CN104535168A - 一种汽车偏频测试装置及汽车偏频测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车偏频测试装置及汽车偏频测试方法，该汽车偏频测试装置包括底座，所述底座具有上表面和相对设置的两个侧面，底座的上表面为测试台面，所述测试台面的测试区仅供待测汽车单个车轮驶入；所述测试区内水平设置有承重板，承重板与测试台面之间设有压力传感器；所述底座的一侧面为坡度面，底座上与坡度面相对的一侧面为与测试台面垂直的垂直面，用于使待测汽车车轮跌落。本发明的汽车偏频测试装置，能实时控制前、后轴及单轮的载荷分配大小，精确反应出不同簧上质量的变化大小对悬架固有频率的影响，提高了偏频测试的精准度；该装置便携式的特点，可保证在不同的地点，场地进行测量不同的车型，大幅提升了偏频试验的方便性。

Description

一种汽车偏频测试装置及汽车偏频测试方法

技术领域

本发明属于汽车性能测试技术领域，具体涉及一种汽车偏频测试装置，同时还涉及一种汽车偏频测试方法。

背景技术

汽车车身和车轮部分的固有频率(偏频)是汽车行驶平顺性的重要性能指标，不同的悬架刚度、簧上与簧下质量、悬架阻尼是整车悬架性能匹配过程中的重要参数，车身的固有频率直接由悬架刚度和簧上质量来决定，悬架的阻尼比则由悬架刚度、阻尼和簧上质量共同决定。因此，为保证车辆行驶过程中的平顺性，车身的固有频率应在空载(仅司机)、半载、满载状态下均设计在较合适的范围内，以保证良好的车辆乘坐舒适性能。此外，在车辆悬架参数识别过程中，同样需要进行不同载荷的配载测量，所以加载和偏频测量需要反复的过程进行。

在车身固有频率空载(仅司机)、半载、满载测试中，需要保证配载的准确性，空载测量后配载到半载后，实测配载前、后轴荷往往不能达到准确值，需要反复配载、测量后准确后，方能进行半载偏频和满载偏频的测试，工作强度大，效率低。尤其在悬架设计过程中建立单自由度模型参数时，目前的地磅测量不能得到准确的单胎轮荷，且在轮荷变化后不能准确地进行实时测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车偏频测试装置，现有测试装置在轮荷变化后不能准确进行实时测量，效率低，测试工作强度大的问题。

本发明的第二个目的是提供一种汽车偏频测试方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种汽车偏频测试装置，包括底座，所述底座具有上表面和相对设置的两个侧面，底座的上表面为测试台面，所述测试台面的测试区仅供待测汽车单个车轮驶入；所述测试区内水平设置有用于承载待测汽车重量的承重板，承重板与测试台面之间设有用于采集承重板压力信号的压力传感器；所述底座的一侧面为用于使待测汽车单个车轮驶上承重板的坡度面，底座上与坡度面相对的一侧面为与测试台面垂直的垂直面，用于使待测汽车车轮跌落。

所述垂直面上或测试台面上靠近垂直面的一侧设有与测试台面垂直的可拆卸的限位挡板，用于挡止待测汽车的车轮使其停在承重板上。

所述测试区为设置在测试台面上的凹槽，所述压力传感器与承重板设置在凹槽内，承重板的上表面与凹槽的槽口齐平。

所述底座上，在测试台面的上方和/或下方设有加强筋，用于在测试区形成压力传感器支撑平台。

所述底座上还具有与坡度面相邻的两个用于支撑测试台面的支撑侧面。

所述支撑侧面上设有用于减轻底座本身重量的减重孔。

所述减重孔靠近测试台面的孔壁为波浪形面，便于搬运时手持。

所述底座上还设有用于实时显示测试重量的显示屏；所述底座内设有用于将压力传感器采集的压力信号转换为重量信号的数据处理装置，所述数据处理装置分别通过传输线与压力传感器、显示屏相连接。

所述数据处理装置中装有电路板，所述电路板上集成数据处理芯片，数据处理芯片通过公式G＝F*g可将压力信号转换成重量信号后，显示在显示屏上；各测试装置的显示屏分别显示各轮的重量G左前、G右前、G左后、G右后，同时前轴荷重量为G前轴＝G左前+G右前，后轴荷重量为G后轴＝G左后+G右后。

