7%，证明了转化方法是合理的，为航空发动机机载设备贴近使用环境的振动考核试验方法提供了真实的输入谱图。

关键词：振动数据；统计归纳；环境谱；振动试验台；复现；航空发动机中图分类号：V216.2+1；V231.92文献标识码：A doi：10.13477/ki.aeroengine.2024.02.022 Aeroengine Vibration Environment Spectrum Statistical Induction and Reproductionon Vibration Testing TableFANG Jian-feng（Chinese Flight Test Establishment，Xi’an 710089，China）Abstract：To meet the requirements of conducting vibration assessment tests under conditions close to the operating environment for the development of aeroengine and airborne products, it is necessary to provide the input spectrum required for the vibration assessment test based on the measured engine vibration data. Based on the induction method of environment measurement data provided in GJB/Z 126-99, a statistical induction method for vibration environment spectra measured engine vibration data was established and implemented through a program. The measured vibration spectra at engine measuring positions were obtained by statistical induction according to vibra⁃tion data from multiple actual test flights. Based on the principle of energy equivalence and consistent distribution of signal frequency domain characteristics, the spectra obtained using the induction method were converted into vibration environment spectra which can be used as the input for the vibration testing tables, and experiments for vibration signal reproduction were conducted on vibration testing tables. The results show that the frequency domain distribution characteristics of the output signal of the vibration testing table are consistent with that of the measured engine vibration signal. The maximum difference in the overall vibration within the statistical frequency bandwidth is 5.7%, which proves the rationality of the conversion method and the capability of providing real input spectra for vibration assessment tests of aeroengine airborne equipment under conditions close to the service environment.Key words：vibration data; statistical induction; environment spectrum; vibration testing table; reproduction; aeroengine0　引言在航空发动机试飞过程中振动信号的测量具有重要意义，一方面可用于发动机整机振动特性的确定，定位发动机整机振动故障[1]，70%以上的故障都以振动的形式表现出来；另一方面可通过试飞测试数据获取发动机的整机振动环境，为机载设备振动考核试验提供真实的试飞数据谱图。

