发动机振动信号的采样频率如何确定?

核心提示首先介绍一下所谓的采样定理:采样频率是最高频率的2倍,是保证被采样的信号不混叠的最小频率,但工程上我们一般取4倍左右。所以发动机在不同速度下可以使用相同的采样频率,只要你的采样频率够高就行,但数据量会变大。所以你可以先用一个大的采样率去采一

首先介绍一下所谓的采样定理:采样频率是最高频率的2倍,是保证被采样的信号不混叠的最小频率,但工程上我们一般取4倍左右。所以发动机在不同速度下可以使用相同的采样频率,只要你的采样频率够高就行,但数据量会变大。所以你可以先用一个大的采样率去采一下段时间,看看信号的频率在什么范围,在确定实际使用的采样率。

注:因为涉及采样问题,所以不得不提你的采样动态范围和采样幅度分辨率,所谓采样动态范围就是指你使用的A/D的认为允许不失真最大输入信号和最小输入信号幅度差,采样幅度分辨率=动态范围/ad位数,采样幅度分辨率决定可分别的最小输入信号,有的时候采样幅度分辨率也叫采样噪声。

不知道这样说你明白了么

用fft很简单,比如你的采集信号是x序列,采样率是fs;

代码

%%%

l=512;

f=0:fs/l:fs/2;

Y=fft(x);

Yp=abs(Y(1:l/2+1))

plot(f,Y)

%%%

看图就ok了

转速表存在的意义到底是什么?

目前三缸发动机已经成为很多小型车的一种选择甚至是唯一配置,已经进入C级车平台。首先做NVH的角度来说,我们并不关心振源本身有多大,我们关心的是频率。解决振动的方法有许多,大致分为三类:振源减弱,路径减弱和接受体处减弱。

要想回答这个这个问题,首先必须弄清楚,与传统四缸机相比,三缸机的振动问题到底难在哪里?三缸机的主要激励为:15阶Pitch激励(发火阶次相关);1阶roll或Yaw激励。没错,多就多在有个一阶的激励,这是三缸机问题的核心!

下面我们来聊聊这个1阶玩意儿。我们来举个怠速的例子,工况:发动机750RPM。15th order: 750/60 x15=195Hz;1st order: 750/60 x10=138Hz。三缸发动机展现出低频(1阶)的纵向转动和/或左右转动的激励,这对于模态配置来说带来极大麻烦。容易与其他子部件产生共振,这是对三缸机进行NVH设计时首先要花功夫考虑的问题。为什么? 我们在做模态匹配之间会对整个动力总成悬置系统进行解耦率计算,计算动力总成刚体的六个自由度的固有频率。

一般来说,yaw和roll模态的频率都会达到13Hz左右,如果转速稍低,这个1阶振动就会在怠速引起动力总成yaw和roll方向的共振,造成NVH问题突出。那么怎么解决?嗯,加平衡轴,有加一根的,有家两根的。

总之,平衡轴只解决了发动机的一阶激励问题!注意,如果只有配重块,没有平衡轴的话,一阶激励能够被改变但不能被消除,只会在roll和yaw之间转移!但是,平衡轴会由于重量和摩擦增加油耗,需要安装空间和增加成本,低端车一般来说不会这么干,那么就去找悬置喽,当然也是可以解决的。

总的来说,三缸机避频难,导致怠速振动偏大,易在用户常用发动机转速段与重要部件模态共振,表现为高档位大负荷加速时方向盘振动大。

三菱4g69气门弹簧怎么分

为什么汽车仪表盘上有转速表?为什么在大多数人都只注意时速表的情况下,依然把转速表放在显眼的位置,部分跑车甚至更加突出转速表?这说明它很重要!那么,转速表可以给我们提供什么信息?我们又可以如何利用好这些信息?

1谁会关注仪表盘上的转速表?

场景1:有一天,你副驾坐着一个老司机,或者你的学车教练,用不容置疑的语气跟你说,跟你说了多少遍了,2000转就换挡!怎么记不住呢?,不管对不对,这时你肯定记住了2000转这个数,它是老司机告诉你的他们心目中神圣不可撼动的换挡条件!

场景2:有一天,你不小心超了一辆长得哎哟还不错哦的丰田卡罗拉86,估计很快你就会被教做人:他只是切2挡7300转干他,仅此而已。啊,7300,你比7000多300,比8000少700,如此不是整千的红线,是性能与车神的荣耀。

2转速表会传递很多重要信息

转速,虽然只是发动机的一个参数,如同上面的场景,但转速表却可以传递着很多重要的信息:

(1)指示发动机的运转状态

转速表的发明要早于汽车,它最早用于检测旋转运转设备的转速,确保其运转在安全的转速范围,防止设备损坏。

在汽车领域,最早是运用在赛车上。赛车手很难通过声音去判断发动机是否已经拉到了最高转速,但又要压榨出发动机最后一丝性能,所以转速表的引入,可以给驾驶员直观的指示。

(2)指示发动机的安全运转区域

在过高的转速下,发动机的润滑,散热效果不佳。转速过高,超过一些发动机零部件的承受能力,将会对这些零部件造成损坏。所以早期的汽车的转速表上都设置有红线区,用来提醒驾驶员。此时发动机工作在不安全区域,再浪下去,发动机就要被浪掉啦。

(3)身份识别与标签

从1950年开始,汽车开始慢慢配备转速表。最早一批配备的是一些高性能的运动型车,这些车绝大部分会被开出去浪。因此,转速表除了指示转速这个很重要的信息外,还多了一个身份识别功能。

汽车发展到现在,所有汽车都配备了转速表这个东西,甚至包括发动机的电动车。但转速表依然可以做为身份标签。比如,上面说到的红线,可以说已经失去了原本的指示不安全工作区域的作用,因为现在的发动机控制技术都会配备有限速功能,不会让发动机运转到这部分不安全的区域。 红线可以说已经退化成习惯性的标识和标签。比如上面场景2中车神座驾的7300红线,某种程度上可以说是车辆的标签和身份识别。

3怎么利用好转速表上的信息?

