Full-field vibrometrie van dieselmotoren bij de UPM School of Naval Engineering
Ontdek hoe full-field laservibrometrie de trillingsanalyse van dieselmotoren ondersteunt zonder de installatie van contactsensoren. De Ommatidia Q2 Laser RADAR legde 65 gelijktijdige trillingssignalen vast over een draaiende Doosan L136T-motor, wat een ruimtelijk gerefereerde dataset opleverde voor een snellere diagnose.
Wat de meting zichtbaar maakte
Bij de UPM School of Naval Engineering combineerde de testcampagne multibeam laservibrometrie, 3D-puntenwolkregistratie en synchrone signaalanalyse om een draaiende motor om te zetten in bruikbaar diagnostisch bewijs.
65 gelijktijdige stralen
Een dichte parallelle acquisitie maakt lokale trillingspatronen zichtbaar tijdens dezelfde bedrijfssituatie.
Drie bedrijfssnelheden
Metingen bij ongeveer 800, 1300 en 1900 tpm laten zien hoe het spectrale gedrag evolueert.
Ruimtelijke trillingskaarten
Snelheid-amplitudekaarten lokaliseren de A/B-spectrale families en koppelen de frequentie-inhoud aan de motorstructuur.
Van testbank naar ruimtelijk gerefereerde data
De Doosan L136T-motor werd getest met de 65-straals Laser RADAR van Ommatidia en een BCB Informática IR-camera. Het team maakte een 3D-reconstructie van het motorblok en synchroniseerde tijd- en spectrale signalen over de gemeten posities.
De resulterende puntenwolk biedt een globale referentie voor trillingskaarten, FEM-vergelijkingen, optische doelen en toekomstige thermomechanische correlatie.
Wat de spectra onthulden bij veranderende snelheid
De metingen identificeren de rotatiefrequentie, hogere harmonischen en een 1:2 subharmonische — consistent met de kinematica van een viertaktmotor — en tonen vervolgens een genuanceerder gedrag bij de gemiddelde snelheid.
~800 tpm
Het geïntegreerde spectrum toont een eerste harmonische van 13,9 Hz, een 1:2 subharmonische van 7,0 Hz en een hoofdbiek op 41,8 Hz.
~1300 tpm
Harmonischen splitsen zich op in twee frequentiefamilies waarvan de scheiding toeneemt met de frequentie en waarvan de ruimtelijke patronen niet samenvallen.
~1900 tpm
De spectrale splitsing verdwijnt, wat duidt op een snelheidsafhankelijke torsiemodus of koppelingseffect buiten resonantie.
1300 tpm: twee ruimtelijk verschillende harmonische families
Bij de gemiddelde snelheid splitst de harmonische structuur zich op in twee families. De responsen van 11,0 Hz, 43,0 Hz en 64,5 Hz delen één ruimtelijk patroon (A), terwijl de responsen van 55,0 Hz en 66,0 Hz een tweede familie (B) vormen. Dit is het bewijs achter de hierboven beschreven snelheidsafhankelijke splitsing.
Gedetecteerde spectrale pieken
Gemiddelde FFT met afgetrokken basislijn: de scheiding tussen de piekreeksen wordt duidelijker naarmate de frequentie stijgt.
Respons in het tijdsdomein
Representatief snelheidsverloop van twee seconden bij een bedrijfstoestand van 1300 tpm.
De snel variërende golfvorm laat zien waarom de weergave in het frequentiedomein essentieel is: de harmonische families zijn gemakkelijker te scheiden in de FFT en vervolgens te lokaliseren over de gemeten motorstructuur.
Ruimtelijke trillingskaarten identificeren de A/B-families
De kaarten lokaliseren elke frequentiefamilie over de gemeten kanalen en frames, waaruit blijkt dat de A- en B-responsen ruimtelijk niet samenvallen.
Opstartgedrag: frequentie-inhoud stabiliseert zodra de motor op snelheid komt
De opstartregistratie voegt tijd-frequentiecontext toe aan de steady-state kaarten. Het snelheidssignaal en de STFT tonen de transiënte respons voordat de spectrale inhoud stabiliseert.
Snelheid kanaal 16 tijdens opstarten
Kanaal 16 toont de transiënte toename van de trillingsamplitude terwijl de motor versnelt, en vervolgens de stabielere respons nadat de bedrijfssnelheid is bereikt.
STFT-magnitudespectrogram
Het spectrogram maakt het stabilisatieproces zichtbaar in frequentie: dominante banden verschijnen tijdens de aanloop en consolideren zodra de motor stabiel draait.
Een contactloze weg naar motordiagnostiek en voorspellend onderhoud
Voor motorteams is de waarde eenvoudig: zie waar trillingen optreden, vergelijk frequentiefamilies over de structuur en richt vervolgonderzoek op de gebieden die er toe doen. Dezelfde aanpak ondersteunt testbankontwikkeling, probleemoplossing en programma’s voor conditiebewaking.
Pas deze workflow toe op uw motorprogramma door harmonische scheiding te correleren met koppel en tpm, te testen onder representatieve belastingen en regelaarinstellingen, thermografie te integreren en spectra, trillingskaarten en thermische gegevens samen te brengen in een geautomatiseerde diagnostische workflow.
Ontdek hoe Laser RADAR zich verhoudt tot scanning LDV, of bekijk de bredere remote laservibrometrie-workflow voor NVH- en modale testen.
Kies de volgende stap voor uw trillingsprogramma
Download de applicatienota-presentatie, boek een technische demo of spreek met een engineer over uw meetuitdaging.