航空发动机试验测试技术Credit is the best character, there is no one, so people should look at their character first.航空发动机试验测试技术航空发动机是当代最精密的机械产品之一;由于航空发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科;一台发动机内有十几个部件和系统以及数以万计的零件;其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机其它分系统复杂和苛刻;而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很高的要求;因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程..在有良好技术储备的基础上;研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时的部件及系统试验;需要庞大而精密的试验设备..试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一;试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据;也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件..因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识..从航空发动机各组成部分的试验来分类;可分为部件试验和全台发动机的整机试验;一般也将全台发动机的试验称为试车..部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等..整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等..下面详细介绍几种试验..1进气道试验研究飞行器进气道性能的风洞试验..一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验;主要是验证和修改初步设计的进气道静特性..然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的缩尺模型试验;以便验证进气道全部设计要求..进气道与发动机是共同工作的;在不同状态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配;相容性要好..实现相容目前主要依靠进气道与发动机联合试验..2;压气机试验对压气机性能进行的试验..压气机性能试验主要是在不同的转速下;测取压气机特性参数空气流量、增压比、效率和喘振点等;以便验证设计、计算是否正确、合理;找出不足之处;便于修改、完善设计..压气机试验可分为：1压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件;在压气机试验台上按任务要求进行的试验..2全尺寸压气机试验：用全尺寸的压气机试验件在压气机试验台上测取压气机特性;确定稳定工作边界;研究流动损失及检查压气机调节系统可靠性等所进行的试验..3在发动机上进行的全尺寸压气机试验：在发动机上试验压气机;主要包括部件间的匹配和进行一些特种试验;如侧风试验、叶片应力测量试验和压气机防喘系统试验等..3;燃烧室试验在专门的燃烧室试验设备上;模拟发动机燃烧室的进口气流条件压力、温度、流量所进行的各种试验..主要试验内容有：燃烧效率、流体阻力、稳定工作范围、加速性、出口温度分布、火焰筒壁温与寿命、喷嘴积炭、排气污染、点火范围等..由于燃烧室中发生的物理化学过程十分复杂;目前还没有一套精确的设计计算方法..因此;燃烧室的研制和发展主要靠大量试验来完成..根据试验目的;在不同试验器上;采用不同的模拟准则;进行多次反复试验并进行修改调整;以满足设计要求;因此燃烧室试验对新机研制或改进改型是必不可少的关键性试验..按试验件形状可分为单管试验用于单管燃烧室、扇形试验用于联管燃烧室和环形燃烧室、环形试验用于环形燃烧室..另外;与燃烧室试验有关的试验还有：1冷吹风试验研究气流流经试验件时的气动特性和流动状态的试验..2水力模拟试验根据流体运动相似原理;以水流代替气流;研究试验件内部各种流动特性的试验..3燃油喷嘴试验这是鉴定喷嘴特性的试验..4燃气分析对燃烧室燃烧后的气体的化学成分进行定性、定量分析..5壁温试验模拟燃烧室的火焰筒壁面冷却结构;对不同试验状态下的壁面温度和换热情况进行测量和分析..6点火试验研究燃烧室点火和传焰性能的一种试验..4 涡轮试验几乎都采用全尺寸试验..