|
消防车发动机异响诊断仪
消防车发动机异响诊断仪的基本工作原理建立在以上关于异响特征研究的基础上。异响诊断常用仪器有两种类型：便携式异响诊断仪和带相位选择的示波器显示异响诊断仪。许多发动机综合检测仪具有发动机异响诊断的功能。
1、 便携式异响诊断仪
便携式异响诊断仪由传感器、前置放大器、双T型先频网络、功率放大器和显示仪表五部分组成。
异响诊断仪的传感器通常采用压电式加速度计。传感器中由两片压电材料（如石英晶体或锆钛酸铅压叫陶瓷）组成。压电材料片上置一铜制质量块，并用片簧对质量块预加负荷。整个组件装于金属壳内，壳体和中心引出端为二输出端。
当压电材料受到外力作用时，不仅其几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上有电荷出现，形成电场；当外力去掉时，其又恢复到原来状态，这种现象称为压效应。当加速度计受到振动时，质量块随之振动，同时会有一个因振动而产生的惯性力作用于压电材料片上，其惯性力F（N）的大小与振动加速度a（m/s2）与质量块的质量m（kg）有关。即F＝ma
作用于压电材料片上的惯性力使表面产生电荷，在表面所积聚的电荷量与惯性力成正比，即q＝DF
式中q－电荷量（C）
F－惯性力（N）
D－压电常数（C/N）
因此 q＝Dma
传感器结构一定时，D和m均为常数，因此电荷量q与振动加速度成正比。显然，对于振动加速度来说，其大小、方向是周期性变化的，因此电荷量q也是周期性变化的。这样，带电表面与壳体间就会出现周期性变化的电压，其变化频率取决于振动频率，振幅越大，振动加速度越大，压电材料表面产生的电荷量越大，输出电压越高。因此，输出电压信号的变化频率可表示振动频率，而电压高低反映振动幅度。若振动由异响引起，则电压值就可反映异响的强弱。
压电加速度计常制成两种类型：一是具有磁座，可将其吸附在发动机壳体上；二是制成手握式，通过与加速度计相连的探棒接触检测部位并传递振动。
为了诊断异响，必须把异响振动所产生的电压信号从各种不同噪声振动所产生的信号中分离出来。为此，压电加速度输出信号经屏弊导线连接到有高输入阻抗的前置放大器输入端，再经差动放大器放大后输入双T型选频网络。该网络实质上是一组具有不同中心频率的选频放大器，而且中心频率可用琴键开关变换对应于经试验研究确定的发动机各主要异响的特征频率。选频放大器的功能是放大电压信号中与中心频率相一致的部分，削弱或滤去与中心频率不一致的成分。经过选频放大、异响特征频率电压信号强度加强，再经功率放大输给扬声器或耳机，同时由电压表指示电压信号峰值，电压表又用作转速表。
2、 示波器显示异响诊断仪
由于某缸配合机件的敲击振动总在该缸点火发生，某一时刻结束，因此对于消防车而言，可用转速传感器从一缸点火高压线上获得点火脉冲信号，用点火脉冲信号触发示波器的扫描装置，在开始点火的时刻使经选频后的异响振动电压信号导通。导通的相位和导通的时刻可以均匀调节。这样，相位选择装置使从时间及相位上的差异分辨异响得以实现。通过选频的振动信号输送到示波器垂直偏转放大器输入端，同时来自一缸高压线的点火脉冲信号触发相位选择以控制示波器的扫描装置，从而在示波器屏幕上显示出经过相、频选择的振动波形，可用于直接观察振动波形的振幅、相位和延续时间。
一般而言，在点火提前角正常的情况下，活塞销响的异响故障波形出现在整个波形的前部（或中部），活塞敲缸异响故障波形出现在整个波形的中部（或前部），连杆轴承响出现在中后部，曲轴轴承响出现在波形最后部。因各种异响对应着不同振动频率，同时振动中的振幅大小变化过程存在差异，因此显示在示波器上的振动波形所对应的凸轮轴转角和形状有所不同。 | 
