UPM海軍工学学校におけるフルフィールド・ディーゼルエンジン振動測定
フルフィールド・レーザー振動測定が、接触センサーを設置することなく、どのようにディーゼルエンジンの振動解析をサポートするかをご覧ください。Ommatidia Q2レーザーレーダーは、稼働中のDoosan L136Tエンジンの65点の振動信号を同時に捉え、より迅速な診断のための空間参照データセットを生成しました。
測定によって可視化されたもの
UPM海軍工学学校でのテストキャンペーンでは、マルチビーム・レーザー振動測定、3D点群キャプチャ、および同期信号解析を組み合わせ、稼働中のエンジンを実用的な診断エビデンスへと変換しました。
65本の同時ビーム
高密度の並列取得により、同一の動作イベント内での局所的な振動パターンが可視化されます。
3つの運転速度
約800、1300、1900 rpmでの測定により、スペクトル挙動がどのように変化するかを示します。
空間振動マップ
速度振幅マップにより、A/Bスペクトルファミリーを特定し、周波数成分をエンジン構造に関連付けます。
テストベンチから空間参照データへ
Doosan L136Tエンジンは、Ommatidiaの65ビーム・レーザーレーダーとBCB Informáticaの赤外線カメラを使用してテストされました。チームはエンジンブロックの3D再構成データを取得し、測定位置全体で時間信号とスペクトル信号を同期させました。
得られた点群データは、振動マップ、FEM比較、光学ターゲット、および将来の熱機械的相関のためのグローバルなリファレンスを提供します。
速度変化に伴いスペクトルが明らかにしたこと
測定により、回転周波数、高次高調波、および4ストロークエンジンの運動学と一致する1:2のサブハーモニックが特定され、次いで中間速度でのより微妙な挙動が示されました。
~800 rpm
統合スペクトルは、13.9 Hzの第1高調波、7.0 Hzの1:2サブハーモニック、および41.8 Hzの主要ピークを示しています。
~1300 rpm
高調波は2つの周波数ファミリーに分離し、その分離幅は周波数とともに増大し、空間パターンは一致しません。
~1900 rpm
スペクトルの分離は消失し、速度依存のねじりモードまたは共振外の結合効果を示唆しています。
1300 rpm：空間的に異なる2つの高調波ファミリー
中間速度では、高調波構造が2つのファミリーに分離します。11.0 Hz、43.0 Hz、64.5 Hzの応答は1つの空間パターン（A）を共有し、55.0 Hzと66.0 Hzの応答は第2のファミリー（B）を形成します。これが、上述の速度依存の分離の裏付けとなるエビデンスです。
検出されたスペクトルピーク
ベースライン除去後の平均FFT：周波数が高くなるにつれて、ピーク系列間の分離がより鮮明になります。
時間領域応答
1300 rpmの運転条件における代表的な2秒間の速度トレース。
急速に変化する波形は、なぜ周波数領域での表示が不可欠であるかを示しています。高調波ファミリーはFFTで分離する方が容易であり、その後、測定されたエンジン構造全体で位置を特定できます。
空間振動マップによるA/Bファミリーの特定
マップは、測定されたチャネルとフレーム全体で各周波数ファミリーをローカライズし、AとBの応答が空間的に一致しないことを示しています。
始動時の挙動：エンジンが回転速度に達するにつれて周波数成分が安定
始動記録は、定常状態のマップに時間周波数のコンテキストを加えます。速度信号とSTFTは、スペクトル成分が安定する前の過渡応答を示しています。
始動時のチャネル16の速度
チャネル16は、エンジンが加速する際の振動振幅の一時的な増加と、運転速度に達した後のより安定した応答を示しています。
STFT振幅スペクトログラム
スペクトログラムにより、周波数における安定化プロセスが可視化されます。加速中に支配的なバンドが現れ、エンジンが安定して稼働するとそれらが統合されます。
エンジン診断と予知保全への非接触アプローチ
エンジン開発チームにとっての価値はシンプルです。振動がどこで発生しているかを確認し、構造全体で周波数ファミリーを比較し、重要な領域に絞って追跡調査を行うことができます。同じアプローチが、テストベンチ開発、トラブルシューティング、および状態監視プログラムをサポートします。
高調波の分離をトルクやRPMと相関させ、代表的な負荷やガバナー設定下でテストし、サーモグラフィを統合し、スペクトル、振動マップ、熱データを自動診断ワークフローにまとめることで、このワークフローを貴社のエンジンプログラムに適用してください。
レーザーレーダーとスキャニングLDVの比較をご覧いただくか、NVHおよびモーダル試験のためのより広範なリモートレーザー振動測定ワークフローをご確認ください。
貴社の振動プログラムの次のステップを選択してください
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