涡轮试验一般不模拟涡轮进口压力、温度;试验时;涡轮进口的温度和压力较实际使用条件低的多..因而;通常都只能进行气动模拟试验;及进行涡轮气动性能的验证和试验研究..与涡轮试验有关的试验还有：高温涡轮试验、涡轮冷却效果试验..5 加力燃烧室试验研究加力燃烧室燃烧效率、流体损失、点火、稳定燃烧范围是否满足设计要求以及结构强度、操纵系统与调解器联合工作等性能的试验..按设备条件可分为全尺寸加力燃烧室地面试验;模拟高空试验台和飞行台的加力试验..全尺寸加力燃烧室地面试验一般选用成熟合适的发动机做主机;以改型或新设计的全尺寸的加力燃烧室做试验件;进行地面台架或模拟状态试验..目的是确定加力燃烧室的性能及结构强度;为整机试验创造条件;缩短整机研制周期;在性能调整试验基本合格后在与原型机联试..加力燃烧室高空性能如高空推力、耗油率、飞行包线内点火和稳定燃烧室的试验;应在高空模拟试车台和飞行台上进行..6 尾喷管的试验用全尺寸或缩尺模型尾喷管在试验设备上模拟各种工作状态;测取性能数据;考核是否达到设计要求的试验..按试验内容分为：1结构试验：主要考验机械构件、调节元件、操纵机构的工作可行性..除用部件模拟试验外;主要是在整机上对全尺寸尾喷管做地面、模拟高空试验及飞行试验..2性能试验：分内流试验和外流干扰试验..该实验可做缩尺模型和全尺寸部件模拟试验或整机试验..缩尺模型试验不能完全模拟真实流动和几何形状;只适于做方案对比和机理探讨..7 整机试验整机地面试验一般在专用的发动机地面试车台上进行;包括露天试车台和室内试车台两类..其中露天试车台又包括高架试车台和平面试车台..发动机地面室内试车台由试车间、操纵间、测力台架和试车台系统等组成..试车间包括进气系统、排气系统和固定发动机的台架..对于喷气发动机、涡轮风扇发动机;台架应包括测力系统；对于涡轮轴和涡轮螺旋桨发动机则应包括测扭测功系统..试车间内要求气流速度不大于10米／秒;以免影响推力的测量精度；进排气部分力求做到表面光滑;气流流过时流动损失尽量少..8 高空模拟试验高空模拟试验是指在地面试验设备上;模拟飞行状态飞行高度、飞行马赫数和飞行姿态攻角、侧滑角以及环境条件对航空发动机进行稳态和瞬态的性能试验..简而言之;就是在地面人工“制造”高空飞行条件;使安装在地面上的发动机如同工作在高空一样;从而验证和考核发动机的高空飞行特性..随着飞机飞行高度、速度的不断提高;发动机在整个飞行包线发动机正常工作的速度和高度界限范围内的进气温度、压力和空气流量等参数有很大变化..这些变化对发动机内部各部件的特性及其工作稳定性;对低温低压下的点火及燃烧;对发动机的推力、耗油率和自动调节均有重大影响..发动机在高空的性能与地面性能大不相同..影响发动机结构强度的最恶劣的气动、热力负荷点已不在地面静止状态条件下而是在中、低空告诉条件下;如中空的马赫数为1.2-1.5.在这种情况下;发展一台新的现代高性能航空发动机;除了要进行大量的零部件试验和地面台试验之外;还必须利用高空台进行整个飞行包线范围内各种模拟飞行状态下的部件和全台发动机试验..高空模拟试验台;就是地面上能够模拟发动机于空中飞行时的高度、速度条件的试车台;它是研制先进航空发动机必不可少的最有效的试验手段之一..高空模拟试验的优越性有：1可以模拟发动的全部飞行范围2可以模拟恶劣的环境条件3可以使发动机试验在更加安全的条件下进行：不用飞行员冒险试机;可以防止机毁人亡的悲剧..4可以提高试验水平：测量参数可以更好的控制5缩短发动机研制周期：两周的高空模拟试验相当于300次飞行试验;而高空模拟实验仅为飞行试验的1/30~1/69 环境试验环境试验的实质是指发动机适应各种自然环境能力的考核;按通用规范;环境试验所包含的项目可以分为三类：1考验外界环境对发动机工作可靠性的影响;包括：高低温起动与加速试验、环境结冰试验;腐蚀敏感性试验;吞鸟试验;外物损伤试验;吞冰试验;吾砂试验;吞大气中液态水试验等八项试验..2检查发动机对环境的污染是否超过允许值;包括噪声测量和排气污染..3是考核实战条件下的工作能力;包括吞如武器排烟和防核能力..在制订环境试验条件时要依据对自然环境的普查、事故累计分析、实战环境记载以及环境保护要求..未来发动机技术的发展要求发动机具有更高的涡轮进口温度、效率和可靠性;以及更低的排放和噪声;这些都对发动机试验测试技术提出了新的挑战..随着航空发动机研制水平的深入;需要开展的试验种类和数量越来越多；需要测量的参数类型越来越多;测量范围越来越宽;测量准确度要求越来越高..现有试验测试仪器的能力与不断增长的航空发动机试验测试需求之间的矛盾日益明显;国家应有计划地开展航空发动机研制部件和整机试验所需的测试仪器的研究与开发工作;包括特种测量仪器、传感器、测试系统等;以便及时满足航空发动机研制需要..另外;研究新的试验测试方法;提升试验测试技术同样重要..。

