CN104849073B - 车辆减振器耐久性的试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆测试技术领域，公开了一种车辆减振器耐久性的试验装置及试验方法，所述试验装置包括：采集单元(1)，分别设置于减振器上端车架和/或下端车桥上，用于采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得实际路谱；计算单元(2)，用于根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值；根据共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值；根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值；根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器耐久性试验的激励次数。本发明车辆减振器耐久性的试验装置可获得减振器耐久性试验的激励次数，进而准确确定合理的使用期限。
Description
技术领域
本发明涉及车辆测试技术领域，具体地，涉及一种车辆减振器耐久性的试验装置及试验方法。
背景技术
减振器作为悬架系统的主要阻尼元件，通过与悬架系统的良好匹配，能够有效的隔离来自地面的干扰并吸收激振能量，迅速的衰减车身的振动，并将动能转换为热能，耗散到大气中，从而使传递到车身的振动幅度大幅度减小。
而减振器属于易损器件，在温度较高时，减振器容易出现漏油，使得减振器不能有效的衰减振动，从而影响整车平顺性和其他零件寿命。目前，主要是通过在整车跑道上对减振器进行耐久性试验。由于运动速度越高，温度上升越快，减振器越容易失效。但是，现有的减振器耐久性试验方法只能反映减振器的运动状态，并不能反映实际的运动速度，因此，不能准确确定减振器的合理使用期限以及是否合格，从而无法避免减振器在使用过程中出现漏油和失效的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆减振器耐久性的试验装置，可获得减振器耐久性试验的激励次数，进而准确确定合理的使用期限。
为了实现上述目的，本发明提供一种车辆减振器耐久性的试验装置，所述试验装置包括：采集单元，设置于减振器上端车架和/或下端车桥上，用于采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得减振器上端车架和/或下端车桥处的实际路谱；计算单元，用于根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值；根据所述共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值；根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值；根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器耐久性试验的激励次数。
优选地，所述多次激励为万次激励。
优选地，所述计算单元还用于根据所述减振器耐久性试验的激励次数以及共振激励频率确定车辆标定的耐久性试验时间；其中，根据公式计算获得激励次数N，其中：n1表示等效损伤值，n2表示整车全循环总损伤值；根据公式计算获得耐久性试验时间t，其中：f表示共振激励频率。
优选地，所述试验装置还包括：试验台，用于基于根据减振器上端车架和下端车桥处的实际路谱分别确定的共振激励频率和对应的激励幅值，获得表征减振器实际正常情况下的有效使用时间；以及比较单元，用于比较耐久性试验时间与有效使用时间的大小，判断车辆减振器的耐久性是否合格。
优选地，所述计算单元用于根据实际路谱，通过傅里叶变换，获得激励频率波，确定所述激励频率波中波峰处的所述共振激励频率。
优选地，所述计算单元用于对所述激励频率波进行低通滤波，获得低频频率波；对所述低频频率波进行积分变换，获得积分变换后的数据波；对所述数据波进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值。
优选地，所述振动参数包括：减振器上下振动的加速度、速度以及位移的其中任意一者或组合。
本发明车辆减振器耐久性的试验装置通过实际采集的减振器上端车架和/或下端车桥的振动参数，获得对应的实际路谱，通过对实际路谱的分析，可获得耐久性试验的激励次数，客观的反应在实际道路的试验里程中的试验时间，准确确定合理的使用期限，可避免减振器在使用过程中出现漏油和失效的现象。
本发明的另一目的是提供一种车辆减振器耐久性的试验方法，可获得减振器耐久性试验的激励次数，进而准确确定合理的使用期限。
为了实现上述目的，本发明提供一种车辆减振器耐久性的试验方法，所述试验方法包括：采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得减振器上端车架和/或下端车桥处的实际路谱；根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值；根据所述共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值；根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值；以及根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器的耐久性试验的激励次数。
优选地，所述多次激励为万次激励。
优选地，所述试验方法还包括：根据所述减振器耐久性试验的激励次数以及共振激励频率确定车辆标定的耐久性试验时间；其中，根据公式计算获得激励次数N，其中：n1表示等效损伤值，n2表示整车全循环总损伤值；根据公式计算获得耐久性试验时间t，其中：f表示共振激励频率。
