CN105203337B - 车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置及测试方法，测试装置包括用于装设动力吸振器的圆杆型或圆管型圆形芯轴；该圆形芯轴通过两端的三爪卡盘的三爪对应采用夹持或胀持方式固定成水平状态，两三爪卡盘分别固定连接在两支撑座的竖直边上，两支撑座由水平边通过螺栓固定连接在工作台上。该方法利用前述装置进行测试，包括动力吸振器安装、数据采集及分析系统连接、信号标定和测试及数据处理分析等步骤。其中，包括将动力吸振器安装在圆形芯轴上、将圆形芯轴通过两个三爪卡盘夹持固定。本发明的有益效果是，测试装置结构简单、调整方便，适用范围广。测试方法操作简单、测试准确性高，可有效缩短车辆开发周期。

Description

车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及车辆NVH技术控制领域，特别是一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置及测试方法。

背景技术

动力吸振是车辆NVH(Noise,Vibration,and Harshness)控制领域中常用的方法之一。动力吸振器利用子系统共振时的动力效应来有效吸收原主振动系统共振时的激励响应，以达到降低原系统振动响应的目的。

车辆动力传动系统是汽车的主要噪声源和激励源，其弯曲振动问题是整车性能开发的重点和难点问题。汽车传动系统弯曲共振在很大的频段范围内对车辆的振动和车内轰鸣噪声有重要影响，甚至会引起车辆零部件的早期损坏,降低车辆的驾驶舒适性和安全性。匹配动力吸振器就是调控传动轴弯曲共振的一种主要手段，目前在汽车NVH设计业内广泛应用。

动力吸振器是一个质量弹簧阻尼系统，主要由质量体(配重块)和弹性元件(橡胶)和安装固定件构成，它的动态响应参数是产品NVH匹配效果好坏的直接体现。因此，动态响应参数是动力吸振器匹配设计的关键。动力吸振器的动态响应参数设计除了前期的理论计算外，为保证产品开发的可靠性，还需开展后期产品的试验测试验证。对于动力吸振器动态参数测试，除为消除原系统结构频率影响而需设计专用夹持工具外，与夹持工具相结合的测试方法尤为重要，这也是当前结构动力吸振器高效设计的瓶颈。

目前，对于动力吸振器参数试验测试验证，多见于传动系统供应商在约束条件有限的简易工作台开展验证，也有个别整车企业工程师通过整车状态下利用夹持辅具测试及采用车辆路试的实际测量效果评价等方式验证设计效果。尽管这些方法都利用现有技术中成熟的数据采集系统和分析系统，通过计算机及分析软件进行数据采集和分析，以获得分析结果。其中，数据采集系统通过加速度传感器和力传感器采集振动源的加速度和力度参数，数据分析系统借助计算机和频响分析软件进行数据分析，从而获得所需分析结果。但上述测试方法主要存在如下问题：(1)现有夹具约束能力有限，不能实现传动轴的稳定固定；(2)现有夹具操作灵活性差，当轴径发生变化时，需设计新夹具更换；(3)整车状态下，传动轴约束方式有限，测试结果难以分离传动轴的本体动态响应特征，准确度难以保证；(4)车辆路试验证效果得不到保证，且涉及周期长，人力、物力投入大。因此，上述条件下的测试结果难以保证开发产品达到设计初期的设计要求，准确度较差；工程师们继而开展反复的设计-验证-加工等一系列工作以保证开发要求，这在一定程度上影响了动力吸振器产品和整个汽车产品的设计开发周期和成本。因此，不论对于供应商还是整车厂而言，急需一种动力吸振器的动态参数的测试验证的专用装置和测试方法，以提高产品的设计准度和缩短开发周期。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有传动系统动力吸振器开发设计存在的不足提供一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置，该装置结构简单、布局合理，调整方便，测试原理清晰，适用范围广。本发明的第二目的是基于该装置的测试方法，其测试准确性高，可解决车辆传动系统动力吸振器的正向匹配设计和调校控制问题，满足工程实践需要。

为实现前述第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置，包括用于装设动力吸振器的圆杆型或圆管型圆形芯轴；该圆形芯轴通过两端的三爪卡盘的三爪对应采用夹持或胀持方式固定成水平状态，两三爪卡盘分别固定连接在两支撑座的竖直边上，两支撑座由水平边通过螺栓固定连接在工作台上。