一种采用上述的汽车偏频测试装置的汽车偏频测试方法，包括下列步骤：

1)在待测汽车车身和车轮处布置加速度传感器；

2)在待测汽车的每个车轮前各放置一台汽车偏频测试装置，使待测汽车的每个车轮沿各自对应的汽车偏频测试装置的坡度面驶入测试区并停在承重板上，分别通过压力传感器得到每个车轮的重量数据；

如重量数据不满足设计载荷要求，则对待测汽车进行配载，至待测汽车所有车轮的重量数据均满足设计载荷要求；

如待测汽车所有车轮的重量数据均满足设计载荷要求，则进行步骤3)的操作；

3)使待测汽车沿汽车偏频测试装置的垂直面跌落，通过加速度传感器得到待测汽车的偏频数据。

所述加速度传感器连接外设的数据采集装置和数据处理器。

步骤2)中所述设计载荷要求为空载、半载、满载或最大设计总重量状态设计载荷要求。

本发明的汽车偏频测试装置，测试台面的测试区仅供待测汽车单个车轮驶入，方便得到单个车轮的重量数据，极大的缩小了装置的尺寸，具有便携式的特点，占地面积小；测试区内的承重板与压力传感器可实时测量汽车载荷，方便在偏频测试过程中随时根据设计载荷要求进行载荷调节；底座上与坡度面相对的一侧面为与测试台面垂直的垂直面，用于使待测汽车车轮跌落，方便对汽车车身和车轮固有频率进行测试。该装置能够测量出汽车前、后轴二分之一悬架和单轮四分之一悬架的偏频大小，尤其能实时、精确、方便控制前、后轴及单轮的载荷分配大小，可精确地反应出不同簧上质量的变化大小对悬架固有频率的影响；该装置的载荷测量功能，实现了实时、准确的测量得到试验状态的前、后轴荷的大小，提高了偏频计算的精准度；该装置便携式的特点，可保证在不同的地点，场地进行测量不同的车型，大幅提升了偏频试验的方便性；适用于各种乘用车及大中型客车、公交车、校车、卡车等悬架的固有频率的测量，尤其能够方便技术研发人员在车型开发阶段，对不同车型不同载荷下参数识别测试盒采集时，提高项目开发过程中实测悬架固有频率的工作效率。

进一步的，垂直面上或测试台面上靠近垂直面的一侧设有与测试台面垂直的可拆卸的限位挡板，限位挡板的作用是在待测车辆驶上测试台面的过程中，通过限制轮胎的滚动，使车轮顺利停在测试区的承重板上，可有效防止驾驶员驾驶过程中未能顺利停在承重板上的情况。

本发明的汽车偏频测试方法，通过布置在车身和车轮处的加速度传感器，记录整个车身和车轮在跌落过程中的加速度振动过程，即完成该载荷下的偏频测试；根据各个测试装置的重量载荷显示，进行总载荷增加和减小，以及调整载荷前后、左右的分布，达到设计要求的预定载荷后，直接将车辆从试验台上缓慢推下，重复上述的偏频试验过程，即可完成该载荷下的偏频测试；整个过程方便、高效，主要体现在不需要配载后将车辆开到承重地磅上进行测量，避免了载荷的配载不准确或未达到前后轴的设计值，而进行重新调整配载，重复进行承重地磅的测量。

本发明的汽车偏频测试方法，将车身和车轮处布置有加速度传感器的待测汽车驶上汽车偏频测试装置，根据对应各个车轮的测试装置的轮荷显示数值，实时调整配载目标值及状态，配载完成后直接让待测汽车沿垂直面跌落进行偏频测试，空载偏频、半载偏频、满载偏频均能快速、准确地进行配载，配载后直接快速测量，大幅提高了偏频测试的效率和准确度；该测试方法能准确控制前、后单侧轮的载荷数据，为悬架设计过程中的单自由度模型参数的建立和提取，提供了准确、可靠的试验参数，为汽车平顺性设计过程中，车身和车轮部分的固有频率(偏频)的匹配提供了准确、可靠的保证；该测试方法实用性强，测试效率高、数据准确性高，设备成本低廉，测试方便且可操作性强，在车型开发实际应用中具有极高的价值，适合推广应用。

