虚拟仪器的内燃机振动测试系统设计及应用(附件)
毕业设计说明书（论文）外文 毕业设计说明书（论文）外文目录1 绪论 11.1 发动机振动研究的意义 11.2 国内外研究现状及发展趋势 11.3 本课题的主要研究内容 22 发动机振动概述 22.1整机振动 22.2 结构振动 32.3 轴系扭转振动 32.4 部件振动 33 内燃机振动力学分析 43.1 气体压力PG 43.2 离心惯性力PR 4 3.3 往复惯性力PR 44振动试验数据处理方法 54.1 异常点剔除 64.2 幅值域分析 64.3时域统计分析 75 基于虚拟仪器的内燃机振动测试系统的开发 75.1 虚拟仪器简介 85.2发动机振动测试系统程序开发 85.3 测试系统硬件选购 126 发动机振动实际测试 136.1 发动机测点选取 146.2实机测试与数据分析 17结论 20致谢 211 绪论1.1 发动机振动研究的意义发动机发展到了今天已经成为了现代动力机械的核心组成部分，当发动机的任何部分或细节出现质量问题，通常会导致不能进行生产，直接或间接造成巨大的经济损失，所以发动机的运行状况非常重要，其状态的好坏，影响着整个工业生产。由于发动机是往复式动力机械，所以结构比较复杂，不间断的运动及不断地燃料燃烧和摩擦等综合因素，使得发动机的很多部件在高温、高压和强烈振动的恶劣情况下运转，所以一般发动机的故障都比较高。通过振动传感器可以反映发动机的运转状况和其技术性能是否过关，因此，对发动机进行一些必要的振动监测以获得信号来判定内燃机的运行是否发生故障有着越来越重要的作用。发动机虽然发展了100多年，并且已经达到了完全成熟的实用状态，但是对于发动机的故障测试并没有发展成熟，尤其是利用软件对内燃机的故障进行监测还有很长的一段路要走。这就要求研究一套可以用来测量发动机的分析系统。1.2 国内外研究现状及发展趋势因为国外的发动机振动测试比较昂贵，所以随着发动机的测试技术的不断变化，导致国外的监测设备改变困难，这就不利于我国的测试的系统改造和调整。因此，借鉴国外的振动监测成熟技术，坚持着先进性、准确性、可靠性和操作方便作为研制原则，开发出一套适合我国国产化发动机的故障测试系统设备具有重要的意义。伴随着科技的不断更新，技术者们在监测空气环境，菜棚温度，河水高度以及各种生产过程中制造了各种各样的科学设备和检测仪器。很显然，传统的仪器已经很难适应这些各种各样的监测，即便 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
用来监测，其消耗的成本会比较高，而且得到的数据的精确性也有待商榷。它们的内部都安装了微处理器，使得这些测量仪器成为了高智能化的设备。对于测量者来说这些设备是封闭的，内部参数不易更改的，所以它只能提供某一种特定的功能，并且与其他设备的连接有着很大的不便。所以这些传统的仪器具有很大的制约性，并且随着技术的发展，这些测量设备可能就没有了应用的价值，直接的导致这些制造仪器的浪费。鉴于这些因素并随着软件技术的飞速发展，这样把软件和计算机利用到设备的检测工作中已经成为了一件很有价值的需求。随着计算机技术、硬件技术和软件技术的开发愈加成熟，虚拟仪器便应运而生。美国国家仪器公司NI公司已经开发出了适应于数据采集与分析的软件labview2018。将计算机与硬件以及开发的软件相结合构成一种自动化的监测设备是一种巨大的进步，因为这种设备结合了计算机和各种硬件的优点。这种设备利用计算机中安装的相应的软件与计算机外的选用的硬件模块相连接，以计算机为基础，可以把硬件的功能最大化，比如利用计算机进行数据的精确采集与分析处理极大地帮助检测者对数据的了解。1.3 本课题的主要研究内容本课题主要研究内容是基于编程软件LabVIEW编写内燃机的振动检测程序，再选购该故障检测系统搭建所需的硬件，建立起发动机振动检测系统；继而利用搭建起来的系统对发动机的振动情况进行试验，然后再对获取的数据进行分析处理。2 发动机振动概述发动机由曲柄连杆机构组成，结构复杂、各缸工作连贯不连续。除此之外，活塞上下运动的惯性力以及气缸内气体燃烧的气动力，对气缸壁有着很强的影响，产生宽带激励。发动机所包含的其他的其他系统和部件都有不同的力，因此，振动类型更加复杂，通常，根据研究的重点，我们将发动机的振动类型分为四类。2.1整机振动为了研究发动机的振动的规律和振动的强度，我们必须对整个发动机的运动进行监测，这样方便我们研究发动机的弹性支承和隔振器的性能。外部的条件对整机运动也有影响，如加速度、速度和道路状况对发动机的振动都有着强烈的影响。在整个发动机的振动研究中，发动机被认为是一个刚体，发动机和其他的支承被认为是一个多弹性的单质量的支承系统。在激振力的作用下，进行了六自由度刚体运动，如图1所示。曲柄连杆机构产生的惯性力和力矩和气缸内的气体力是整机振动的主要力源。
