Vibrometria a campo pieno del motore diesel presso la Scuola di Ingegneria Navale UPM
Scopri come la vibrometria laser a campo pieno supporta l’analisi delle vibrazioni del motore diesel senza installare sensori a contatto. Ommatidia Q2 Laser RADAR ha acquisito 65 segnali di vibrazione simultanei su un motore Doosan L136T in funzione, producendo un dataset con riferimento spaziale per una diagnosi più rapida.
Cosa ha reso visibile la misurazione
Presso la Scuola di Ingegneria Navale UPM, la campagna di test ha combinato vibrometria laser multifascio, acquisizione di nuvole di punti 3D e analisi sincrona dei segnali per trasformare un motore in funzione in evidenze diagnostiche utilizzabili.
65 fasci simultanei
Un'acquisizione parallela densa rende visibili i pattern di vibrazione locali nello stesso evento operativo.
Tre velocità operative
Le misurazioni a circa 800, 1300 e 1900 rpm mostrano come evolve il comportamento spettrale.
Mappe spaziali delle vibrazioni
Le mappe di ampiezza-velocità localizzano le famiglie spettrali A/B e collegano il contenuto in frequenza alla struttura del motore.
Dal banco prova ai dati con riferimento spaziale
Il motore Doosan L136T è stato testato con il Laser RADAR a 65 fasci di Ommatidia e una telecamera IR BCB Informática. Il team ha acquisito una ricostruzione 3D del blocco motore e ha sincronizzato i segnali temporali e spettrali nelle posizioni misurate.
La nuvola di punti risultante fornisce un riferimento globale per mappe di vibrazione, confronti FEM, target ottici e future correlazioni termomeccaniche.
Cosa hanno rivelato gli spettri al variare della velocità
Le misurazioni identificano la frequenza di rotazione, le armoniche superiori e una subarmonica 1:2—coerente con la cinematica del motore a quattro tempi—quindi mostrano un comportamento più sfumato alla velocità intermedia.
~800 rpm
Lo spettro integrato mostra una prima armonica a 13,9 Hz, una subarmonica 1:2 a 7,0 Hz e un picco principale a 41,8 Hz.
~1300 rpm
Le armoniche si dividono in due famiglie di frequenza la cui separazione cresce con la frequenza e i cui pattern spaziali non coincidono.
~1900 rpm
La divisione spettrale scompare, indicando un modo torsionale dipendente dalla velocità o un effetto di accoppiamento fuori risonanza.
1300 rpm: due famiglie armoniche spazialmente distinte
Alla velocità intermedia, la struttura armonica si separa in due famiglie. Le risposte a 11,0 Hz, 43,0 Hz e 64,5 Hz condividono un pattern spaziale (A), mentre le risposte a 55,0 Hz e 66,0 Hz formano una seconda famiglia (B). Questa è l’evidenza alla base della divisione dipendente dalla velocità descritta sopra.
Picchi spettrali rilevati
FFT media con sottrazione della linea di base: la separazione tra le serie di picchi diventa più visibile all’aumentare della frequenza.
Risposta nel dominio del tempo
Traccia di velocità rappresentativa di due secondi dalla condizione operativa a 1300 rpm.
La sua forma d’onda a variazione rapida mostra perché la vista nel dominio della frequenza è essenziale: le famiglie armoniche sono più facili da separare nella FFT e quindi da localizzare nella struttura del motore misurata.
Le mappe spaziali delle vibrazioni identificano le famiglie A/B
Le mappe localizzano ciascuna famiglia di frequenza nei canali e nei frame misurati, mostrando che le risposte A e B non coincidono spazialmente.
Comportamento all'avviamento: il contenuto in frequenza si stabilizza quando il motore raggiunge la velocità
Il record di avviamento aggiunge un contesto tempo-frequenza alle mappe in regime stazionario. Il segnale di velocità e la STFT mostrano la risposta transitoria prima che il contenuto spettrale si stabilizzi.
Velocità del canale 16 durante l'avviamento
Il canale 16 mostra l’aumento transitorio dell’ampiezza di vibrazione mentre il motore accelera, quindi la risposta più stabile dopo aver raggiunto la velocità operativa.
Spettrogramma di magnitudine STFT
Lo spettrogramma rende visibile il processo di stabilizzazione in frequenza: le bande dominanti emergono durante la rampa e si consolidano una volta che il motore funziona in modo costante.
Un percorso senza contatto verso la diagnostica del motore e la manutenzione predittiva
Per i team che lavorano sui motori, il valore è semplice: vedere dove si verifica la vibrazione, confrontare le famiglie di frequenza nella struttura e concentrare l’indagine successiva sulle aree che contano. Lo stesso approccio supporta lo sviluppo di banchi prova, la risoluzione dei problemi e i programmi di monitoraggio delle condizioni.
Applica questo flusso di lavoro al tuo programma motore correlando la separazione armonica con coppia e RPM, testando sotto carichi rappresentativi e impostazioni del regolatore, integrando la termografia e riunendo spettri, mappe di vibrazione e dati termici in un flusso di lavoro diagnostico automatizzato.
Esplora come il Laser RADAR si confronta con l’LDV a scansione, oppure rivedi il più ampio flusso di lavoro di vibrometria laser remota per test NVH e modali.
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