Vibrométrie plein champ de moteur diesel à l'École d'ingénierie navale de l'UPM
Découvrez comment la vibrométrie laser plein champ prend en charge l’analyse des vibrations de moteur diesel sans installer de capteurs de contact. Le RADAR laser Ommatidia Q2 a capturé 65 signaux de vibration simultanés sur un moteur Doosan L136T en marche, produisant un ensemble de données spatialement référencées pour un diagnostic plus rapide.
Ce que la mesure a rendu visible
À l’École d’ingénierie navale de l’UPM, la campagne d’essais a combiné la vibrométrie laser multifaisceaux, la capture de nuages de points 3D et l’analyse synchrone des signaux pour transformer un moteur en fonctionnement en preuves diagnostiques exploitables.
65 faisceaux simultanés
Une acquisition parallèle dense rend visibles les schémas de vibration locaux lors du même événement de fonctionnement.
Trois vitesses de fonctionnement
Des mesures à environ 800, 1300 et 1900 tr/min montrent comment le comportement spectral évolue.
Cartes de vibration spatiales
Les cartes d'amplitude de vitesse localisent les familles spectrales A/B et relient le contenu fréquentiel à la structure du moteur.
Du banc d'essai aux données spatialement référencées
Le moteur Doosan L136T a été testé avec le RADAR laser à 65 faisceaux d’Ommatidia et une caméra IR BCB Informática. L’équipe a acquis une reconstruction 3D du bloc moteur et a synchronisé les signaux temporels et spectraux sur les positions mesurées.
Le nuage de points résultant fournit une référence globale pour les cartes de vibration, les comparaisons FEM, les cibles optiques et la future corrélation thermomécanique.
Ce que les spectres ont révélé lors du changement de vitesse
Les mesures identifient la fréquence de rotation, les harmoniques supérieures et une sous-harmonique 1:2 — compatible avec la cinématique des moteurs à quatre temps — puis montrent un comportement plus nuancé à la vitesse intermédiaire.
~800 tr/min
Le spectre intégré montre une première harmonique de 13,9 Hz, une sous-harmonique 1:2 de 7,0 Hz et un pic principal à 41,8 Hz.
~1300 tr/min
Les harmoniques se divisent en deux familles de fréquences dont la séparation augmente avec la fréquence et dont les motifs spatiaux ne coïncident pas.
~1900 tr/min
La division spectrale disparaît, indiquant un mode de torsion dépendant de la vitesse ou un effet de couplage en dehors de la résonance.
1300 tr/min : deux familles harmoniques spatialement distinctes
À la vitesse intermédiaire, la structure harmonique se sépare en deux familles. Les réponses de 11,0 Hz, 43,0 Hz et 64,5 Hz partagent un motif spatial (A), tandis que les réponses de 55,0 Hz et 66,0 Hz forment une deuxième famille (B). C’est la preuve de la division dépendante de la vitesse décrite ci-dessus.
Pics spectraux détectés
FFT moyenne soustraite de la ligne de base : la séparation entre les séries de pics devient plus visible à mesure que la fréquence augmente.
Réponse dans le domaine temporel
Tracé de vitesse représentatif de deux secondes pour la condition de fonctionnement à 1300 tr/min.
Sa forme d’onde rapidement variable montre pourquoi la vue dans le domaine fréquentiel est essentielle : les familles harmoniques sont plus faciles à séparer dans la FFT, puis à localiser sur la structure du moteur mesurée.
Les cartes de vibration spatiales identifient les familles A/B
Les cartes localisent chaque famille de fréquences sur les canaux et les trames mesurés, montrant que les réponses A et B ne coïncident pas spatialement.
Comportement au démarrage : le contenu fréquentiel se stabilise lorsque le moteur atteint sa vitesse
L’enregistrement de démarrage ajoute un contexte temps-fréquence aux cartes en régime permanent. Le signal de vitesse et la STFT montrent la réponse transitoire avant que le contenu spectral ne se stabilise.
Vitesse du canal 16 au démarrage
Le canal 16 montre l’augmentation transitoire de l’amplitude de vibration lorsque le moteur accélère, puis la réponse plus stable après qu’il ait atteint sa vitesse de fonctionnement.
Spectrogramme d'amplitude STFT
Le spectrogramme rend visible le processus de stabilisation en fréquence : des bandes dominantes émergent pendant la rampe et se consolident une fois que le moteur tourne de manière stable.
Une voie sans contact pour le diagnostic moteur et la maintenance prédictive
Pour les équipes moteur, la valeur est simple : voir où se produisent les vibrations, comparer les familles de fréquences sur la structure et concentrer les investigations de suivi sur les zones importantes. La même approche prend en charge le développement de bancs d’essai, le dépannage et les programmes de surveillance de l’état.
Appliquez ce flux de travail à votre programme moteur en corrélant la séparation harmonique avec le couple et le régime, en testant sous des charges représentatives et des réglages de régulateur, en intégrant la thermographie, et en regroupant les spectres, les cartes de vibration et les données thermiques dans un flux de travail de diagnostic automatisé.
Découvrez comment le RADAR laser se compare au LDV à balayage, ou examinez le flux de travail plus large de la vibrométrie laser à distance pour les tests NVH et modaux.
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