柴油发电机组限位器冲击试验研究
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可 能嘲． 利 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ小 波 分 析 工 具 箱 ， 对 采 集 的
李英 超 （ １ ９ ８ ０ 一） ： 男， 硕 士， 主要 研 究 领 域 为 动 力 机 械 及 热 力 系 统 的 设 计 、 仿 真 及 优 化 “‘ 十一 五 ” 军 队预 研 项 目资 助 （ 批准号 ： ４ ０ １ ０ １ ０ ３ ０ １ ０ ４ ０ １ ）
按照 冲击 隔离 的理 论 ， 冲击 载 荷 造 成很 大 的
图 １是实 测 的加速 度 时间历 程 ， 可 以看 出 ， 在 ２ ． ０ ４ ８ Ｓ 之前 ， 响 应 只是 柴 油 机 自身 的 运 转 造 成
隔振 器变 形 ， 将 冲击 能 量 以势 能 的形 式 储 存 在 隔 振器中， 然后 以系统 的 固有 频率 缓慢 释放 ， 达到 冲 击 隔离 的 目的 ， 传 递 到 被 隔离 设 备 的 冲击 加 速 度 和冲击 力会 被大量 衰 减［ １ ］ ． 在 强 冲击 载荷作 用 下 ，
数 １ ２ ５ ｋ Ｈｚ ， 采 集 持续 时 间 ５ Ｓ ， 预 触 发点 数 ５ １ ． ２
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － １ １ － １ ６
域重 合 的范 围大 ， 传 统 的滤 波方法 很 难分离 ． 小 波 分析 的 良好 时频分 析功 能 为该信 号 的分 析提供 了
第 ｌ期
李英超 ， 等： 柴 油 发 电 机 组 限 位 器 冲击 试 验 研 究
・２ ０ ５・
加 速度 信 号进行 了 １ ０层 小 波分解 ， 采 用 的命 令 函
数 为 ｗａ ｖ ｅ ｄ ｅ ｃ ， 小 波 函数 为 ｄ ｂ ｌ ０ ［ ． 分 别 利 用 第
号见 图 ３ ， 可 以看 出 ， 柴 油 机 自身 运转 造 成 的振动 变小 了 ， 但仍然 存 在． 采 用小 波 软 阈值 降 噪方 法对
隔振器 可能 会 产 生过 大 的变 形 而 导致 损 坏ｌ ＿ ２ ｊ ． 为 此， 一 般 需 要 加 装 限位 器 来 限 制 这 种 过 大 的 变
的， 其频 率成 分 丰 富． 在 ２ ． ０ ４ ８ Ｓ以后 ， 外 来 冲击 开 始作 用 ， 响应 是 柴油 机 自身 运 转 振 动 和 外来 冲 击 响应 的综 合 ， 两者 均是 宽频信 号 ， 重合 的频 带很
宽
５０ ４Ｏ ３Ｏ
Ｏ ２Ｏ
形＿ ３ ］ ． 但是 ， 限位 器造 成 的二次 冲击也 需要 引起 关
注． 本 文对 此 开展 了试验 研究 ．
燃 １ ０
０
．
１ ０ ２Ｏ
一
—
１ 冲 击信 号 的获 得
１ ． １ 试 验 装 置 测 量 对 象 是 某 型 ８缸 Ｖ 型 涡 轮 增 压 柴 油 机 ，
第３ ８ 卷 第 １期
２ ０ １ ４年 Ｏ ２月
武汉 理 工大学 学报 （ 交 通科 学与 工程 版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
运 转 振 动 和 冲击 响 应 的综 合 ． 采用小波分 解重构 和小波 阈值 降噪方法 分离 冲击响应 ， 结 果 表 明 冲 击 信 号 主 要 由 ２部 分 构 成 ： （ １ ） 低频衰减正弦信号 ， 是 由底 座 冲击 经 过 隔 振 器 后 传 递 到 柴 油 机 的 响
应； （ ２ ） 频 率 成 分 复 杂 的信 号 ， 是限位器造成的冲击． 计 算 了 限位 器 冲 击 信 号 的 冲 击 响 应 谱 ． 关键词 ： 柴油机 ； 限位 器 ； 冲击 ； 加速度 ； 小 波 分 析
