一种板簧减振器轴系扭振监测方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及板簧减振器扭振测试技术领域，特别是涉及一种板簧减振器轴系扭振监测方法、装置及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.板簧减振器作为内燃机中应用较为广泛的一种液压阻尼式扭振减振器，通过消减轴系扭振、降低曲轴应力，以达到保护曲轴的目的。如图1(a)-图1(b)所示，板簧减振器包括内圈轮毂、簧片、外圈惯量块等，外圈惯量环是由中间块、侧板、主螺栓、紧固圈等共同组成的刚性体；工作时，内圈轮毂与曲轴直接连接，将轴系扭转振动通过簧片传递给外圈惯量环，内外圈有相对运动，簧片在变形过程中挤压润滑油产生剪切阻尼消耗能量。
4.在发动机台架试验时，可以通过扭振测试得到整个工作转速范围内曲轴前端的扭振振幅情况，进而监测轴系的扭振应力水平。对于板簧减振器，由于其内圈轮毂与曲轴直接连接，能够反映真实的轴系扭振情况；不过，由于结构空间及重量等原因，板簧减振器的内圈轮毂上不会直接加工扭振测试所需的信号齿，一般需要通过外接扭振测试信号齿工装，并安装传感器进行扭振监测；
5.但是，无论是轴向还是径向安装传感器，都会造成整机轴向长度的增加，并且使板簧减振器结构更加复杂。
6.其次，由于板簧减振器工作过程中需要供给压力润滑油，并通过泄油孔将使用完的润滑油甩出，所以板簧减振器一般需要包裹在密闭空间内；那么，在外接扭振测试工装时，存在安装空间不足及额外的润滑油密封困难等问题。
7.再者，在台架试验时可以通过临时封堵等措施进行短时扭振测试，但是，如果作为整机的实时扭振监测系统，外接扭振测试工装将严重影响整机空间及可靠性。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本发明提出了一种板簧减振器轴系扭振监测方法、装置及系统，建立同一负荷和转速下内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值关系，进而通过监测外圈惯量环的扭振幅值，推导出内圈轮毂的扭振幅值，反映实际轴系扭振情况并进行安全监控及风险预警。
9.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
10.第一方面，本发明提供一种板簧减振器轴系扭振监测方法，包括：
11.获取不同的负荷和转速下，板簧减振器的内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值测试值，并以此构建在相同的负荷和转速下，内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值关系库；
12.获取外圈惯量环的扭振幅值监测值以及当前对应的负荷和转速，并以此根据扭振幅值关系库得到当前负荷和转速下内圈轮毂的扭振幅值监测值。
13.作为可选择的实施方式，预设多组不同的测试表，每组测试表中包括一组负荷和转速，以在不同的负荷和转速下，分别测试内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值。
14.作为可选择的实施方式，根据扭振幅值测试值和对应的负荷和转速，构建内圈轮毂与外圈惯量环的幅值-负荷-转速的关系库；所述关系库中每一组负荷和转速下都有对应的内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值测试值。
15.作为可选择的实施方式，设置风险阈值，当内圈轮毂的扭振幅值监测值超过风险阈值时，进行风险预警。
16.作为可选择的实施方式，所述板簧减振器上设有传感器，所述外圈惯量环的侧板上设有信号齿，以获取外圈惯量环的扭振幅值监测值。
17.第二方面，本发明提供一种板簧减振器轴系扭振监测装置，包括：
18.关系库构建模块，被配置为获取不同的负荷和转速下，板簧减振器的内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值测试值，并以此构建在相同的负荷和转速下，内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值关系库；
19.监测值推导模块，被配置为获取外圈惯量环的扭振幅值监测值以及当前对应的负荷和转速，并以此根据扭振幅值关系库得到当前负荷和转速下内圈轮毂的扭振幅值监测值。
20.第三方面，本发明提供一种板簧减振器轴系扭振监测系统，包括：板簧减振器和第二方面所述的板簧减振器轴系扭振监测装置；
21.所述板簧减振器上设有传感器，所述板簧减振器的外圈惯量环上设有信号齿，以此获取外圈惯量环的扭振幅值监测值；
22.所述板簧减振器轴系扭振监测装置根据外圈惯量环的扭振幅值监测值得到内圈轮毂的扭振幅值监测值。
23.作为可选择的实施方式，所述外圈惯量环的侧板上加工信号齿；所述板簧减振器的外侧安装传感器。
24.第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
25.第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
27.本发明提出一种板簧减振器轴系扭振监测方法、装置及系统，通过试验测得不同负荷和转速下内圈轮毂与圈惯量环的扭振幅值，以此构建内外圈的幅值-负荷-转速的关系图，建立同一负荷和转速下内外圈的扭振幅值关系；进而通过监测外圈惯量环的扭振幅值，结合负荷和转速情况，推导出内圈轮毂的扭振幅值，反映实际轴系扭振情况，并进行安全监控及风险预警。
28.本发明仅需在试验中通过外接扭振测试工装，测试内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值并标定出关系；在实际应用时，仅通过监测外圈惯量环的扭振幅值，就可以推导出内圈轮毂的扭振幅值监测值，从而反映轴系实际扭振情况；在不影响整机空间及可靠性的情况下，实现结构简单、便捷可靠且真实反映轴系扭振的实时监测。
29.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
30.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.图1(a)-图1(b)为板簧减振器结构示意图；
32.图2为本发明实施例1提供的板簧减振器轴系扭振监测方法示意图；
33.图3为本发明实施例1提供的扭振幅值监测示意图；
34.图4为本发明实施例1提供的内圈轮毂实测扭振幅值示意图；