优选地，所述试验方法还包括：根据基于减振器上端车架和下端车桥处的实际路谱确定的共振激励频率和对应的激励幅值，获得表征减振器实际正常情况下的有效使用时间；以及比较耐久性试验时间与有效使用时间的大小，判断车辆减振器的耐久性是否合格。
优选地，所述共振激励频率的计算方法包括：根据实际路谱，通过傅里叶变换，获得激励频率波，确定所述激励频率波中波峰处的所述共振激励频率。
优选地，所述激励幅值的计算方法包括：对所述激励频率波进行低通滤波，获得低频频率波；对低频频率波进行积分变换，获得积分变换后的数据波；以及对所述数据波进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值。
优选地，所述振动参数包括：减振器上下振动的加速度、速度以及位移的其中任意一者或组合。
所述车辆减振器耐久性的试验方法与上述车辆减振器耐久性的试验装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明车辆减振器耐久性的试验装置的结构图；
图2是本发明车辆减振器耐久性的试验方法的流程图；
图3是共振激励频率分析流程图；
图4是激励幅值域分析流程图；
图5是等效损伤值分析流程图；
图6是整车全循环总损伤值分析流程图；
图7是耐久性试验时间分析流程图；
图8a是采集减振器上端车架加速度的实际路谱；
图8b是采集下端车架加速度的实际路谱；
图9是图8a中对应的减振器上端车架的激励频率波形图；
图10是图8b中对应的下端车桥的激励频率波形图；
图11是图9中的激励频率波经过低通滤波后的低频频率波形图；
图12是图11中的低频频率波经过积分变换后的数据波形图；
图13是根据图12获得的正弦激励波形图；
图14是对图8a中的实际路谱积分转换后的数据波形图；
图15是试验参数表。
附图标记说明
1 采集单元 2 计算单元
3 试验台 4 比较单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明车辆减振器耐久性的试验装置包括：采集单元1，设置于减振器的上端车架和/或下端车桥上，用于采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得减振器上端车架和/或下端车桥处的实际路谱；计算单元2，用于根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值；根据所述共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值；根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值；根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器耐久性试验的激励次数。
其中，所述振动参数包括减振器上下振动的加速度、速度以及位移的其中任意一者或组合。其中，通过加速度获取的实际路谱的精度更高，在本实施例中，所述采集单元1可为加速度传感器(如图8和图9所示，采集减振器振动的加速度)。
所述多次激励一般为万次激励，通过万次损伤分析方法，可提高计算的精度。
所述计算单元2还用于根据所述减振器耐久性试验的激励次数以及共振激励频率确定车辆标定的耐久性试验时间；其中，根据公式计算获得激励次数N，其中：n1表示等效损伤值，n2表示整车全循环总损伤值；根据公式计算获得耐久性试验时间t，其中：f表示共振激励频率。
其中，试验规定即为实际需求的路面，一般有扭曲路、比利时路、坏路、坑洼路、搓板路等。例如，在实际计算中，可将各段路面的损伤值叠加后，根据设定路程进行路面循环确定整车全循环总损伤值，其中，循环次数＝设定路程/各段路面的路程和。
根据减振器上端车架和下端车桥处的两组实际路谱，可获得两个耐久性试验时间t，且两个耐久性试验时间t的数值基本相同，一般以从减振器上端车架中获取的实际路谱为准，但并不以此为限。
本发明车辆减振器耐久性的试验装置通过实际采集的减振器上端车架和/或下端车桥的振动参数，获得对应的实际路谱，通过对实际路谱的分析，可获得耐久性试验的激励次数和耐久性试验时间，客观的反应在实际道路的试验里程中的试验时间，准确确定合理的使用期限，可避免减振器在使用过程中出现漏油和失效的现象。
如图1所示，本发明车辆减振器耐久性的试验装置还包括：试验台3，用于根据基于减振器上端车架和下端车桥处的实际路谱分别确定的共振激励频率和对应的激励幅值，获得表征减振器实际正常情况下的有效使用时间；以及比较单元4，用于比较耐久性试验时间与有效使用时间的大小，判断车辆减振器的耐久性是否合格。其中，所述试验台3为双动试验台，通过所述双动试验台获得有效使用时间的方法为现有技术，在此不再赘述。
判断所述车辆减振器是否合格的标准：当耐久性试验时间t≤有效使用时间t效，则所述比较单元4判断车辆减振器的耐久性合格；当耐久性试验时间t>有效使用时间t效，则判断车辆减振器的耐久性不合格。车辆减振器的性能参数包括耐久性是否合格，通过试验台3和比较单元4的设置，通过对车辆减振器耐久性是否合格的判断，可以更加直观、准确的确定车辆减振器的耐久性能。
其中，所述计算单元2用于根据实际路谱，通过傅里叶变换，计算获得激励频率波，确定所述激励频率波中波峰处的所述共振激励频率。
所述计算单元2用于对所述激励频率波进行低通滤波，获得低频频率波；对所述低频频率波进行积分变换，获得积分变换后的数据波；对所述数据进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值。