加装 了 双 层 隔 振 装 置 和 限 位 器． 测 量程序 由
Ｌ ＡＢ ＶＩ Ｅ Ｗ８ ． ２ ０编 写ｌ ４ ］ ， 设 置 了触 发采集 ， 由冲击
信 号触 发采 集 程 序［ ５ ］ ． 为 了 比较 到来 冲击 前 后 信
号 的差 别 ， 设 置 了预触 发 ． 采样 率 ２ ５ Ｓ ／ ｓ ， 采样 点
中 图法 分 类 号 ： Ｔ Ｂ ５ ３ ２ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ４ ４
０ 引
言
×１ Ｏ 。 ， 预 触发 时 间 ２ ． ０ ４ ８ Ｓ ． １ ． ２ 测 试 结 果
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ８ Ｎｏ ． １ Ｆｅ ｂ ．２ Ｏ １ ４
柴 油发 电机 组 限位 器 冲击 试 验 研 究 ＊
李 英 超 安 士 杰 欧 大 生 高 洪 滨
（ 海 军 工 程 大 学 船 舶 与 动力 学 院 武 汉 ４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
摘要 ： 某 弹性 安 装 的 柴油 发 电 机 组 运 转 时 受 到 了 冲 击 作 用 ， 测 试 了其 加 速 度 响 应 ． 实 测 信 号 是 自身
１ ０层 的低 频 部分 和各 层 的高 频部 分 进 行 了重构 ． 第 １ Ｏ 层 低 频部 分重 构信 号 见 图 ２ ． 由图 ２可 见 ， ０
～
该信 号进行 了降 噪处 理 ， 得 到 的信 号 见 图 ４ ， 可 以
３Ｏ
额定 功 率 ２ ３ ７ ｋ Ｗ， 额定 转 速 １ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ． 该 柴油
机 与某 型发 电机 构成 发 电机组 ． 该机 组 弹性安 装 ，
２ 实 测 信 号 小 波 分 析
以上 分析 可知 ， 冲击 的加 速度 响应 成分 复杂 ，
与柴 油机 自身 运 转 造成 加 速 度 相 差 不 大 ， 且 在 频
李英 超 （ １ ９ ８ ０ 一） ： 男， 硕 士， 主要 研 究 领 域 为 动 力 机 械 及 热 力 系 统 的 设 计 、 仿 真 及 优 化 “‘ 十一 五 ” 军 队预 研 项 目资 助 （ 批准号 ： ４ ０ １ ０ １ ０ ３ ０ １ ０ ４ ０ １ ）
按照 冲击 隔离 的理 论 ， 冲击 载 荷 造 成很 大 的
图 １是实 测 的加速 度 时间历 程 ， 可 以看 出 ， 在 ２ ． ０ ４ ８ Ｓ 之前 ， 响 应 只是 柴 油 机 自身 的 运 转 造 成
隔振 器变 形 ， 将 冲击 能 量 以势 能 的形 式 储 存 在 隔 振器中， 然后 以系统 的 固有 频率 缓慢 释放 ， 达到 冲 击 隔离 的 目的 ， 传 递 到 被 隔离 设 备 的 冲击 加 速 度 和冲击 力会 被大量 衰 减［ １ ］ ． 在 强 冲击 载荷作 用 下 ，
数 １ ２ ５ ｋ Ｈｚ ， 采 集 持续 时 间 ５ Ｓ ， 预 触 发点 数 ５ １ ． ２
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － １ １ － １ ６
域重 合 的范 围大 ， 传 统 的滤 波方法 很 难分离 ． 小 波 分析 的 良好 时频分 析功 能 为该信 号 的分 析提供 了
第 ｌ期
李英超 ， 等： 柴 油 发 电 机 组 限 位 器 冲击 试 验 研 究
・２ ０ ５・
加 速度 信 号进行 了 １ ０层 小 波分解 ， 采 用 的命 令 函
数 为 ｗａ ｖ ｅ ｄ ｅ ｃ ， 小 波 函数 为 ｄ ｂ ｌ ０ ［ ． 分 别 利 用 第
号见 图 ３ ， 可 以看 出 ， 柴 油 机 自身 运转 造 成 的振动 变小 了 ， 但仍然 存 在． 采 用小 波 软 阈值 降 噪方 法对
