CN105547715B - 一种整车状态下车轮力传递函数测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种整车状态下车轮力传递函数测试方法，包括以下步骤：安装测试设备；布置轮心加速度计和胎顶加速度计；连接测试系统；计算轮心加速度计信号对力锤激励信号的传递函数；轮胎顶部加速度计信号对力锤激励信号的传递函数；计算车轮力传递函数。本发明可以一次性地获得车轮轮心位置处的三个方向激励力响应；尽可能地实现了通过激励车轮轮心来获得胎皮振动响应的目的，更加真实地模拟了车轮实际的受力方式；使得整个试验更加方便、接近实际。
Description
技术领域
本发明属于汽车NVH试验技术领域，尤其是涉及一种整车状态下车轮力传递函数测试方法及装置。
背景技术
随着我国汽车产量和汽车保有量的增加，我国汽车法规对汽车安全性能提出了更严格的要求，同时顾客对汽车的品质越来越关注，NVH(N-noise， V-vibration，H-Harshness)噪声振动舒适性逐渐成为决定汽车品质感最重要的指标。为了准确地定义与描述车辆NVH性能，汽车NVH试验技术应运而生。
车轮系统最主要的功能是传递作用在路面与悬架之间的力，并缓和汽车行驶过程中来自路面不平度产生的冲击振动，衰减由此引起的振动，以保证汽车的行驶平顺性及车内NVH性能。
整车状态下的车轮力传递函数测试方法，考虑了车身对车轮的预载作用，以及悬架系统对车轮的稳定与支撑作用，对于研究路面激励对车内NVH 影响更加具有指导意义。
现有的测试车轮力传递函数过程中存在两个难题：一是无法直接获取车轮近轮心位置处振动数值，二是力锤无法直接激振车轮近轮心位置处。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种整车状态下车轮力传递函数测试方法及装置，以实现触发一次即可获得近轮心位置处振动加速度与胎顶振动加速度数值，从而获得车轮力传递函数。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种整车状态下车轮力传递函数测试方法，包括如下步骤：
(1)测试设备安装：将实验车辆停在平整的水平面上，在车轮的轮毂处安装车轮力函数测试装置，车轮力传递函数测试装置包括与轮心同轴的圆盘以及安装在圆盘圆心位置的凸台，在凸台的顶面上布置轮心加速度计，在轮胎顶部胎顶加速度计，将轮心加速度计和胎顶加速度计通过连接线连接到数据采集器的输入端，同时将力触发装置连接到数据采集器的输入端，数据采集器的输出端通过连接线连接至计算机；
(2)计算轮心加速度计信号对力触发装置激励信号的传递函数 HX10/HY10/HZ10以及胎顶加速度计信号对力触发装置激励信号的传递函数 HX20/HY20/HZ20：
用力触发装置分别锤击凸台的顶面、下边缘和右侧面，获得三个方向的力触发装置激励信号，同时利用数据采集器记录三个方向的力触发装置激励信号HX0/HY0/HZ0，以及轮心加速度计在三个方向的响应信号HX1/HY1/HZ1，以及轮胎顶部加速度计在三个方向的响应信号HX2/HY2/HZ2，用轮心加速度计响应信号与力触发装置激励信号的比值表示轮心点对力触发装置激励信号的传递函数HX10/HY10/HZ10，用胎顶加速度计响应信号与力触发装置激励信号的比值表示胎顶加速度计信号对力锤激励信号的传递函数HX20/HY20/HZ20；
(3)按照下式计算得到车轮轮心到轮胎顶部胎面的力传递函数，即车轮力传递函数：
进一步的，所述步骤(1)中轮心加速度计安装在凸台的圆心处，并且轮心加速度计的几何中心与圆盘的圆心共轴，胎顶加速度计位于车轮胎顶与胎皮相切位置。
相对于现有技术，本发明所述一种整车状态下车轮力传递函数测试方法具有以下优势：
(1)车轮力传递函数测试装置使得力触发位置与轮心加速度计尽可能靠近地轮心，仅需要布置2个振动加速度计，力锤仅需作用1次即可获得轮心加速度响应、胎顶加速度响应，从而得到车轮力传递函数；
(2)考虑到车轮轮毂结构形状的差异性，该方法可以确保每次激励位置为车轮轮心所在轴与激励位置处加速度计位置的一致性；
(3)设计了一套与车轮连接的力传递函数测试装置，该装置主要解决了车轮隔振测试的两个关键问题，其一可以一次性地获得车轮轮心位置处的三个方向激励力响应；其二，尽可能地实现了通过激励车轮轮心来获得胎皮振动响应的目的，更加真实地模拟了车轮实际的受力方式；使得整个试验更加方便、接近实际；