目录
1 绪论 1
1.1 发动机振动研究的意义 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 本课题的主要研究内容 2
2 发动机振动概述 2
2.1整机振动 2
2.2 结构振动 3
2.3 轴系扭转振动 3
2.4 部件振动 3
3 内燃机振动力学分析 4
3.1 气体压力PG 4
3.2 离心惯性力PR 4
3.3 往复惯性力PR 4
4振动试验数据处理方法 5
4.1 异常点剔除 6
4.2 幅值域分析 6
4.3时域统计分析 7
5 基于虚拟仪器的内燃机振动测试系统的开发 7
5.1 虚拟仪器简介 8
5.2发动机振动测试系统程序开发 8
5.3 测试系统硬件选购 12
6 发动机振动实际测试 13
6.1 发动机测点选取 14
6.2实机测试与数据分析 17
结论 20
致谢 21 1 绪论
1.1 发动机振动研究的意义
发动机发展到了今天已经成为了现代动力机械的核心组成部分，当发动机的任何部分或细节出现质量问题，通常会导致不能进行生产，直接或间接造成巨大的经济损失，所以发动机的运行状况非常重要，其状态的好坏，影响着整个工业生产。
由于发动机是往复式动力机械，所以结构比较复杂，不间断的运动及不断地燃料燃烧和摩擦等综合因素，使得发动机的很多部件在高温、高压和强烈振动的恶劣情况下运转，所以一般发动机的故障都比较高。通过振动传感器可以反映发动机的运转状况和其技术性能是否过关，因此，对发动机进行一些必要的振动监测以获得信号来判定内燃机的运行是否发生故障有着越来越重要的作用。发动机虽然发展了100多年，并且已经达到了完全成熟的实用状态，但是对于发动机的故障测试并没有发展成熟，尤其是利用软件对内燃机的故障进行监测还有很长的一段路要走。这就要求研究一套可以用来测量发动机的分析系统。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
因为国外的发动机振动测试比较昂贵，所以随着发动机的测试技术的不断变化，导致国外的监测设备改变困难，这就不利于我国的测试的系统改造和调整。因此，借鉴国外的振动监测成熟技术，坚持着先进性、准确性、可靠性和操作方便作为研制原则，开发出一套适合我国国产化发动机的故障测试系统设备具有重要的意义。
伴随着科技的不断更新，技术者们在监测空气环境，菜棚温度，河水高度以及各种生产过程中制造了各种各样的科学设备和检测仪器。很显然，传统的仪器已经很难适应这些各种各样的监测，即便用来监测，其消耗的成本会比较高，而且得到的数据的精确性也有待商榷。它们的内部都安装了微处理器，使得这些测量仪器成为了高智能化的设备。对于测量者来说这些设备是封闭的，内部参数不易更改的，所以它只能提供某一种特定的功能，并且与其他设备的连接有着很大的不便。所以这些传统的仪器具有很大的制约性，并且随着技术的发展，这些测量设备可能就没有了应用的价值，直接的导致这些制造仪器的浪费。鉴于这些因素并随着软件技术的飞速发展，这样把软件和计算机利用到设备的检测工作中已经成为了一件很有价值的需求。随着计算机技术、硬件技术和软件技术的开发愈加成熟，虚拟仪器便应运而生。美国国家仪器公司NI公司已经开发出了适应于数据采集与分析的软件labview2018。
将计算机与硬件以及开发的软件相结合构成一种自动化的监测设备是一种巨大的进步，因为这种设备结合了计算机和各种硬件的优点。这种设备利用计算机中安装的相应的软件与计算机外的选用的硬件模块相连接，以计算机为基础，可以把硬件的功能最大化，比如利用计算机进行数据的精确采集与分析处理极大地帮助检测者对数据的了解。
