配氣機構(gòu)是柴油機重要的組成部分,它控制著發(fā)動機的換氣過程,其設計是否合理將直接決定了柴油機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性、以及排放水平、振動噪聲水平,對柴油機的綜合性能起著至關重要的作用。通過配氣機構(gòu)動力學試驗測試,可以研究配氣機構(gòu)的運動學、動力學、振動噪聲等相關特性,從而為配氣機構(gòu)的優(yōu)化設計,以及配氣機構(gòu)的動力學和減震降噪理論研究提供重要的數(shù)據(jù)支持和實驗依據(jù),因而具有重要的理論意義和工程實踐價值。目前,配氣機構(gòu)的動力學研究大多停留在臺架實驗和數(shù)值模擬層面,較少能實現(xiàn)柴油機實際運行狀態(tài)下的配氣機構(gòu)動力學在線測量研究,并且相關動力學特性參數(shù)的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)表示方法也不夠系統(tǒng),同時,氣門振動解析等相關研究也很少有文獻發(fā)表。柴油機實際運行狀態(tài)下,配氣機構(gòu)動力學特性受到熱膨脹以及柴油機其它部件的影響等,使得模擬試驗臺架測量獲得的配氣機構(gòu)動力學特征并不能完全反映柴油機實際運行狀態(tài)下的配氣機構(gòu)動力學真實情況。本課題以一臺單缸船用柴油機為研究對象,開展了該發(fā)動機實際運行狀態(tài)下的配氣機構(gòu)動力學特性的在線測量,通過測量獲得了該發(fā)動機配氣機構(gòu)的動力學特征。并通過相關數(shù)據(jù)處理方法,完成了該發(fā)動機實際運行狀態(tài)下的配氣機構(gòu)運動學狀態(tài),動力學狀態(tài),以及振動狀態(tài)的具體分析和研究。首先,本文設計了一套配氣機構(gòu)動力學在線測量系統(tǒng),通過激光位移傳感器、電渦流位移傳感器、壓電式加速度傳感器、金屬應變片等傳感器和相關安裝工裝,實現(xiàn)了某大功率船用柴油機配氣機構(gòu)動力學參數(shù)的在線測量,具體測量了氣門升程、氣門間隙、氣門加速度、配氣機構(gòu)應變等動力學參數(shù)。隨后,根據(jù)配氣機構(gòu)各動力學測量數(shù)據(jù)的特點,完成了實驗數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)篩選、數(shù)字濾波、循環(huán)平均、頻域分析、數(shù)據(jù)融合等實驗數(shù)據(jù)處理方法研究。通過合適的數(shù)據(jù)處理方法,以及相關的表示方法和評價指標,具體進行了各種測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理,獲得了準確的配氣機構(gòu)運動學和動力學特性,并對該配氣機構(gòu)的氣門飛脫、氣門反跳和配氣機構(gòu)受力等方面進行了詳細的分析研究。最后,進行了氣門振動的解析研究,具體分析了氣門振動的具體來源和相應組成。解析過程中,具體對比研究了統(tǒng)計方法(經(jīng)驗模態(tài)分解EMD)和時頻聯(lián)合分析方法(短時傅里葉變換STFT、連續(xù)小波變換CWT)的優(yōu)缺點后,采用解析效果最好的連續(xù)小波變換CWT對推進特性100%負荷工況的排氣門加速度數(shù)據(jù)進行了振動分解,對氣門加速度的組成信號進行了詳細的分析。并提出了對解析結(jié)果進行實驗驗證的實驗方法。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TK427
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文2. 配氣機構(gòu)動力學測量試驗系統(tǒng)配氣機構(gòu)動力學試驗系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)配氣機構(gòu)動力學參數(shù)的在線實時精準測量，主要測量的配氣機構(gòu)動力學參數(shù)有：氣門升程、氣門間隙、氣門加速度、配氣機構(gòu)應力等，同時還要采集發(fā)動機的曲軸相位信號作為各配氣機構(gòu)動力學參數(shù)的時間軸。2.1 配氣機構(gòu)動力學測量試驗系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)配氣機構(gòu)動力學試驗系統(tǒng)主要包括單缸機實驗臺架和配氣機構(gòu)動力學參數(shù)測量系統(tǒng)兩大部分。配氣機構(gòu)動力學試驗系統(tǒng)原理如圖 2-1 所示。

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文氣缸排量 ×××壓縮比 ×××標定功率/轉(zhuǎn)速 1060r/min燃燒方式 直接噴射式增壓方式 模擬增壓進氣門開啟角×××進氣門關閉角×××排氣門開啟角×××排氣門關閉角×××缸機實驗臺架配氣機構(gòu)系統(tǒng)主要由凸輪、推桿、搖臂、閥橋、氣門、彈簧成，具體如圖 2-2 所示。

圖 2-3 配氣機構(gòu)動力學試驗系統(tǒng)實物圖詳細介紹氣門升程、氣門間隙、氣門加速度、配氣機相應測量裝置。測量子系統(tǒng)感器測量原理量采用激光位移傳感器，該傳感器的工作原理為光學示。：可見光由激光器發(fā)出，將光點投射到靶面，光點反靈敏度的光學單元（PSD）上成像。由圖 2-4 中的幾到被測距離 z 為z = b*f/x

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本文編號：2809959