采用前述技术方案的本发明，巧妙运用三爪卡盘固定圆形芯轴，对于圆杆型芯轴采用三爪内夹持面夹持，圆管型芯轴采用三爪的外胀持面的胀紧方式固定，以实现传动轴两端的稳固约束，其紧固力矩大，固定牢固可靠，操作方便，可消除外接环境激励对测试本体的影响，减小了测试误差；并利用三爪可夹固不同直径轴颈并自定心的特点，方便适应不同直径传动轴动力吸振器的动态响应参数测试以及寻优匹配设计，利于提高测试效率和设计效率。另外，三爪卡盘通过支撑座由螺栓固定在工作平台上，相对于在车辆上测试，可避免传动轴本体的动态响应特征对测试结果的影响。其结构简单、操作灵活，应用范围广，测试原理清晰，容易准确的获取动力吸振器动态特性参数，可有效缩短工程开发周期。

优选的，所述工作台上设有贯穿工作台侧面的T形槽；所述螺栓呈与所述T形槽形成滑动的配合T形头结构。进一步确保圆形芯轴固定的牢固性，以及圆形芯轴长度变化的可调整性，以更加准确的获取动力吸振器动态特性参数，并可有效拓宽适用范围。

进一步优选的，所述工作台上的T形槽设有多条，多条T形槽呈纵横交错的井字形分布。以进一步拓宽适用范围。

优选的，所述螺栓的T形头呈两级台阶结构，台阶下段位于所述T形槽的底部宽槽段，台阶上段与T形槽的上部窄槽段滑动配合。两级台阶结构的T形头螺栓用于确保两支撑座在同一直线上不同距离位置的固定，继而确保两三爪卡盘的同轴度，达到提高测试精度的目的。

优选的，所述支撑座呈“⊥”形结构，支撑座的竖直边两侧与水平边之间通过三角形加强筋焊接。“⊥”形加三角形加强筋的结构，其结构稳定性好、牢固可靠，精度保持性好，测试装置使用寿命长。

优选的，所述支撑座上的三爪卡盘连接部设有用于三爪卡盘的定心的凸台，凸台外周分布有多个螺栓过孔；三爪卡盘由卡盘座通过连接螺栓固定连接支撑座上；凸台中部形成有一凸台通孔，该凸台通孔与三爪卡盘的卡盘座上设有的卡盘通孔同轴线，且凸台通孔直径大于或等于卡盘通孔直径。可有效提高三爪卡盘与支撑座之间的连接牢固度和刚度，提高测试装置的可靠度；且当圆形芯轴直径小于卡盘通孔直径时，可方便调整其对芯轴夹持的轴向位置。

优选的，所述激振源为具有力传感器的人力操作激振力锤；所述数据采集单元通过ICP型加速度传感器和所述力传感器分别与动力吸振器和激振力锤连接；所述数据分析单元与所述数据采集单元连接，并利用计算机和频响分析软件提供分析结果。以方便的

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试方法，该方法利用实现第一发明目的所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置进行测试，包括以下步骤：

S1、动力吸振器安装，包括将待测的动力吸振器按照车辆上实际安装方式固定连接在圆形芯轴上；将圆形芯轴分别通过两端的两个三爪卡盘的三爪定位；调整支撑座位置使三爪卡盘处于圆形芯轴轴向的设定位置，并通过三爪卡盘和螺栓分别形成对圆形芯轴和支撑座的固定；

S2、数据采集及分析系统连接，包括将ICP型加速度传感器固定在动力吸振器表面上；将激振力锤的力传感器信号输出端和ICP型加速度传感器的输出端均与数据采集单元对应输入端连接，数据采集单元与数据分析单元的计算机通过网线连接；

S3、信号标定，打开计算机中的频响分析软件，用激振力锤敲击动力吸振器本体，标定激振力锤激励力信号和动力吸振器的加速度响应信号，以形成设定信号强度的筛选；

S4、测试及数据处理分析，沿动力动力吸振器轴线的垂直方向，利用激振力锤采用捶击法对动力吸振器本体进行模态响应测试，根据测试得到的加速度频率响应函数，利用半功率法获取动力吸振器的频率、阻尼比等动态响应参数。

本方案利用实现第一目的的测试装置和现有数据采集与分析系统中的传感元件和测试软件进行测试，其操作简单、调试方便，测试准确性高，可解决车辆传动系统动力吸振器的正向匹配设计和调校控制问题，能充分满足工程实践需要，并可有效缩短车辆开发周期短。