航空发动机是结构紧凑的高速旋转机械，在运行过程中经常会出现振动方面的故障。

发展综合振动故障诊断技术，开展振动故障机理研究，是解决航空发动机振动故障的有效途径。

振动是航空发动机的一个重要监控参数，发动机在进行试验时，需要解决各种振动问题。

发动机振动之所以特别重要，是因为振动直接影响发动机的正常工作和寿命，如果发动机出现振动异常而不及时加以检查排除，就有可能造成严重的后果。

因此，航空发动机振动故障诊断一直都是航空发动机试验测试中的一个重要研究课题。

典型的发动机振动故障航空发动机的振动故障具有复杂性和随机性，引起发动机振动故障的原因多种多样，其振动故障现象各不相同，典型的航空发动机振动故障及其特征简要归纳见表1。

表1 典型航空发动机振动故障原因及振动特征发动机振动测量建立满足测试目的和要求的振动测量系统、选择相应的振动测量方法是开展振动故障诊断的重要基础。

振动测量系统振动测量系统包含测振托架、振动传感器、传输电缆、信号适调器、数据记录（存储）、分析仪和以计算机为中心的数据处理系统等部分。

测量时应合理布置振动监测点，选取并正确安装满足要求的振动传感器，选用符合要求的电缆并合理固定，确保绝缘性和屏蔽性，保证信号有效传输，避免干扰和失真。

目前，在航空发动机振动测量中，广泛采用的振动传感器是压电式加速度计，该类传感器具有频响范围较宽、体积较小、使用寿命较长等优点。

振动测量方法航空发动机振动测量分为静态和动态两种。

静态测量是在研制过程中为了获取发动机的静态振动特性和结构模型参数，采用加激励的方法进行测量。

动态测量是在发动机运转情况下进行的，用于实时监测发动机工作状态、诊断振动故障。

目前，航空发动机整机振动测量时，均采用振动位移、振动速度或振动加速度作为显示参数和限制参数。

一般说来，对于较低频率振动用振动位移进行显示和限制；对于中等频率振动用振动速度进行显示和限制；而较高频率振动则用振动加速度进行显示和限制。

从对发动机整机振动限制的基本要求和发展趋势看，选择用振动速度进行显示和限制相对较多。

基于C AE分析的发动机共振问题研究李壮(广西玉柴机器股份有限公司，广西南宁530007)摘要：为解决柴油发动机振动超标问题，分析发动机中的零部件及安装支架等固有频率的同时，需分析发动机总成固 有频率在发动机运行过程中产生的影响，采用C A E分析软件对几种设计方案进行计算分析。

计算结果发现改变整机设计结构，可以提升发动机总成的固有频率，避免发动机常用转速运行过程中产生共振，改善N V H水平。

关键词：柴油发动机;N V H;C A E中图分类号:T K428 文献标识码:A 文章编号：1672-545X( 2021 )03-0156-04〇刖5中国近年来，随着重型卡车技术水平的突飞猛 进，以及道路条件的不断完善，越来越多的商用车辆 选择在高速公路上运送货物。

然而部分车辆在常用 车速行驶时，会出现明显的整车抖动问题。

在长途行 车的过程中，这种异常抖动一方面加剧了驾驶员的 身体疲劳,造成腰肌劳损，令一方面分散驾驶员注意 力，存在安全隐患|1]。

同时随着人们生活水平逐渐提 高，对于驾乘舒适性也提出了更高的要求，尤其是卡 车司机群体呈现年轻化趋势，良好的驾驶体验，也成 为了各个汽车厂产品竞争力的体现，各家商用车企，均在N V H方面投入了大家的研究工作，发动机作为 整车主要的振动噪声来源，动力总成的N V H开发，也成为整车开发的重点工作。

现如今仿真技术的不 断成熟，可代替部分汽车试验，但是仍与实际试验有 部分差异。

同时结合仿真与实际试验，进一步完善试 验步骤，缩小差异，仍需深人了解[\作者针对某款柴油机配套整车，在1300 ~1 400 r/min转速下出现整车共振和车内轰鸣问题，进行原因分析并提出优化设计方案，基于C A E仿真 分析评估优化方案对于发动机及动力总成固有频率 的影响，进而判断优化设计对于整车N V H改进效 果，结果表明对于发动机N V H开发，不单单要考虑 零件本身的固有频率，还需要把整个动力总成看成 整体进行优化设计，提升动力总成的固有频率，避免 在发动机常用转速区域产生共振问题。

发动机冷试振动测试原理冷试是指发动机在不点火的状态下，由电机拖动发动机曲轴运转，通过冷试台架的各项传感器对发动机各项性能指标进行监控，从而判断产品本身是否存在质量缺陷。

发动机冷试相比热试而言更加的安静、无污染。

在发动机冷试过程中，振动测试是非常关键的一项测试指标。

通过振动测试能够发现发动机装配过程中零件质量和零件配合问题导致的异响和共振，及时拦截缺陷发动机，改善产品质量。

1 冷试振动测试原理1.1 振动信号采集冷试测试过程中主要通过冷试台架内置的振动传感器来采集振动信号，并经过冷试台数据处理器计算，从而得到最终的振动测试结果。

如图1所示为冷试台振动信号采集原理。

图1冷试台振动信号采集原理在直列四缸及三缸发动机冷试设备中，一般会设置2个振动传感器来进行检测，其中一个布置在缸体下部，另一个布置在缸盖上部，都要求垂直于发动机表面。