附图说明

图1为实施例1的汽车偏频测试装置的结构示意图；

图2为实施例1的汽车偏频测试装置的轴侧视图；

图3为实施例1的汽车偏频测试装置的爆炸图；

图4为实施例2中汽车偏频测试装置的测试状态示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例的汽车偏频测试装置，如图1、2、3所示，包括底座1，所述底座1是由上表面和两对相对设置的侧面围设形成的，底座1的上表面为测试台面11，所述测试台面11的测试区仅供待测汽车单个车轮驶入；所述测试区为设置在测试台面11上的凹槽，所述凹槽内水平设置有用于承载待测汽车重量的承重板4，承重板4的上表面与凹槽的槽口齐平；承重板4与凹槽槽底之间设有用于采集承重板压力信号的压力传感器3；所述底座1的一侧面为用于使待测汽车单个车轮驶上承重板的坡度面12，底座1上与坡度面12相对的一侧面为与测试台面11垂直的垂直面14，用于使待测汽车车轮沿其跌落；所述垂直面14上设有与测试台面11垂直的可拆卸的限位挡板2，用于挡止待测汽车的车轮使其停在承重板4上；

所述底座1上还具有与坡度面12相邻的两个用于支撑测试台面11的支撑侧面14，所述支撑侧面14上设有用于减轻底座1本身重量的减重孔9；

所述底座1上，在测试台面11的下方设有加强筋6，用于在测试区形成压力传感器支撑平台；承重板4背侧设有支撑座15，压力传感器3布置在加强筋6的交叉处，与支撑座15进行配合；

所述底座1上还设有用于实时显示测试重量的显示屏5，显示屏5位于测试台面11上的非测试区；所述底座1内设有用于将压力传感器3采集的压力信号转换为重量信号的数据处理装置8，所述数据处理装置8分别通过传输线7与压力传感器3、显示屏5相连接。

本实施例的汽车偏频测试装置，集成了重量测量功能、读数功能、限位功能、并具有便携式特点；该装置能实时控制整车的轴荷变化情况，并实现在前、后悬架单侧轮荷的数据采集，同时提高测量空载偏频、半载偏频和满载偏频试验的效率，保证车身和车轮偏频测量试验过程中的准确性，降低了工作强度；可以准确地控制前、后单侧轮的载荷数据，为悬架设计过程中的单、双自由度和多自由度模型参数的建立和提取，提供了准确、可靠的试验参数采集方法和装置。

实施例2

本实施例的汽车偏频测试方法，在配载区域的平地上进行，具体包括下列步骤：

1)空载状态(仅有驾驶员)下，在待测汽车车身和车轮处布置加速度传感器，所述加速度传感器连接外设的数据采集装置和数据处理器；

2)将待测汽车置于配载区域的平地上，在待测汽车的每个车轮前各放置一台汽车偏频测试装置(整车偏频测试过程共需要四台汽车偏频测试装置)，使其坡度面靠近车轮前方的底部；同时，将限位挡板装在垂直面上；

使待测汽车的每个车轮沿各自对应的汽车偏频测试装置的坡度面驶入测试区，车辆熄火静止，如图4所示，由于限位挡板2的作用，待测汽车10的车轮7停在底座1上表面的承重板4上，分别通过压力传感器得到每个车轮的重量数据，从汽车偏频装置的显示屏读出重量数据；

由于待测汽车油箱不满等原因，重量数据不满足空载状态设计载荷要求，通过检测轴荷的变化，对待测汽车进行配载，观察汽车偏频测试装置的显示屏，至待测汽车所有车轮的重量数据均满足设计载荷要求；

3)卸除限位挡板，驱动待测汽车，使待测汽车沿汽车偏频测试装置的垂直面跌落，加速度传感器采集数据后传输至数据处理处理器进行处理，得到待测汽车在空载状态下的的偏频数据；

4)重复步骤2)，观察汽车偏频测试装置的显示屏至待测汽车所有车轮的重量数据均满足半载状态设计载荷要求，再重复步骤3)，得到待测汽车在半载状态下的偏频数据；

重复步骤2)，观察汽车偏频测试装置的显示屏至待测汽车所有车轮的重量数据均满足满载状态设计载荷要求，再重复步骤3)，得到待测汽车在满载状态下的偏频数据；

重复步骤2)，观察汽车偏频测试装置的显示屏至待测汽车所有车轮的重量数据均满足最大设计总质量状态设计载荷要求，再重复步骤3)，得到待测汽车在最大设计总质量状态下的偏频数据，即完成汽车偏频测试。