优选的，在所述动力吸振器安装步骤中，包括用卡箍将所述动力吸振器固定连接在所述圆形芯轴上。卡箍连接拆装操作方便，固定牢固可靠，可提高测试结果的可靠性。

优选的，在所述数据采集及分析系统连接的步骤中，包括通过封蜡或粘结胶方式将ICP型加速度传感器固定在动力吸振器表面上。封蜡或粘结胶固定可使ICP型加速度传感器与动力吸振器之间形成良好的贴合，降低信号衰减或失真，确保数据采集准确，测试结果可靠。其中，封蜡是指用于蜡封的石蜡，其加热熔化后起粘结作用。

进一步优选的，在所述动力吸振器安装步骤前，包括制作外径与所述动力吸振器内孔相适应的所述圆形芯轴。以适应不同安装尺寸规格的动力吸振器测试，以拓宽适用范围广。

本发明的有益效果是，装置结构简单、布局合理，调整方便，适用范围广。测试方法基于测试装置进行，其操作简单、测试准确性高，可解决车辆传动系统动力吸振器的正向匹配设计和调校控制问题，能充分满足工程实践需要，可有效缩短车辆开发周期。

附图说明

图1是本发明中设有动力吸振器的测试装置结构示意图。

图2是本发明中图1的俯视图。

图3是本发明中图1的侧视图。

图4是本发明测试装置中三爪卡盘与支撑座的连接结构示意图。

图5是本发明中用于支撑座固定的螺栓结构示意图。

图6是本发明中图5的俯视图。

图7是包括本发明测试装置的测试系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1、图2、图3、图4、图5、图6，一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置，包括用于装设动力吸振器1的圆杆型圆形芯轴2；该圆形芯轴2通过两端的三爪卡盘3的三爪3a采用夹持方式固定成水平状态，两三爪卡盘3分别固定连接在两支撑座4的竖直边上，两支撑座4由水平边通过四个螺栓6和螺母固定连接在工作台7上，该工作台7上设有贯穿工作台7侧面的多条呈纵横交错井字形分布的T形槽；螺栓6呈与所述T形槽形成滑动的配合T形头结构。具体是螺栓6的T形头呈两级台阶结构，台阶下段6a位于所述T形槽的底部宽槽段，台阶上段6b与T形槽的上部窄槽段滑动配合。

其中，支撑座4呈“⊥”形结构，支撑座4的竖直边两侧与水平边之间通过三角形加强筋4a焊接。支撑座4上的三爪卡盘3连接部设有用于三爪卡盘3的定心的凸台，凸台外周分布有三个螺栓过孔；三爪卡盘3由卡盘座3b上的安装螺纹孔通过连接螺栓31固定连接支撑座4上；凸台中部形成有一凸台通孔，该凸台通孔与三爪卡盘3的卡盘座3b上设有的卡盘通孔同轴线，且凸台通孔直径大于或等于卡盘通孔直径。

本实施例中的圆形芯轴2直径小于卡盘通孔直径时，圆形芯轴2端部可穿出支撑座4的竖直边。

本实施例中，当圆形芯轴2采用圆管型结构时，圆形芯轴2利用三爪卡盘3的三爪胀持固定。

实施例2，参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试方法，该方法利用实施例1的测试装置、数据采集及分析系统构成的测试系统进行测试，包括以下步骤：

S1、动力吸振器1安装，包括将待测的动力吸振器1按照车辆上实际安装方式固定连接在圆形芯轴2上；将圆形芯轴2分别通过两端的两个三爪卡盘3的三爪3a定位；调整支撑座4位置使三爪卡盘3处于圆形芯轴2轴向的设定位置，并通过三爪卡盘3和螺栓6分别形成对圆形芯轴2和支撑座4的固定；

S2、数据采集及分析系统连接，包括将ICP型加速度传感器9固定在动力吸振器1表面上；将激振力锤8的力传感器10信号输出端和ICP型加速度传感器9的输出端均与数据采集单元11对应输入端连接，数据采集单元11与数据分析单元12的计算机通过网线连接；

S3、信号标定，打开计算机中的频响分析软件，用激振力锤8敲击动力吸振器1本体，标定激振力锤8激励力信号和动力吸振器1的加速度响应信号，以形成设定信号强度的筛选；

S4、测试及数据处理分析，沿动力动力吸振器1轴线的垂直方向，利用激振力锤8采用捶击法对动力吸振器1本体进行模态响应测试，根据测试得到的加速度频率响应函数，利用半功率法获取动力吸振器1的频率、阻尼比等动态响应参数。