传感器根据其与发动机的接触方式分为接触式机械振动传感器和非接触式的激光振动传感器两种，在发动机冷试的研发阶段可以根据发动机和测试条件的不同选取合适的传感器，接触式机械加速度传感器的优点是外界干扰小，通过辅助装备可以在未完全加工的表面进行工作，缺点是量程小(上限大约在10khz)，易损坏；非接触式激光振动传感器的优点是量程范围大(上限大约在20khz)，缺点是外界干扰大，对环境工况要求较高。

图2 接触式振动传感器和非接触式激光振动传感器测试信号中振动的强弱可以通过频率，速度，位移，加速度等参数来评价发动机振动特性，冷试测试中通常使用加速度来进行评价，其计算公式如下：L α=20lg⁡(αe αref) 式中：αe 为加速度有效值，单位dB ， αref 为加速度参考值，国际常规值：10−6m/s2，中国常规值：10−5m/s2。

1.2振动信号的处理冷试采集的振动信号为周期性振动，可以通过时域信号或者频域信号来进行表示。

其中时域波形可以表达信号随着时间的变化，时域是真实世界，是唯一实际存在的域。

汽车发动机的隔振研究作者：蒋汪萍来源：《中国教育技术装备》2011年第30期摘要汽车振动是影响舒适性的主要因素之一，如何采用有效的技术手段测量分析汽车的振动，日益受到人们重视。

采用LMS多分析系统，测试分析发动机振动随发动机转速变化的关系。

结果发现，发动机二阶振动是引起车内噪声的主要原因。

通过测试悬置系统隔振性能，为进一步提高系统隔振性能提供依据。

关键词汽车振动；发动机；悬置系统中图分类号：U464 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)30-0086-03Analysis of Automotive Engine Vibration Isolation//Jiang WangpingAbstract Vehicle vibration is one of the major factors that affect the comfort of passengers．How to measure effectively and analyze automotive vibration is becoming more and more important．In this paper, the LMS Multi-analysis system is used to determine and analyze the vibration varying with engine speed near the engine．Test results show that the main reason of engine noise is second-order vibration. To provide the basis for isolation for enhancing the performance of the system further, Isolation Mounting System by testing the performance.Key words vehicle vibration; engine; mounting systemAuthor’s address Wuhan University of Technology, Huax ia College, Wuhan, China 430223动态测试数据处理一直是工程测试领域的重点和难点问题，工程测试工程师从未间断过对它的研究。

发动机振动特性分析与试验(精)发动机振动特性分析与试验作者：长安汽车工程研究院来源：AI汽车制造业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. 动力总成多体动力学分析在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。

5. 动力总成结构振动分析基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性，进行评判和结构优化。

实例分析1. 分析对象以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，针对其结构振动问题，对其进行结构振动CAE分析，并与其台架试验结果相比较。

