Vibrometría de campo completo en motores diésel en la ETS de Ingenieros Navales de la UPM
Vea cómo la vibrometría láser de campo completo permite analizar las vibraciones de un motor diésel sin necesidad de instalar sensores de contacto. El Laser RADAR Ommatidia Q2 capturó 65 señales de vibración simultáneas en un motor Doosan L136T en funcionamiento, generando un conjunto de datos con referencia espacial para un diagnóstico más rápido.
Lo que la medición hizo visible
En la ETS de Ingenieros Navales de la UPM, la campaña de ensayos combinó vibrometría láser multihaz, captura de nubes de puntos 3D y análisis de señales síncronas para convertir un motor en funcionamiento en evidencia diagnóstica procesable.
65 haces simultáneos
Una densa adquisición en paralelo hace visibles los patrones de vibración local en un mismo evento operativo.
Tres velocidades de funcionamiento
Las mediciones a aproximadamente 800, 1300 y 1900 rpm muestran cómo evoluciona el comportamiento espectral.
Mapas espaciales de vibración
Los mapas de velocidad-amplitud localizan las familias espectrales A/B y vinculan el contenido de frecuencia con la estructura del motor.
Del banco de pruebas a los datos con referencia espacial
El motor Doosan L136T se probó con el Laser RADAR de 65 haces de Ommatidia y una cámara IR de BCB Informática. El equipo obtuvo una reconstrucción 3D del bloque del motor y sincronizó el tiempo y las señales espectrales en las posiciones medidas.
La nube de puntos resultante proporciona una referencia global para mapas de vibración, comparaciones con MEF (FEM), objetivos ópticos y futuras correlaciones termomecánicas.
Lo que revelaron los espectros al cambiar la velocidad
Las mediciones identifican la frecuencia de rotación, los armónicos superiores y un subarmónico 1:2 —coherente con la cinemática de los motores de cuatro tiempos— y muestran un comportamiento más matizado a velocidad intermedia.
~800 rpm
El espectro integrado muestra un primer armónico de 13,9 Hz, un subarmónico 1:2 de 7,0 Hz y un pico principal a 41,8 Hz.
~1300 rpm
Los armónicos se dividen en dos familias de frecuencias cuya separación aumenta con la frecuencia y cuyos patrones espaciales no coinciden.
~1900 rpm
La división espectral desaparece, lo que indica un modo torsional dependiente de la velocidad o un efecto de acoplamiento fuera de la resonancia.
1300 rpm: dos familias de armónicos espacialmente distintas
A velocidad intermedia, la estructura armónica se separa en dos familias. Las respuestas de 11,0 Hz, 43,0 Hz y 64,5 Hz comparten un patrón espacial (A), mientras que las de 55,0 Hz y 66,0 Hz forman una segunda familia (B). Esta es la evidencia tras la división dependiente de la velocidad descrita anteriormente.
Picos espectrales detectados
FFT media con sustracción de la línea base: la separación entre las series de picos se hace más visible a medida que aumenta la frecuencia.
Respuesta en el dominio del tiempo
Traza de velocidad representativa de dos segundos en condiciones de funcionamiento a 1300 rpm.
Su forma de onda, que varía rápidamente, demuestra por qué la visión en el dominio de la frecuencia es esencial: las familias de armónicos son más fáciles de separar en la FFT y de localizar después en la estructura del motor medida.
Los mapas espaciales de vibración identifican las familias A/B
Los mapas localizan cada familia de frecuencias a través de los canales y fotogramas medidos, mostrando que las respuestas A y B no coinciden espacialmente.
Comportamiento en el arranque: el contenido de frecuencia se estabiliza al alcanzar la velocidad
El registro de arranque añade contexto de tiempo-frecuencia a los mapas de estado estacionario. La señal de velocidad y la STFT muestran la respuesta transitoria antes de que el contenido espectral se estabilice.
Velocidad del canal 16 durante el arranque
El canal 16 muestra el aumento transitorio de la amplitud de vibración a medida que el motor acelera, y después la respuesta más estable una vez alcanzada la velocidad de funcionamiento.
Espectrograma de magnitud STFT
El espectrograma hace visible el proceso de estabilización en frecuencia: las bandas dominantes emergen durante la rampa y se consolidan una vez que el motor funciona de forma constante.
Una vía sin contacto para el diagnóstico de motores y el mantenimiento predictivo
Para los equipos de ingeniería de motores, el valor es sencillo: ver dónde se producen las vibraciones, comparar las familias de frecuencias en toda la estructura y centrar la investigación posterior en las áreas críticas. Este mismo enfoque sirve de apoyo al desarrollo en bancos de pruebas, la resolución de problemas y los programas de monitorización de estado.
Aplique este flujo de trabajo a su programa de motores correlacionando la separación de armónicos con el par y las RPM, realizando pruebas bajo cargas y ajustes de regulador representativos, integrando la termografía y unificando espectros, mapas de vibración y datos térmicos en un flujo de trabajo de diagnóstico automatizado.
Explore cómo el Laser RADAR se compara con el LDV de barrido, o revise el flujo de trabajo de vibrometría láser remota más amplio para pruebas de NVH y modales.
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