(4)整车状态下车轮力传递函数测试方法更加接近车轮实际受到载荷情况，针对性较强。
本发明的另一目的在于提出一种整车状态下车轮力传递函数测试装置，以实现触发一次即可获得近轮心位置处振动加速度与胎顶振动加速度数值，从而获得车轮力传递函数。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种整车状态下车轮力传递函数测试装置，包括试验车辆、安装在试验车辆车轮轮毂处的车轮力传递函数测试装置、安装在车轮力传递函数测试装置上的轮心加速度计、安装在车轮胎顶处的胎顶加速度计、力触发装置、数据采集器以及计算机；所述车轮力传递函数测试装置包括圆盘以及安装在圆盘圆心处的凸台，凸台圆心与圆盘圆心共轴；所述轮心加速度计、胎顶加速度计通过连接线连接到数据采集器的输入端；所述力触发装置连接至数据采集器的输入端；所述数据采集器的输出端连接所述计算机。
进一步的，所述圆盘通过内六角紧固螺栓与轮毂装配一起，所述圆盘上还设有微调连接孔，用于微调圆盘。
进一步的，所述轮心加速度计安装在凸台的圆心处，并且轮心加速度计的几何中心与圆盘的圆心共轴，胎顶加速度计位于车轮胎顶与胎皮相切位置。
进一步的，所述轮心加速度计为三轴加速度传感器。
进一步的，所述胎顶加速度计为三轴加速度传感器。
进一步的，所述轮心加速度计通过粘合胶与所述凸台相粘合。
进一步的，所述胎顶加速度计通过粘合胶与所述凸台相粘合。
进一步的，所述力触发装置为力锤。
所述一种整车状态下车轮力传递函数测试装置与上述一种整车状态下车轮力传递函数测试方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的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。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种整车状态下车轮力传递函数装置测试图；
图2为本发明实施例所述的车轮力传递函数测试装置的主视图；
图3为本发明实施例所述的车轮力传递函数测试装置的侧视图；
图4为本发明实施例所述的车轮力传递函数测试装置的装配主视图；
图5为本发明实施例所述的车轮力传递函数测试装置的装配侧视图；
图6为本发明实施例所述的连接体的结构示意图。
附图标记说明：
1-车轮力函数测试装置；2-轮心加速度计；3-胎顶加速度计；4-力锤； 5-数据采集器；6-计算机；10-盘体；11-连接体；12-紧固螺母；101-圆盘； 102-凸台；103-连接孔。
具体实施方式
需要说明的是，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示的一种整车状态下车轮力传递函数测试图，测试方法包括以下步骤：
(1)调整车辆车轮位置
将试验车辆移动至地面平整的实验室，尽量保证前后车轮两车轴所在平面平行于地面，使车辆待测车轮(后左车轮)状态与实际路面状态一致。
(2)安装车轮力传递函数测试装置1
车轮力传递函数测试装置1如图2、3所示，车轮力传递函数测试装置1 包括盘体10、连接体11以及紧固螺母12，盘体包括圆盘101、凸台102以及连接孔103，凸台102圆心与圆盘101圆心共轴，连接体11如图5所示；
车轮力传递函数测试装置1装配图如图3、4所示，采用车辆自带起重装置将车身支起，使后左车轮脱离地面，离地高度约5cm。将车轮5个紧固螺栓松开拿下后，将5个连接体11通过连接孔103与刹车盘自带螺栓连接并紧固，之后将盘体10按照连接孔103位置装上，通过紧固螺母12与连接体11连接螺纹之间的连接关系将盘体10与车轮轮毂紧密贴合在一起，使得车轮力传递函数测试装置1受到激励力可以通过载体盘体10传递到车轮本身。车轮力传递函数测试装置1安装之后，将后左车轮缓缓放下，使其接触到地面，移开起重装置。
(3)布置轮心与胎顶加速度计
布置车轮轮心加速度计2，将轮心加速度计2通过粘合剂粘结到盘体10 的凸台102平面上，轮心加速度计2为三轴加速度计传感器，轮心加速度计 2布置在凸台102的中心位置，使得轮心加速度计2的X向经过左后车轮轮心，平行于地面，朝向车头方向；轮心加速度计2的Y向沿着试验车辆两后车轮轮心方向，方向指向后右车轮方向；轮心加速度计2的Z向垂直于地面，方向竖直向上；