如图2所示，本发明车辆减振器耐久性的试验方法包括：步骤200：采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得减振器上端车架和/或下端车桥处的实际路谱。步骤201：根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值。步骤202：根据所述共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值。步骤203：根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值。步骤204：根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器的耐久性试验的激励次数。其中，所述多次激励为万次激励。
其中，本发明车辆减振器耐久性的试验方法还包括：根据所述减振器耐久性试验的激励次数以及共振激励频率确定耐久性试验时间(如图7所示)；根据公式计算获得激励次数N，其中：n1表示等效损伤值，n2表示整车全循环总损伤值；根据公式计算耐久性试验时间t，其中：f表示共振激励频率。
其中，根据减振器上端车架和下端车桥处的两组实际路谱，可获得两个耐久性试验时间t，且两个耐久性试验时间t基本相同，一般以从减振器上端车架中获取实际路谱为准，但并不以此为限。
本发明车辆减振器耐久性的试验方法通过实际采集的减振器上端车架和/或下端车桥的振动参数，获得对应的实际路谱，通过对实际路谱的分析，可获得耐久性试验的激励次数和耐久性试验时间，客观的反应在实际道路的试验里程中的试验时间，准确确定合理的使用期限，避免减振器在使用过程中出现漏油和失效的问题。
本发明车辆减振器耐久性的试验方法还包括：根据基于减振器上端车架和下端车桥处的实际路谱确定的共振激励频率和对应的激励幅值，获得表征减振器实际正常情况下的有效使用时间；以及比较耐久性试验时间与有效使用时间的大小，判断车辆减振器的耐久性是否合格。
车辆减振器耐久性的判断方法为：当耐久性试验时间t实≤有效使用时间t，则判断车辆减振器的耐久性合格；当耐久性试验时间t>有效使用时间t实，则判断车辆减振器的耐久性不合格。车辆减振器的性能参数包括耐久性是否合格，通过对车辆减振器耐久性是否合格的判断，可以更加直观、准确的确定车辆减振器的耐久性能。
如图3所示，所述共振激励频率的计算方法包括：根据实际路谱，通过傅里叶变换，获得激励频率波，确定所述激励频率波中波峰处的所述共振激励频率。
如图4所示，所述激励幅值的计算方法包括：根据所述激励频率波，通过低通滤波，获得低频频率波；根据低频频率波，通过积分变换，获得积分变换后的数据波；以及对所述数据波进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值。
如图5所示，等效损伤n1的计算方法：根据共振激励频率以及对应的激励幅值，获得正弦激励波，按多次激励计算等效损伤n1。其中，一般为万次激励，通过万次损伤分析方法，提高计算的精度。
如图6所示，整车全循环总损伤值n2的计算方法：根据实际路谱，通过积分变换后确定各段路面的损伤值，并根据试验规定的路面循环，获得整车全循环总损伤值n2。
其中，试验规定即为实际需求的路面，一般有扭曲路、比利时路、坏路、坑洼路、搓板路等。例如，在实际计算中，可将各段路面的损伤值叠加后，根据设定路程进行路面循环确定整车全循环总损伤值，其中，循环次数＝设定路程/各段路面的路程和。
本发明车辆减振器耐久性的试验方法通过实际道路采集的数据转换为减振器上、下端的共振激励频率和对应的激励幅值，可以精确的反映减振器在整车上的振动情况。此外，通过对实际道路分析，运用万次损伤值的分析方法，得到减振器耐久性的激励次数，进而确定车辆标定的耐久性试验时间，客观的反应在实际道路的试验里程中的试验时间，准确确定合理的使用期限，避免减振器在使用过程中出现漏油和失效的现象。同时可通过试验台测试出减振器实际情况下的有效使用时间，通过比较可准确判断出减振器是否合格，可直观、准确的确定车辆减振器耐久性的性能。
下面以采集的振动参数为加速度为例进行介绍：
步骤1：分别在减振器上端车架和下端车桥位置处粘贴加速度传感器，采集减振器上端车架和下端车桥处的加速度，获得对应的实际路谱(如图8a和图8b所示)。
步骤2：通过对减振器上端、下端的实际路谱进行傅里叶变换，得出对应的激励频率波(如图9和图10所示)，确定所述激励频率波中波峰处的共振激励频率。其中，所述共振激励频率分别为：f1＝1.95Hz，f2＝13.5Hz。
步骤3：对减振器上端、下端的激励频率波进行低通滤波，获得低频频率波。以减振器上端的低频频率波(如图11所示)为例，对该低频频率波进行积分变换得到积分后的数据波(如图12所示)，对该所述数据波进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值A。在本实施例中，所述共振激励频率f1对应的激励幅值A1＝749.8。
步骤4：根据所述共振激励频率f1以及对应的激励幅值A1，获得正弦激励波(如图13所示)f(x)＝A1sin(2πf1t)＝749.8sin(12.25t)，按万次激励求出等效损伤值n1＝492.6。
步骤5：对实际路谱，进行积分变换，获得积分变换后的数据波(如图14所示)，确定各段路面的损伤值，再按照试验规定的路面循环，计算获得整车全循环总损伤值n2＝1.73×108。
步骤6，根据等效损伤n1和整车全循环总损伤值n2以及公式可计算获得激励次数N(次)；并根据公式可计算耐久性试验时间t。
以f＝f1＝1.95Hz为例，
具体如图15所示，通过从减振器上端车架和下端车桥上获取的相关参数，计算获得的耐久性试验时间均为50h。
将计算获得的两组共振激励频率和激励幅值输入到试验台中，可获得有效使用时间，并比较有效使用时间与耐久性试验时间的大小，进一步判断车辆减振器耐久性的是否合格。