隔振器 可能 会 产 生过 大 的变 形 而 导致 损 坏ｌ ＿ ２ ｊ ． 为 此， 一 般 需 要 加 装 限位 器 来 限 制 这 种 过 大 的 变
的， 其频 率成 分 丰 富． 在 ２ ． ０ ４ ８ Ｓ以后 ， 外 来 冲击 开 始作 用 ， 响应 是 柴油 机 自身 运 转 振 动 和 外来 冲 击 响应 的综 合 ， 两者 均是 宽频信 号 ， 重合 的频 带很
宽
５０ ４Ｏ ３Ｏ
Ｏ ２Ｏ
形＿ ３ ］ ． 但是 ， 限位 器造 成 的二次 冲击也 需要 引起 关
注． 本 文对 此 开展 了试验 研究 ．
燃 １ ０
０
．
１ ０ ２Ｏ
一
—
１ 冲 击信 号 的获 得
１ ． １ 试 验 装 置 测 量 对 象 是 某 型 ８缸 Ｖ 型 涡 轮 增 压 柴 油 机 ，
第３ ８ 卷 第 １期
２ ０ １ ４年 Ｏ ２月
武汉 理 工大学 学报 （ 交 通科 学与 工程 版）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
运 转 振 动 和 冲击 响 应 的综 合 ． 采用小波分 解重构 和小波 阈值 降噪方法 分离 冲击响应 ， 结 果 表 明 冲 击 信 号 主 要 由 ２部 分 构 成 ： （ １ ） 低频衰减正弦信号 ， 是 由底 座 冲击 经 过 隔 振 器 后 传 递 到 柴 油 机 的 响
应； （ ２ ） 频 率 成 分 复 杂 的信 号 ， 是限位器造成的冲击． 计 算 了 限位 器 冲 击 信 号 的 冲 击 响 应 谱 ． 关键词 ： 柴油机 ； 限位 器 ； 冲击 ； 加速度 ； 小 波 分 析
加装 了 双 层 隔 振 装 置 和 限 位 器． 测 量程序 由
Ｌ ＡＢ ＶＩ Ｅ Ｗ８ ． ２ ０编 写ｌ ４ ］ ， 设 置 了触 发采集 ， 由冲击
信 号触 发采 集 程 序［ ５ ］ ． 为 了 比较 到来 冲击 前 后 信
号 的差 别 ， 设 置 了预触 发 ． 采样 率 ２ ５ Ｓ ／ ｓ ， 采样 点
中 图法 分 类 号 ： Ｔ Ｂ ５ ３ ２ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ ３ ８ ４ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ４ ４
０ 引
言
×１ Ｏ 。 ， 预 触发 时 间 ２ ． ０ ４ ８ Ｓ ． １ ． ２ 测 试 结 果
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ８ Ｎｏ ． １ Ｆｅ ｂ ．２ Ｏ １ ４
柴 油发 电机 组 限位 器 冲击 试 验 研 究 ＊
李 英 超 安 士 杰 欧 大 生 高 洪 滨
（ 海 军 工 程 大 学 船 舶 与 动力 学 院 武 汉 ４ ３ ０ ０ ３ ３ ）
摘要 ： 某 弹性 安 装 的 柴油 发 电 机 组 运 转 时 受 到 了 冲 击 作 用 ， 测 试 了其 加 速 度 响 应 ． 实 测 信 号 是 自身
１ ０层 的低 频 部分 和各 层 的高 频部 分 进 行 了重构 ． 第 １ Ｏ 层 低 频部 分重 构信 号 见 图 ２ ． 由图 ２可 见 ， ０
～
该信 号进行 了降 噪处 理 ， 得 到 的信 号 见 图 ４ ， 可 以
３Ｏ
额定 功 率 ２ ３ ７ ｋ Ｗ， 额定 转 速 １ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ． 该 柴油
机 与某 型发 电机 构成 发 电机组 ． 该机 组 弹性安 装 ，
２ 实 测 信 号 小 波 分 析
以上 分析 可知 ， 冲击 的加 速度 响应 成分 复杂 ，
与柴 油机 自身 运 转 造成 加 速 度 相 差 不 大 ， 且 在 频