本实施例的汽车偏频测试方法，通过布置在车身和车轮处的加速度传感器，记录整个车身和车轮在跌落过程中的加速度振动过程，即完成该载荷下的偏频测试；根据各个测试装置的重量载荷显示，进行总载荷增加和减小，以及调整载荷前后、左右的分布，达到设计要求的预定载荷后，直接将车辆从试验台上缓慢推下，重复上述的偏频试验过程，即可完成该载荷下的偏频测试；整个过程方便、高效，主要体现在不需要配载后将车辆开到承重地磅上进行测量，避免了载荷的配载不准确或未达到前后轴的设计值，而进行重新调整配载，重复进行承重地磅的测量。

在本发明的其他实施例中，汽车偏频测试装置的尺寸可根据待测汽车车轮的宽窄进行设定，只要满足测试区的承重板承载单个车轮即可。

在本发明的其他实施例中，压力传感器可通过传输线与外设的数据处理装置相连接，实现数据的远距离采集与处理。

本发明的汽车偏频测试方法可以高效地得到不同载荷状态下，整车前后轴及单轮的偏频试验的大小，对于在车辆参数识别过程中，需要不断的进行配载完成不同载荷下的偏频试验，同时配载精度要求高时，本发明的汽车偏频测试方法和测试装置显得尤为高效和准确。

Claims (10)

1.一种汽车偏频测试装置，其特征在于：包括底座，所述底座具有上表面和相对设置的两个侧面，底座的上表面为测试台面，所述测试台面的测试区仅供待测汽车单个车轮驶入；所述测试区内水平设置有用于承载待测汽车重量的承重板，承重板与测试台面之间设有用于采集承重板压力信号的压力传感器；所述底座的一侧面为用于使待测汽车单个车轮驶上承重板的坡度面，底座上与坡度面相对的一侧面为与测试台面垂直的垂直面，用于使待测汽车车轮跌落。

2.根据权利要求1所述的汽车偏频测试装置，其特征在于：所述垂直面上或测试台面上靠近垂直面的一侧设有与测试台面垂直的可拆卸的限位挡板，用于挡止待测汽车的车轮使其停在承重板上。

3.根据权利要求1所述的汽车偏频测试装置，其特征在于：所述测试区为设置在测试台面上的凹槽，所述压力传感器与承重板设置在凹槽内，承重板的上表面与凹槽的槽口齐平。

4.根据权利要求1或3所述的汽车偏频测试装置，其特征在于：所述底座上，在测试台面的上方和/或下方设有加强筋，用于在测试区形成压力传感器支撑平台。

5.根据权利要求1所述的汽车偏频测试装置，其特征在于：所述底座上还具有与坡度面相邻的两个用于支撑测试台面的支撑侧面。

6.根据权利要求5所述的汽车偏频测试装置，其特征在于：所述支撑侧面上设有用于减轻底座本身重量的减重孔。

7.根据权利要求1、5或6所述的汽车偏频测试装置，其特征在于：所述底座上还设有用于实时显示测试重量的显示屏；所述底座内设有用于将压力传感器采集的压力信号转换为重量信号的数据处理装置，所述数据处理装置分别通过传输线与压力传感器、显示屏相连接。

8.一种采用如权利要求1所述的汽车偏频测试装置的汽车偏频测试方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)在待测汽车车身和车轮处布置加速度传感器；

2)在待测汽车的每个车轮前各放置一台汽车偏频测试装置，使待测汽车的每个车轮沿各自对应的汽车偏频测试装置的坡度面驶入测试区并停在承重板上，分别通过压力传感器得到每个车轮的重量数据；

如重量数据不满足设计载荷要求，则对待测汽车进行配载，至待测汽车所有车轮的重量数据均满足设计载荷要求；

如待测汽车所有车轮的重量数据均满足设计载荷要求，则进行步骤3)的操作；

3)使待测汽车沿汽车偏频测试装置的垂直面跌落，通过加速度传感器得到待测汽车的偏频数据。

9.根据权利要求8所述的汽车偏频测试方法，其特征在于：所述加速度传感器连接外设的数据采集装置和数据处理器。

10.根据权利要求8或9所述的汽车偏频测试方法，其特征在于：步骤2)中所述设计载荷要求为空载、半载、满载或最大设计总重量状态设计载荷要求。