我们可以从转速表读到什么信息,怎么利用这些信息,这个是依据不同人群而定的。

普通驾驶员:可以通过基本的发动机转速信息进行车辆驾驶控制操作。日常驾驶中通过换挡使发动机运转在比较高效的低油耗区域,(不要问我是不是应该2000转换挡,答案是每个车不一样),自动挡车型已经基本按照这个帮你设置好,所以只要平稳驾驶就好;又比如冷车起动时,看怠速发动机转速是不是以及下降到说明书上的怠速转速来判断发动机是否已经完全热车。(其实你可以着车就可以走,不用等到完全热车)

掌握competition driving技巧的车神:高端驾驶技巧中,转速的信息是非常重要的,比如,掌握Launch Control , Heel and Toe, Drift等这些入门级高端驾驶技巧,都与转速信息息息相关。别看场景2中的车神只是「切2挡7300干他」说得这么简单,这个动作本身就包含着车神对转速信息的深刻的理解。

有病得治的汽车工程师:这帮人可能没有掌握高端的驾驶技巧,但他们对转速表的理解可以说是无药可救的。

比如全身都是传感器的NVH工程师,可以根据仪表的转速信息,来判断和分析异响声音的来源,甚至频率,分贝,车辆振动状况,频率,阶次

比如丧心病狂的发动机、变速器工程师,看一眼转速表,或许就可以判断出车辆起动是否正常,怠速是否正常,行驶中有没换挡,变速器有没有锁止,车辆加速减速是否正常,发动机有没有进入减速停止喷油工况

比如网络工程师,看一眼转速表,或许可以判断出哪个节点有没有问题,网络信号是否正常

再比如

总之,这帮人,丧心病狂的,不要让他们看你的车的仪表。

文| 无往 途虎养车获作者授权刊登

气门弹簧的设计和凸轮的设计一样,对发动机系统的性能同样重要。气门弹簧的作用包括防止气门在气压载荷下跳离气门座,控制气门运动以避免配气机构分离。气门弹簧设计影响凸轮应力、气门机构摩擦和弹簧颤动。发动机气门弹簧通常是两端封闭的开放式螺旋压缩弹簧。大多数发动机使用恒刚度弹簧,尽管有些发动机使用变刚度弹簧。对于低转速的柴油机,单弹簧设计通常足以满足要求,但有时需要采用带阻尼弹簧或内弹簧的双弹簧设计,以降低气门弹簧颤振的严重程度。气门弹簧的设计是一项复杂的工作。可以作为一个例子来说明发动机系统设计的原理,解析弹簧设计法展示了部件设计参数与系统设计参数之间的联系。解析弹簧设计法表明,对于同一个设计问题,可以有两种不同的数学构造方法:一种作为确定性解处理,另一种作为优化问题求解。在优化问题的数学构造上,目标函数和约束函数都用显式函数列为例子。需要注意的是,在发动机系统设计的其他领域(如循环性能、凸轮设计、配气机构动力学)。用于优化构造的函数通常是更复杂的隐函数。解析弹簧设计法给出了用图解设计法构造参数扫描设计图的例子。这些典型的参数图可以用来处理柴油机系统设计中经常遇到的多维设计问题。

在气门弹簧设计中,已知的输入数据包括以下内容:①大气门的升程;②给定弹簧安装长度;③弹簧所需的预紧力;④所需的弹簧刚度。需要注意的是,弹簧的预紧力和刚度是发动机系统层面的设计参数,需要满足较大的许用弹簧力和凸轮应力、排气门无跳动和浮动、配气机构无飞脱等要求。气门弹簧设计和凸轮设计之间有很强的相互作用。如果在弹簧设计中很难找到解决方案,则必须修改这些输入数据。

气门弹簧设计中,以下参数为计算输出数据:①基本或独立弹簧设计参数(即平均弹簧直径、弹簧圈线径、工作圈数);②导出的设计参数(如弹簧自由长度、压缩长度、压紧长度、线圈间自由间隙、压缩时线圈间实体间隙、弹簧固有频率和颤振阶次、弹簧载荷简化、弹簧扭力)。弹簧的基本设计参数决定了弹簧的刚度。

一些输出参数受到设计约束的限制。例如,弹簧的安装长度和平均直径受到封装空的限制。弹簧在压缩和压紧长度下的扭转应力受到弹簧的疲劳寿命、强度和许用应力极限的限制。弹簧颤振保护的约束条件通过控制弹簧的物理间隙和固有频率来实现。弹簧颤振的阶次是指弹簧的固有频率与发动机工作频率的比值。以便确保弹簧在操作中不会强烈振动。气门的固有频率通常应该至少是发动机工作频率的13倍,也就是说,预计弹簧将颤动13次以上。弹簧的固有频率分析表明,如果弹簧对凸轮轮廓的主要谐波响应非常敏感,颤振趋势肯定会存在。在这种情况下,凸轮或弹簧的设计需要修改。有时,可变刚度或嵌套弹簧可以用来改变弹簧的频率,以帮助缓解颤振问题。

弹簧设计是一个多维的参数设计问题,可以通过图形化的处理来检查参数灵敏度的趋势。气门弹簧设计优化的目的是最大限度地提高弹簧的固有频率,从而减小弹簧的振动,同时满足以下限制性条件:①发动机系统要求的弹簧预紧力和气门弹簧刚度;②许用弹簧应力;③适当的实体间隙控制弹簧颤振。

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