发动机的部分参数如下：缸径75mm，冲程85mm，缸间距84mm，最大缸压6MPa。

航空发动机振动测试与分析随着现代飞机的飞行速度和高度不断提高，对于航空发动机的性能和安全性更是要求越来越高。

在发动机的设计和制造中，振动测试与分析是非常重要的一个环节。

本文将从航空发动机振动产生原因、测试方法以及分析结果等方面探讨航空发动机振动测试与分析。

一、航空发动机振动产生原因航空发动机进行振动测试的目的是为了判断其在使用过程中是否会出现不正常的振动现象。

那么，航空发动机为什么会产生振动呢？这个问题需要从以下几个方面逐一解答。

1. 不平衡不平衡是导致航空发动机振动的最主要原因。

当发动机部件的重量分布不均匀，或者质心与转轴不在同一位置时，就会引起不平衡。

这样，在高速旋转时就会引起离心力作用，导致整个发动机也发生振动。

2. 根扭根扭是指发动机转子以扭转模式振动的一种现象。

这种振动通常是由于转子的弯曲或者断面形状不均匀所引起的。

根扭会导致转子在高速旋转时发生扭动，进而会引起整个发动机的振动。

3. 机械共振机械共振是指发动机受到外界激励作用，发动机各部件均以共振模式振动时产生的一种现象。

机械共振往往是在特定的频率范围内发生，如果这种共振模式与发动机工作频率相似，那么就会导致整个发动机产生严重的振动。

二、航空发动机振动测试方法了解了航空发动机振动的产生原因，接下来我们来了解一下航空发动机振动测试的方法。

1. 简单的直接测量法直接测量法是指通过安装加速度计来测量发动机的振动情况。

这种方法简单易行，但是只能对整个发动机的振动情况进行监测，无法确定引起振动的具体原因。

2. 多点振动测试法多点振动测试法是指在整个发动机上安装多个加速度计，同时对每个加速度计的输出结果进行同步处理，以确定发动机各部件的振动情况，并尝试确定引起振动的原因。

多点振动测试法需要使用高精度的测量设备，且测试比较复杂，需要专业人员进行操作。

3. 模态测试法模态测试法是一种基于振动模态分析的测试方法，旨在研究发动机在不同振动模态下的自然频率和振动形态，以确定其振动特性和原因。

发动机台架振动噪声试验规范湖南大学先进动力总成技术研究中心1.适用范围本标准适用于缸径100mm以内，功率在150kW以内的往复活塞式发动机。

2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

2.1 GB/T 1859-2000 往复式内燃机辐射空气噪声测量工程法及简易法。

2.2 GB/T 6072.1-2000 往复式内燃机性能第1部分：标准基准状况，功率、燃油消耗和机油消耗的标定及试验方法。

2.3 GB/T 6072.3-2008 往复式内燃机性能第3部分：试验测量。

3.试验目的在发动机消声室试验台架上进行发动机振动噪声测试，评价发动机振动噪声水平。

4.测试设备4.1传声器应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，其测量装置必须至少覆盖20Hz～20000Hz的频率范围。

4.2加速度传感器应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，其测量仪器频率范围至少为10Hz～2000Hz，并应包括发动机最低稳定转速到lO倍最高转速的激励频率。

4.3 传声器、加速度传感器在测量前必须进行标定。

4.4测量前后，仪器应该按照规定进行校准，两次校准值不应超过1dB。

4.5 发动机转速的测试仪器的准确度应优于1%。

5.安装条件和运转工况5.1发动机工作条件测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常。

在测量过程中，发动机的所有运行条件，应该符合制造厂家的规定。

测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内。

5.2 发动机状态发动机不带空气滤清器和排气消声器,引出进、排气噪声。

5.3发动机安装条件发动机试验台架应安装在单独的基础上，采用弹性支承。

动力总成安装状态：发动机支撑点均采用整车悬挂。

5.4 运转工况发动机在整个测试期内按照GB/T 6072.1规定的功率和转速运转，进气温度不得高于45℃。

航空发动机振动测试技术研究顾宝龙赵振平何泳闫旭陈浩远（中航工业上海航空测控技术研究所故障诊断与健康管理技术航空科技重点实验室，上海 201601）摘要综述了航空发动机振动测量的必要性及发展现状，介绍了国内外正在发展中的先进航空发动机振动测量技术方法，并对它们的测量原理、特点和应用进行了阐述。

关键词发动机振动测试Research on aero-engine vibration testing technologyGu Baolong Zhao Zhenping He Yong Y an Xu Chen Haoyuan(Aviation Industry Corporation of China Shanghai Aero Measurement & Control Technology Research InstituteKey Laboratory of Aviation Technology for Fault Diagnosis and Health Management Research, Shanghai ,201601)Abstract This paper reviews the current status of development and the necessity of aero-engine vibration testing, introduces the development of the domestic and foreign advanced technology aviation engine vibration test methods. Their testing principles，characteristics and applications are described.Key words aero-engine vibration testing0 引言航空发动机是飞机的心脏，是一种结构复杂、高速旋转的流体机械，其可靠性直接影响到飞机的飞行安全。