其中，在所述动力吸振器1安装步骤前，包括制作外径与所述动力吸振器1内孔相适应的所述圆形芯轴2；在所述动力吸振器1安装步骤中，包括用卡箍5将所述动力吸振器1固定连接在所述圆形芯轴2上；在所述数据采集及分析系统连接的步骤中，包括通过粘结胶或石蜡类封蜡方式将ICP型加速度传感器9固定在动力吸振器1表面上。

其中，当制作的圆形芯轴2为圆杆型时，圆形芯轴2由三爪卡盘3夹持固定，且在其直径小于圆形芯轴2的端部可穿过支撑座4的竖直边；当制作的圆形芯轴2为圆管型时，其由三爪卡盘3胀持固定。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置，包括用于装设动力吸振器（1）的圆杆型或圆管型圆形芯轴（2）；其特征在于，所述圆形芯轴（2）通过两端的三爪卡盘（3）的三爪（3a）对应采用夹持或胀持方式固定成水平状态，两三爪卡盘（3）分别固定连接在两支撑座（4）的竖直边上，两支撑座（4）由水平边通过螺栓（6）固定连接在工作台（7）上；所述工作台（7）上设有贯穿工作台（7）侧面的多条T形槽，多条T形槽呈纵横交错的井字形分布；所述螺栓（6）呈与所述T形槽形成滑动的配合T形头结构，其中，T形头呈两级台阶结构，台阶下段（6a）位于所述T形槽的底部宽槽段，台阶上段（6b）与T形槽的上部窄槽段滑动配合。

2.根据权利要求1所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置，其特征在于，所述支撑座（4）呈“⊥”形结构，支撑座（4）的竖直边两侧与水平边之间通过三角形加强筋（4a）焊接。

3.根据权利要求1或2所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置，其特征在于，所述支撑座（4）上的三爪卡盘（3）连接部设有用于三爪卡盘（3）的定心的凸台，凸台外周分布有多个螺栓过孔；三爪卡盘（3）由卡盘座（3b）通过连接螺栓（31）固定连接支撑座（4）上；凸台中部形成有一凸台通孔，该凸台通孔与三爪卡盘（3）的卡盘座（3b）上设有的卡盘通孔同轴线，且凸台通孔直径大于或等于卡盘通孔直径。

4.一种车辆传动系统动力吸振器动态特性测试方法，该方法利用权利要求1～3中任一项所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试装置和数据采集及分析系统进行测试，其特征在于，包括以下步骤：

S1、动力吸振器（1）安装，包括将待测的动力吸振器（1）按照车辆上实际安装方式固定连接在圆形芯轴（2）上；将圆形芯轴（2）分别通过两端的两个三爪卡盘（3）的三爪（3a）定位；调整支撑座（4）位置使三爪卡盘（3）处于圆形芯轴（2）轴向的设定位置，并通过三爪卡盘（3）和螺栓（6）分别形成对圆形芯轴（2）和支撑座（4）的固定；

S2、数据采集及分析系统连接，包括将ICP型加速度传感器（9）固定在动力吸振器（1）表面上；将激振力锤（8）的力传感器（10）信号输出端和ICP型加速度传感器（9）的输出端均与数据采集单元（11）对应输入端连接，数据采集单元（11）与数据分析单元（12）的计算机通过网线连接；

S3、信号标定，打开计算机中的频响分析软件，用激振力锤（8）敲击动力吸振器（1）本体，标定激振力锤（8）激励力信号和动力吸振器（1）的加速度响应信号，以形成设定信号强度的筛选；

S4、测试及数据处理分析，沿动力动力吸振器（1）轴线的垂直方向，利用激振力锤（8）采用捶击法对动力吸振器（1）本体进行模态响应测试，根据测试得到的加速度频率响应函数，利用半功率法获取动力吸振器（1）的频率、阻尼比动态响应参数。

5.根据权利要求4所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试方法，其特征在于，在所述动力吸振器（1）安装步骤中，包括用卡箍（5）将所述动力吸振器（1）固定连接在所述圆形芯轴（2）上。

6.根据权利要求4所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试方法，其特征在于，在所述数据采集及分析系统连接的步骤中，包括通过封蜡或粘结胶方式将ICP型加速度传感器（9）固定在动力吸振器（1）表面上。

7.根据权利要求4～6中任意一项所述的车辆传动系统动力吸振器动态特性测试方法，其特征在于，在所述动力吸振器（1）安装步骤前，还包括制作外径与所述动力吸振器（1）内孔相适应的所述圆形芯轴（2）。