1.3 本课题的主要研究内容
本课题主要研究内容是基于编程软件LabVIEW编写内燃机的振动检测程序，再选购该故障检测系统搭建所需的硬件，建立起发动机振动检测系统；继而利用搭建起来的系统对发动机的振动情况进行试验，然后再对获取的数据进行分析处理。
2 发动机振动概述
发动机由曲柄连杆机构组成，结构复杂、各缸工作连贯不连续。除此之外，活塞上下运动的惯性力以及气缸内气体燃烧的气动力，对气缸壁有着很强的影响，产生宽带激励。发动机所包含的其他的其他系统和部件都有不同的力，因此，振动类型更加复杂，通常，根据研究的重点，我们将发动机的振动类型分为四类。
2.1整机振动
为了研究发动机的振动的规律和振动的强度，我们必须对整个发动机的运动进行监测，这样方便我们研究发动机的弹性支承和隔振器的性能。外部的条件对整机运动也有影响，如加速度、速度和道路状况对发动机的振动都有着强烈的影响。在整个发动机的振动研究中，发动机被认为是一个刚体，发动机和其他的支承被认为是一个多弹性的单质量的支承系统。在激振力的作用下，进行了六自由度刚体运动，如图1所示。曲柄连杆机构产生的惯性力和力矩和气缸内的气体力是整机振动的主要力源。
用来监测，其消耗的成本会比较高，而且得到的数据的精确性也有待商榷。它们的内部都安装了微处理器，使得这些测量仪器成为了高智能化的设备。对于测量者来说这些设备是封闭的，内部参数不易更改的，所以它只能提供某一种特定的功能，并且与其他设备的连接有着很大的不便。所以这些传统的仪器具有很大的制约性，并且随着技术的发展，这些测量设备可能就没有了应用的价值，直接的导致这些制造仪器的浪费。鉴于这些因素并随着软件技术的飞速发展，这样把软件和计算机利用到设备的检测工作中已经成为了一件很有价值的需求。随着计算机技术、硬件技术和软件技术的开发愈加成熟，虚拟仪器便应运而生。美国国家仪器公司NI公司已经开发出了适应于数据采集与分析的软件labview2018。将计算机与硬件以及开发的软件相结合构成一种自动化的监测设备是一种巨大的进步，因为这种设备结合了计算机和各种硬件的优点。这种设备利用计算机中安装的相应的软件与计算机外的选用的硬件模块相连接，以计算机为基础，可以把硬件的功能最大化，比如利用计算机进行数据的精确采集与分析处理极大地帮助检测者对数据的了解。1.3 本课题的主要研究内容本课题主要研究内容是基于编程软件LabVIEW编写内燃机的振动检测程序，再选购该故障检测系统搭建所需的硬件，建立起发动机振动检测系统；继而利用搭建起来的系统对发动机的振动情况进行试验，然后再对获取的数据进行分析处理。2 发动机振动概述发动机由曲柄连杆机构组成，结构复杂、各缸工作连贯不连续。除此之外，活塞上下运动的惯性力以及气缸内气体燃烧的气动力，对气缸壁有着很强的影响，产生宽带激励。发动机所包含的其他的其他系统和部件都有不同的力，因此，振动类型更加复杂，通常，根据研究的重点，我们将发动机的振动类型分为四类。2.1整机振动为了研究发动机的振动的规律和振动的强度，我们必须对整个发动机的运动进行监测，这样方便我们研究发动机的弹性支承和隔振器的性能。外部的条件对整机运动也有影响，如加速度、速度和道路状况对发动机的振动都有着强烈的影响。在整个发动机的振动研究中，发动机被认为是一个刚体，发动机和其他的支承被认为是一个多弹性的单质量的支承系统。在激振力的作用下，进行了六自由度刚体运动，如图1所示。曲柄连杆机构产生的惯性力和力矩和气缸内的气体力是整机振动的主要力源。
目录
1 绪论 1
1.1 发动机振动研究的意义 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 1
1.3 本课题的主要研究内容 2
2 发动机振动概述 2
2.1整机振动 2
2.2 结构振动 3
2.3 轴系扭转振动 3
2.4 部件振动 3
3 内燃机振动力学分析 4
3.1 气体压力PG 4
3.2 离心惯性力PR 4
3.3 往复惯性力PR 4
4振动试验数据处理方法 5
4.1 异常点剔除 6
4.2 幅值域分析 6
4.3时域统计分析 7
5 基于虚拟仪器的内燃机振动测试系统的开发 7
5.1 虚拟仪器简介 8
5.2发动机振动测试系统程序开发 8