35.图5为本发明实施例1提供的外圈惯量环实测扭振幅值示意图；
36.其中，1、簧片，2、内圈轮毂，3、外圈惯量环。
具体实施方式
37.下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
38.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
40.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.实施例1
42.如图2所示，本实施例提供一种板簧减振器轴系扭振监测方法，针对使用板簧减振器的发动机，并需要对轴系进行实时扭振监测的应用场景，具体包括：
43.获取不同的负荷和转速下，板簧减振器的内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值测试值，并以此构建在相同的负荷和转速下，内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值关系库；
44.获取外圈惯量环的扭振幅值监测值以及当前对应的负荷和转速，并以此根据扭振幅值关系库得到当前负荷和转速下内圈轮毂的扭振幅值监测值。
45.在本实施例中，预设多组不同的测试表，每组测试表中包括一组负荷和转速；那么在不同的负荷和转速下，分别测试板簧减振器的内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值；
46.然后，根据扭振幅值测试值和对应的负荷和转速，构建内圈轮毂与外圈惯量环的幅值-负荷-转速的关系数据库；
47.该关系数据库中，每一组负荷和转速下都有对应的内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值，那么，由此得到同一负荷和转速下，内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值的对应关系。
48.在本实施例中，构建的关系数据库中包括在预设的负荷和转速下，内圈轮毂与外
圈惯量环扭振幅值的对应关系，那么，通过获取外圈惯量环的扭振幅值监测值，以及当前的负荷和转速，根据关系数据库中的对应关系，可以由此确定内圈轮毂的扭振幅值监测值。
49.在本实施例中，内圈轮毂的扭振幅值监测值能够反映实际轴系扭振情况，通过设置风险阈值，当内圈轮毂的扭振幅值监测值超过风险阈值时，能够及时进行风险预警。
50.在本实施例中，如图3所示，通过在外圈惯量环的侧板上加工信号齿，并在板簧减振器外侧安装传感器，以测得外圈惯量环的扭振幅值。如图4-图5所示为试验测得的某机型外特性工况下内圈轮毂与外圈惯量环扭振幅值情况。
51.本实施例仅需在试验中通过外接扭振测试工装，测试内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值并标定出关系，而在实际应用时，仅通过监测外圈惯量环的扭振幅值，就可以推导出内圈轮毂的扭振幅值监测值，从而反映轴系实际扭振情况。在不影响整机空间及可靠性的情况下，能够做到结构简单、便捷可靠、且真实反映轴系扭振的实时监测。
52.实施例2
53.本实施例提供一种板簧减振器轴系扭振监测装置，包括：
54.关系库构建模块，被配置为获取不同的负荷和转速下，板簧减振器的内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值测试值，并以此构建在相同的负荷和转速下，内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值关系库；
55.监测值推导模块，被配置为获取外圈惯量环的扭振幅值监测值以及当前对应的负荷和转速，并以此根据扭振幅值关系库得到当前负荷和转速下内圈轮毂的扭振幅值监测值。
56.此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中所述的步骤，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
57.实施例3
58.本实施例提供一种板簧减振器轴系扭振监测系统，包括：板簧减振器和实施例2所述的板簧减振器轴系扭振监测装置；
59.所述板簧减振器上设有传感器，所述板簧减振器的外圈惯量环上设有信号齿，以此获取外圈惯量环的扭振幅值监测值；
60.所述板簧减振器轴系扭振监测装置根据外圈惯量环的扭振幅值监测值得到内圈轮毂的扭振幅值监测值。
61.作为可选择的一种实施方式，所述外圈惯量环的侧板上加工信号齿。
62.作为可选择的一种实施方式，所述板簧减振器的外侧安装传感器。
63.在本实施例中，所述板簧减振器包括内圈轮毂与外圈惯量环；在试验中，通过外接扭振测试工装，测试不同的负荷和转速下，内圈轮毂与外圈惯量环的扭振幅值，以此构建在相同的负荷和转速下，内圈轮毂和外圈惯量环的扭振幅值关系；在实际应用时，仅通过监测外圈惯量环的扭振幅值，推导出内圈轮毂的扭振幅值监测值，从而反映轴系实际扭振情况。
64.在更多实施例中，还提供一种板簧减振器轴系扭振监测系统，包括：板簧减振器、存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
65.在更多实施例中，还提供：
66.一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
67.应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元cpu，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器dsp、专用集成电路asic，现成可编程门阵列fpga或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
68.存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
69.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1中所述的方法。
70.实施例1中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
71.本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
72.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。