布置胎顶加速度计3，将胎顶加速度计3通过粘合剂粘结到轮胎胎顶位置，胎顶加速度计3为三轴加速度传感器，胎顶加速度计3布置在轮胎胎顶面，使得胎顶加速度计3的X向与轮心加速度计X向平行，指向相同，且胎顶加速度计3与胎顶相切；胎顶加速度计3的Y向与轮心加速度计2的Y向平行，指向相同，且胎顶加速度计3中心位置经过轮胎纵面中心线；胎顶加速度计3的Z向与轮心加速度计2的Z向平行，指向相同，且Z向与胎皮相切。
(4)连接测试系统
分别将轮心加速度计3与胎顶加速度计2连接到数据采集器5，同时将力锤4连接到数据采集器5，数据采集器5通过连接线连接计算机6，数据采集器5具有中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、可读写存储器(RAM)、屏幕显示器、键盘、与计算机接口，通过接口与计算机6连接。
(5)计算轮心点对力锤激励信号的传递函数HX10/HY10/HZ10以及胎顶加速度计信号对力锤激励信号的传递函数HX20/HY20/HZ20：
用力锤4分别锤击凸台102的X/Y/Z三个方向，凸台102的X/Y/Z三个方向与轮心加速度计2的X/Y/Z三个方向一致，获得力锤激励信号，同时利用数据采集器5记录力锤4激励信号HX0/HY0/HZ0，以及轮心加速度计的响应信号HX1/HY1/HZ1，以及胎顶加速度计信号的HX2/HY2/HZ2，用轮心加速度计的响应信号与力锤激励信号的比值表示轮心点对力锤的激励信号的传递函数 HX10/HY10/HZ10，用胎顶加速度计的响应信号与力锤的激励信号的比值表示胎顶加速度计的响应信号对力锤的激励信号的传递函数HX20/HY20/HZ20；
(6)按照下式计算得到车轮轮心到轮胎顶部台面的力传递函数，即车轮力传递函数：
本发明实施例提供了一种整车状态下车轮力传递函数测试方法，与其他轮胎车轮力传递函数测试方法相比较，本专利针对车轮力传递率测试设计一套车轮力传递函数测试装置，应用该装置简化了车轮力传递函数测试过程，仅需力锤敲击一次，即可获得车轮力传递函数；同时确保了每次测试获得车轮轮心位置处振动水平的稳定性；另外，车轮力传递函数测试装置使得X/Y/Z 三个方向的激振更加方便与准确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种整车状态下车轮力传递函数测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)测试设备安装：将实验车辆停在平整的水平面上，在车轮的轮毂处安装车轮力函数测试装置，车轮力传递函数测试装置包括与轮心同轴的圆盘以及安装在圆盘圆心位置的凸台，在凸台的顶面上布置轮心加速度计，在轮胎顶部胎顶加速度计，将轮心加速度计和胎顶加速度计通过连接线连接到数据采集器的输入端，同时将力触发装置连接到数据采集器的输入端，数据采集器的输出端通过连接线连接至计算机；
(2)计算轮心加速度计信号对力触发装置激励信号的传递函数HX10/HY10/HZ10以及胎顶加速度计信号对力触发装置激励信号的传递函数HX20/HY20/HZ20：
用力触发装置分别锤击凸台的顶面、下边缘和右侧面，获得三个方向的力触发装置激励信号，同时利用数据采集器记录三个方向的力触发装置激励信号HX0/HY0/HZ0，以及轮心加速度计在三个方向的响应信号HX1/HY1/HZ1，以及轮胎顶部加速度计在三个方向的响应信号HX2/HY2/HZ2，用轮心加速度计响应信号与力触发装置激励信号的比值表示轮心点对力触发装置激励信号的传递函数HX10/HY10/HZ10，用胎顶加速度计响应信号与力触发装置激励信号的比值表示胎顶加速度计信号对力锤激励信号的传递函数HX20/HY20/HZ20；
(3)按照下式计算得到车轮轮心到轮胎顶部胎面的力传递函数，即车轮力传递函数：
2.根据权利要求1所述的一种整车状态下车轮力传递函数测试方法，其特征在于：所述步骤(1)中轮心加速度计安装在凸台的圆心处，并且轮心加速度计的几何中心与圆盘的圆心共轴，胎顶加速度计位于车轮胎顶与胎皮相切位置。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180925 |