5.3 测试系统硬件选购 12
6 发动机振动实际测试 13
6.1 发动机测点选取 14
6.2实机测试与数据分析 17
结论 20
致谢 21 1 绪论
1.1 发动机振动研究的意义
发动机发展到了今天已经成为了现代动力机械的核心组成部分，当发动机的任何部分或细节出现质量问题，通常会导致不能进行生产，直接或间接造成巨大的经济损失，所以发动机的运行状况非常重要，其状态的好坏，影响着整个工业生产。
由于发动机是往复式动力机械，所以结构比较复杂，不间断的运动及不断地燃料燃烧和摩擦等综合因素，使得发动机的很多部件在高温、高压和强烈振动的恶劣情况下运转，所以一般发动机的故障都比较高。通过振动传感器可以反映发动机的运转状况和其技术性能是否过关，因此，对发动机进行一些必要的振动监测以获得信号来判定内燃机的运行是否发生故障有着越来越重要的作用。发动机虽然发展了100多年，并且已经达到了完全成熟的实用状态，但是对于发动机的故障测试并没有发展成熟，尤其是利用软件对内燃机的故障进行监测还有很长的一段路要走。这就要求研究一套可以用来测量发动机的分析系统。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
因为国外的发动机振动测试比较昂贵，所以随着发动机的测试技术的不断变化，导致国外的监测设备改变困难，这就不利于我国的测试的系统改造和调整。因此，借鉴国外的振动监测成熟技术，坚持着先进性、准确性、可靠性和操作方便作为研制原则，开发出一套适合我国国产化发动机的故障测试系统设备具有重要的意义。
伴随着科技的不断更新，技术者们在监测空气环境，菜棚温度，河水高度以及各种生产过程中制造了各种各样的科学设备和检测仪器。很显然，传统的仪器已经很难适应这些各种各样的监测，即便用来监测，其消耗的成本会比较高，而且得到的数据的精确性也有待商榷。它们的内部都安装了微处理器，使得这些测量仪器成为了高智能化的设备。对于测量者来说这些设备是封闭的，内部参数不易更改的，所以它只能提供某一种特定的功能，并且与其他设备的连接有着很大的不便。所以这些传统的仪器具有很大的制约性，并且随着技术的发展，这些测量设备可能就没有了应用的价值，直接的导致这些制造仪器的浪费。鉴于这些因素并随着软件技术的飞速发展，这样把软件和计算机利用到设备的检测工作中已经成为了一件很有价值的需求。随着计算机技术、硬件技术和软件技术的开发愈加成熟，虚拟仪器便应运而生。美国国家仪器公司NI公司已经开发出了适应于数据采集与分析的软件labview2018。
将计算机与硬件以及开发的软件相结合构成一种自动化的监测设备是一种巨大的进步，因为这种设备结合了计算机和各种硬件的优点。这种设备利用计算机中安装的相应的软件与计算机外的选用的硬件模块相连接，以计算机为基础，可以把硬件的功能最大化，比如利用计算机进行数据的精确采集与分析处理极大地帮助检测者对数据的了解。
1.3 本课题的主要研究内容
本课题主要研究内容是基于编程软件LabVIEW编写内燃机的振动检测程序，再选购该故障检测系统搭建所需的硬件，建立起发动机振动检测系统；继而利用搭建起来的系统对发动机的振动情况进行试验，然后再对获取的数据进行分析处理。
2 发动机振动概述
发动机由曲柄连杆机构组成，结构复杂、各缸工作连贯不连续。除此之外，活塞上下运动的惯性力以及气缸内气体燃烧的气动力，对气缸壁有着很强的影响，产生宽带激励。发动机所包含的其他的其他系统和部件都有不同的力，因此，振动类型更加复杂，通常，根据研究的重点，我们将发动机的振动类型分为四类。
2.1整机振动
为了研究发动机的振动的规律和振动的强度，我们必须对整个发动机的运动进行监测，这样方便我们研究发动机的弹性支承和隔振器的性能。外部的条件对整机运动也有影响，如加速度、速度和道路状况对发动机的振动都有着强烈的影响。在整个发动机的振动研究中，发动机被认为是一个刚体，发动机和其他的支承被认为是一个多弹性的单质量的支承系统。在激振力的作用下，进行了六自由度刚体运动，如图1所示。曲柄连杆机构产生的惯性力和力矩和气缸内的气体力是整机振动的主要力源。
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