[發明專利]一種發動機非線性階次分量提取分析方法

在審

• 申請號: 201510715768.1
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105372074A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 蔡晶;楊錦;楊金才;辜慶偉;劉剛;陳文俊
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G01M15/12
• 分類號: G01M15/12
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 何悅

技術領域

本發明涉及汽車振動噪音分析，具體為一種發動機非線性階次分量提取分析方法。

背景技術

目前，評價發動機噪聲性能的主要指標有聲壓級、聲功率、聲強及聲品質等，其中聲品質是直接反映人對發動機噪聲主觀感受的指標，而旋轉部件的階次噪聲通常表現為刺耳的口哨聲，極易被人耳感知，是影響發動機聲品質的重要因素。但是，目前國內外關于階次分量提取技術的資料、文獻都是針對線性階次而言的，并且通過目前最新的NVH測試分析系統也能夠直接提取發動機的線性階次分量。但針對非線性階次特征，一直沒有相應的提取分析技術，導致無法量化對比分析及評估非線性階次分量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發動機非線性階次分量提取分析方法，能夠將非線性階次轉換為可提取分析的線性階次。

本發明所述的發動機非線性階次分量提取分析方法，包括步驟一：以時間跟蹤的方式采集發動機加速工況時的曲軸轉速以及被測零部件的振動或噪聲的連續時域信號，所述被測零部件的振動或噪聲的連續時域信號由布置在被測零部件上的振動傳感器或噪聲信號傳感器采集。

步驟二：將所述的振動或噪聲連續時域信號進行離散傅里葉變換DFT計算，并由曲軸轉速與時間的線性關系，得到曲軸轉速-頻率-幅值的三維頻譜圖。

步驟三：根據步驟二的三維頻譜圖，得到各曲軸轉速所對應的頻率，然后根據公式：可計算出每個曲軸轉速所對應的參考軸轉速，再根據曲軸轉速連續時域信號中時間和曲軸轉速的線性關系，得出參考軸轉速時域信號。

步驟四：再對振動或噪聲的連續時域信號進行離散傅里葉變換DFT計算，并根據模擬后得到的參考軸轉速與時間的關系，得到參考軸-頻率-幅值的三維頻譜圖。

步驟五：對步驟四的三維頻譜圖上的線性階次曲線進行提取。

本發明利用公式：將曲軸轉速與時間的關系轉換為參考軸轉速與時間的關系，進而將非線性的發動機階次轉換為線性階次，從而可以直接切片提取分析，通過量化準確分析總體噪聲對非線性階次噪聲分量的掩蔽量。故本發明解決了非線性階次不可提取不可量化分析的問題，對發動機開發過程中非線性階次導致的NVH問題的分析優化評估工作起到重要意義。

附圖說明

圖1是本方法的步驟框圖；

圖2是所采集的振動時域信號；

圖3是所采集的曲軸轉速時域信號；

圖4是所述曲軸轉速-頻率-幅值的三維頻譜圖；

圖5是所述參考軸轉速時域信號；

圖6是所述參考軸-頻率-幅值的三維頻譜圖；

圖7是參考軸轉速與振動幅值的關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細闡述，以下實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。

參見圖1，本實施例為發動機增壓器的非線性階次分量提取分析方法，其包括如下步驟：

步驟一，在發動機增壓器上布置振動傳感器，將振動傳感器信號和曲軸轉速信號介入數據采集系統，且在數據采集前，各傳感器必須標定以保證測試精度，采用的數據分析系統必須具有頻譜分析和階次分析功能。

完成上述準備工作后，以時間跟蹤的方式采集發動機加速工況時的曲軸轉速以及增壓器的振動連續時域信號，如圖2、圖3所示。從振動時域信號幅值可看出明顯的加速信號特性，曲軸轉速與時間呈線性關系。

步驟二，將上述的振動連續時域信號由公式進行離散傅里葉變換DFT計算，并由曲軸轉速與時間的線性關系，得到曲軸轉速-頻率-幅值的三維頻譜圖，如圖4所示。從圖4的三維頻譜圖中存在明顯的非線性階次特征，在該狀態下無法提取此非線性階次分量進行分析。

步驟三，根據圖4上縱坐標(曲軸轉速)和橫坐標(頻率)的對應關系，得到各曲軸轉速所對應的振動頻率，并定義圖4上的非線性階次為增壓器的第一階次。定義其為第一階次的原因是根據振動理論，基頻(即第一階次)激勵所產生的振動幅值是最大的，在三維頻譜圖上的表現為顏色最亮(在圖4中以點劃線示出)。

以曲軸轉速n1為例，非線性階次上對應的頻率為f1，通過公式可計算出曲軸轉速n1下參考軸轉速N1＝f1*60/1。同理，可以計算出每個曲軸轉速n1、n2、n3……時非線性階次曲線上的點所對應的參考軸轉速N1、N2、N3……Nn，并根據圖3所示的時間和曲軸轉速的線性關系，可以得出參考軸轉速與時間的關系(如圖5)。