综上所述，本发明车辆减振器耐久性的试验方法可实际采集减振器的振动参数获得的实际路谱，通过对实际路谱进行分析，转换成减振器上、下端的共振激励频率和对应的激励幅值，并将整车在道路试验的损伤转换成减振器台架上的损伤，从而进行减振器的耐久性试验，确定耐久性试验的激励次数，此试验方法可以精确的反映减振器在整车上的振动情况。运用万次损伤值的分析方法，得到减振器耐久性的激励次数，进而确定耐久性试验时间，避免减振器在使用过程中出现漏油和失效的现象。同时可通过试验台测试出有效使用时间，通过比较可准确判断出减振器耐久性是否合格，直观准确的判断出减振器耐久性的性能。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (14)
1.一种车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：
采集单元(1)，设置于减振器上端车架和/或下端车桥上，用于采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得减振器上端车架和/或下端车桥处的实际路谱；
计算单元(2)，用于根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值；根据所述共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值；根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值；根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器耐久性试验的激励次数。
2.根据权利要求1所述的车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述多次激励为万次激励。
3.根据权利要求2所述的车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述计算单元(2)还用于根据所述减振器耐久性试验的激励次数以及共振激励频率确定车辆标定的耐久性试验时间；其中，
根据公式计算获得激励次数N，其中：n1表示等效损伤值，n2表示整车全循环总损伤值；
根据公式计算获得耐久性试验时间t，其中：f表示共振激励频率。
4.根据权利要求3所述的车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：
试验台(3)，用于根据基于减振器上端车架和下端车桥处的实际路谱分别确定的共振激励频率和对应的激励幅值，获得表征减振器实际正常情况下的有效使用时间；以及
比较单元(4)，用于比较耐久性试验时间与有效使用时间的大小，判断车辆减振器的耐久性是否合格。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述计算单元(2)用于根据实际路谱，通过傅里叶变换，获得激励频率波，确定所述激励频率波中波峰处的所述共振激励频率。
6.根据权利要求5所述的车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述计算单元(2)用于对所述激励频率波进行低通滤波，获得低频频率波；
对所述低频频率波进行积分变换，获得积分变换后的数据波；
对所述数据波进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆减振器耐久性的试验装置，其特征在于，所述振动参数包括：减振器上下振动的加速度、速度以及位移的其中任意一者或组合。
8.一种车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述试验方法包括：
采集车辆行驶过程中减振器上端车架和/或下端车桥处的振动参数，获得减振器上端车架和/或下端车桥处的实际路谱；
根据实际路谱，确定共振激励频率及对应的激励幅值；
根据所述共振激励频率和激励幅值按照多次激励计算获得等效损伤值；
根据实际路谱获得各段路面的损伤值，按照试验规定的路面循环确定整车全循环总损伤值；以及
根据所述等效损伤值和整车全循环总损伤值确定减振器的耐久性试验的激励次数。
9.根据权利要求8所述的车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述多次激励为万次激励。
10.根据权利要求9所述的车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括：
根据所述减振器耐久性试验的激励次数以及共振激励频率确定车辆标定的耐久性试验时间；其中，
根据公式计算获得激励次数N，其中：n1表示等效损伤值，n2表示整车全循环总损伤值；
根据公式计算获得耐久性试验时间t，其中：f表示共振激励频率。
11.根据权利要求10所述的车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括：
根据基于减振器上端车架和下端车桥处的实际路谱分别确定的共振激励频率和对应的激励幅值，获得表征减振器实际正常情况下的有效使用时间；以及
比较耐久性试验时间与有效使用时间的大小，判断车辆减振器的耐久性是否合格。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述共振激励频率的计算方法包括：
根据实际路谱，通过傅里叶变换，获得激励频率波，确定所述激励频率波中波峰处的所述共振激励频率。
13.根据权利要求12所述的车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述激励幅值的计算方法包括：
对所述激励频率波进行低通滤波，获得低频频率波；
对低频频率波进行积分变换，获得积分变换后的数据波；以及
对所述数据波进行幅值域分析，得到所述共振激励频率对应的激励幅值。
14.根据权利要求8-11中任一项所述的车辆减振器耐久性的试验方法，其特征在于，所述振动参数包括：减振器上下振动的加速度、速度以及位移的其中任意一者或组合。
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