航空发动机整机振动控制技术分析摘要：本文主要对航空发动机整机振动控制技术进行解析。

首先阐述航空发动机整体振动控制技术的设计过程，同时从航空发动机整机振动控制技术的装配过程以及验证过程等方面，详细解析了控制技术的操作要点。

关键词：航空发动机；整机振动；控制技术引言航空发动机整机一旦出现振动问题会影响到飞机的安全飞行，因此需要明确发动机振动的影响因素，通过利用现代化技术来控制振动现象，从而提升航空飞机发动机的运行稳定性。

1 航空发动机整体振动控制技术的设计过程（1）系统动力学设计。

在该设计过程中，主要研究的是转子动力学系统，特别是转子临界转速问题，确保其运行的稳定性，才能达到使用的效果。

比如某发动机本身就有双转子临界转速的结构，但是没有实现系统整体性判定，容易导致发动机过载或者不同心的问题，所以研究人员展开分析和研究，耦合系统振动特性存在偏差。

此外，发动机系统设计中，应积极有序的组织进行线性系统振动分析，优化系统内技术参数，比如刚度参数、阻尼参数等，从而得出最佳的设计效果。

在发动机技术不断发展与提升的背景之下，要处理强非线性因素适应度，就要进行整个系统的振动控制，实现综合性分析。

发动机的基本参数是人们关注的重点，集中分析概率分布，并且选择合适的处理措施。

但是也要注意，结构功能差组合参数、装配过盈范围参数以及温度梯度参数等，都进行动柔分析。

因此，技术人员为了预防发生整机振动的问题，通常要将整体结构作为系统展开分析，分析研究力学特性结构，掌握振动原理，提高设计水平。

（2）支承连接系统动力单元。

经过动力学分析后发现，很多人对于航空发动机的振动解决方法有所掌握，但是还存在支点准确性以及连接结构动柔度不合格的问题。

因此测量支点的精柔度极为重要，所以要充分的关注影响参数变化的因素，防止发生零部件变形的问题，特别是轴承与游隙的控制，确保数据的完整性。

在常规数据分析是，临界转速对支点柔度较为敏感，所以也能够保证静子轴承结构体系设置合理，工作温度参数符合要求，集中处理振动测试项目，保证两者关系的正常化，解决存在的问题，发布相关的处理措施。

航空发动机强度与振动结合实验教学的探索与实践作者：董立辉来源：《新教育时代·教师版》2016年第26期摘要：针对《航空发动机强度与振动》课程理论性强的特点，通过对课程教学现状的分析，探索结合实验的理论教学，调动学生学习的主动性和培养学生分析解决具体工程问题能力，提高教学质量。

关键词：航空发动机强度与振动教学探索实践引言《航空发动机强度与振动》是一门理论性较强的航空工程类专业基础课程，该课是以理论分析为基础，基本概念多，内容抽象，公式多而乏味，教师难教、学生难懂成为较普遍的现象。

课程的教学改革与实践，就是通过实验教学环节，使学生强化本课程的理论学习效果，为学习后继专业课程、从事工程技术工作和科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础，以达到更快、更好地满足新时期人才培养要求。

一、《航空发动机强度与振动》开展教学改革的必要性高等教育发展的核心任务是提高教学质量，这是发展建设高等教育强国的基本要求。

现在我国大学教育阶段的主要形式依旧是课堂教学，保障课堂教学质量是教学不断进行改革的主要原因[1]。

现阶段《航空发动机强度与振动》仍然是以公式推导为主，虽然推导的内容是来源于工程实践，但依旧避免不了枯燥的推导环节，推导出的结果与实际的工程应用也存在一定差距，学生的学习效果也不甚理想，因此探索提高《航空发动机强度与振动》课程教学质量的教学方法十分有必要。

《航空发动机强度与振动》课程的授课对象为大四学生，已经经历过专业基础课及专业实习，学生们对实际的发动机工作原理等内容已经比较熟悉，《航空发动机强度与振动》课程则比较专业地针对发动机工作过程中的强度问题与振动问题，是在基础知识上的进一步提高。

