1.发动机异响诊断仪的基本原理
发动机异响实际上是一种振动波,它具有振动波的频率、相位、振幅特征。发动机运转时,其不同的机件、不同的工作状态,就有不同的机械振动,表现出不同的响声特征。其响声的音调由振动波频率决定,声音的强弱由振动波振幅决定,响声出现的时刻则取决于振动波相位。
发动机的响声往往是各种振动的综合反映,而异响通常是某种或多种机件工作不良的充分体现。发动机各机构引起的异响特征频率是不同的,异响诊断仪就是通过检测这种不同特征频率下异响波形的振幅和相位来迅速、准确地判断出异响的部位和严重程度的。
图4—41所示为发动机异响诊断仪的原理框图。异响诊断仪主要由传感器、选频网络、功率放大、相位选择及显示等部分组成。
异响诊断仪的传感器通常采用压电式加速度计。它通过两种方法固定在发动机上:一种是用强磁材料把传感器吸附在发动机机体上;另一种是制成手持式传感器,通过与传感器相连的炭棒以一定的压力接触检测部位来传递振动。传感器发出电量信号的频率取决于振动频率,其信号电压取决于振动幅度。
传感器输出信号由屏蔽导线接入选频网络,该网络实际上是一组不同中心频率的选频放大器。中心频率即为发动机各主要异响的特征频率。
检测时,中心频率靠异响选择键来变换,键上标有对应的声响部位。各种经过选频放大的特征信号强度远比其他频率高,特别是那些空气动力声音和不希望的频率信号能量能被大大衰减。经过选频网络的振动信号,由功率放大后输至示波器的输入端。
相位选择装置使信号在一定时刻通过测量机构,该时刻对应于故障机件出现异响振动的时刻。由于某缸敲击的振动总是在这一缸点火后某时刻开始至一定时刻结束。因此,对于汽油机而言,相位选择装置可以利用点火次级电压脉冲来触发示波器的扫描装置,在开始点火时刻使经选频后的异响振动电压信号导通。这样在示波器屏幕上便显示出经过相位和频率选择的振动波形,可用于直接观察异响振动波形的振幅、相位及延续时间。
2.仪器诊断发动机异响的基本方法
目前,很多发动机综合检测仪如QFc一5型、WFJ-1型微机发动机检测仪,均带有示波器,具有显示发动机异响振动波形的功能。用这些仪器诊断发动机异响的基本方法如下。
(1)按仪器使用说明书的要求进行操作,使仪器进入异响检测状态。
(2)根据异响的零部件选择操作码,其实质就是选取故障部件振动的中心频率。
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