经过了该课程的学习，学生们可以在工作中更好地处理工程中遇到的问题，尤其在牵涉到强度安全等方面问题的处理上更加能够得心应手，因此提高教学质量，对于学生毕业后的工作意义重大。

培养综合素质高和具有创新性人才一直是高等教育所追求的重要目标[2]。

第1篇一、引言汽车振动是汽车在行驶过程中不可避免的现象，它不仅影响驾驶舒适度，还可能对汽车性能和寿命产生影响。

为了提高汽车振动性能，降低振动水平，保障行车安全，本文对汽车振动进行了全面总结，分析了振动产生的原因、振动测试方法、振动控制措施等方面，旨在为汽车振动研究和改进提供参考。

二、汽车振动产生的原因1. 发动机振动发动机是汽车的动力源泉，其振动产生的主要原因有：（1）发动机本身结构特点：如曲轴、连杆、气缸等部件在运动过程中会产生振动。

（2）燃烧过程：发动机燃烧过程中，燃气压力和燃烧力会产生周期性振动。

（3）传动系统：发动机与传动系统之间的连接部分，如曲轴、凸轮轴、传动轴等，在传递动力过程中会产生振动。

2. 底盘振动底盘是汽车承载和传递动力的基础，其振动产生的主要原因有：（1）车轮与地面接触：车轮与地面接触时，由于路面不平、轮胎磨损等因素，会产生振动。

（2）悬挂系统：悬挂系统在支撑车身、吸收路面冲击和振动等方面起着重要作用，其性能直接影响底盘振动。

（3）轮胎：轮胎的弹性、刚度、花纹等因素都会对底盘振动产生影响。

3. 车身振动车身振动产生的主要原因有：（1）车身结构：车身结构设计不合理、焊接质量差等会导致车身振动。

（2）车身装饰件：车身装饰件固定不牢固、共振等也会引起车身振动。

（3）乘客和货物：乘客和货物的分布、重量等因素会影响车身振动。

三、汽车振动测试方法1. 时域分析时域分析是通过记录振动信号的时间历程，分析振动信号的幅值、频率、相位等特性。

常用的时域分析方法有：（1）时域波形分析：观察振动信号的波形，判断振动信号的稳定性、幅值大小等。

（2）时域统计分析：计算振动信号的统计特性，如均值、方差、均方根等。

2. 频域分析频域分析是将时域信号通过傅里叶变换转换为频域信号，分析振动信号的频率成分和能量分布。

常用的频域分析方法有：（1）快速傅里叶变换（FFT）：将时域信号转换为频域信号，分析振动信号的频率成分。

发动机台架振动噪声试验规范(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--发动机台架振动噪声试验规范湖南大学先进动力总成技术研究中心1.适用范围本标准适用于缸径100mm以内，功率在150kW以内的往复活塞式发动机。

2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 1859-2000 往复式内燃机辐射空气噪声测量工程法及简易法。

GB/T 往复式内燃机性能第1部分：标准基准状况，功率、燃油消耗和机油消耗的标定及试验方法。

GB/T 往复式内燃机性能第3部分：试验测量。

3.试验目的在发动机消声室试验台架上进行发动机振动噪声测试，评价发动机振动噪声水平。

4.测试设备传声器应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，其测量装置必须至少覆盖20Hz～20000Hz的频率范围。

加速度传感器应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，其测量仪器频率范围至少为10Hz～2000Hz，并应包括发动机最低稳定转速到lO倍最高转速的激励频率。

传声器、加速度传感器在测量前必须进行标定。

测量前后，仪器应该按照规定进行校准，两次校准值不应超过1dB。

发动机转速的测试仪器的准确度应优于1%。

5.安装条件和运转工况发动机工作条件测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常。

在测量过程中，发动机的所有运行条件，应该符合制造厂家的规定。

测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内。

发动机状态发动机不带空气滤清器和排气消声器,引出进、排气噪声。

发动机安装条件发动机试验台架应安装在单独的基础上，采用弹性支承。

动力总成安装状态：发动机支撑点均采用整车悬挂。

运转工况发动机在整个测试期内按照GB/T 规定的功率和转速运转，进气温度不得高于45℃。