CN106932181A - 一种动力总成悬置参数辨识实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力总成悬置参数辨识实验装置，用于对悬置元件的参数测试，该装置包括液压缸、辨识腔、悬置元件夹具、液压缸载荷施加机构及用于检测辨识腔内压力的压力传感器，所述的液压缸载荷施加机构与液压缸的缸杆连接，所述的辨识腔与液压缸通过液压管道连接，所述的悬置元件夹具对悬置元件进行夹持，并与辨识腔连接。与现有技术相比，本发明密封性好，通用性强，能够准确地辨识出液压悬置或主动悬置的相关参数，为悬置的开发提供有效帮助。

Description

一种动力总成悬置参数辨识实验装置

技术领域

本发明属于动力总成悬置领域，具体涉及一种动力总成悬置参数辨识实验装置。

背景技术

悬置的性能对汽车乘坐舒适性有着重要的影响，它的性能好坏直接关系到发动机振动向车体的传递，影响整车的NVH(Noise,Vibration and Harshness)特性。液压悬置及主动悬置由于其良好的隔振性能，目前被广泛运用。

在悬置的开发过程中，悬置参数的准确性会对其动特性、控制算法、隔振性能等方面的研究产生影响。因而很有必要为液压悬置及主动悬置中一些关键参数，如等效活塞面积、上液室体积柔度、惯性通道液体惯量、层流及紊流阻尼的辨识设计一套实验装置。

然而，在目前已有的悬置参数识别装置中，上海交通大学及加拿大Waterloo大学的实验装置存在拼接部件过多的现象，不利于密封，并且在橡胶主簧的载荷施加方面精度较低。其他部分国内外实验装置对液体体积的测量采用了量筒，准确性较低，并且无法对惯性通道参数进行实验测量。因而设计一种密封性良好，高精度的液压悬置及主动悬置参数辨识装置是很有意义的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有密封性好、准确性高、通用性强的动力总成悬置参数辨识实验装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种动力总成悬置参数辨识实验装置，用于对悬置元件的参数测试，该装置包括液压缸、辨识腔、悬置元件夹具、液压缸载荷施加机构及用于检测辨识腔内压力的压力传感器，所述的液压缸载荷施加机构与液压缸的缸杆连接，所述的辨识腔与液压缸通过液压管道连接，所述的悬置元件夹具对悬置元件进行夹持，并与辨识腔连接。

作为优选的技术方案，所述的悬置元件为橡胶主簧或惯性通道。

作为优选的技术方案，当所述的悬置元件为橡胶主簧时，所述的辨识腔为顶部敞口的下辨识腔，夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在该下辨识腔的顶部，并对下辨识腔的顶部进行封闭，悬置元件的顶部连接有悬置元件载荷施加机构，所述的压力传感器用于测试下辨识腔内的压力。

作为进一步优选的技术方案，所述的下辨识腔为一体成型结构，下辨识腔的上表面设有密封槽，所述的悬置元件夹具通过设置在该密封槽中的密封圈与下辨识腔密封连接。

采用液下灌液的方式对辨识腔进行充液，使辨识腔的腔内、液压管道及液压缸内充满乙二醇与水的混合溶液，灌液密封后的辨识腔与液压缸分别固定。实验时，液压缸载荷施加机构和悬置元件载荷施加机构可分别向液压缸及橡胶主簧施加位移载荷，使液体在辨识腔及液压缸之间流动。根据施加的位移、腔内压力等数据来计算等效活塞面积及上液室体积柔度。

下辨识腔采用一体成型结构可以避免部件拼装引起的密封差、装置漏液等情况。

作为优选的技术方案，当所述的悬置元件为惯性通道时，所述的辨识腔由顶部敞口的下辨识腔和底部敞口的上辨识腔组成，夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在上辨识腔与下辨识腔之间，所述的上辨识腔和下辨识腔通过惯性通道连通，所述的压力传感器设有两个，分别用于测试上辨识腔和下辨识腔内的压力。

作为进一步优选的技术方案，所述的上辨识腔由上辨识腔侧壁和密封盖拼装成型，所述的上辨识腔侧壁为一体成型结构，所述的下辨识腔为一体成型结构，所述的下辨识腔上表面设有密封槽，所述的悬置元件夹具通过设置在该密封槽中的密封圈与下辨识腔密封连接，所述的上辨识腔下表面设有密封槽，所述的悬置元件夹具通过设置在该密封槽中的密封圈与上辨识腔密封连接，所述的上辨识腔侧壁的上表面设有密封槽，所述的密封盖通过设置在该密封槽中的密封圈与上辨识腔侧壁密封连接。

上辨识腔由上辨识腔侧壁和密封盖拼装成型，方便采用液下灌液的方法对辨识腔进行充液。

采用液下灌液的方式对辨识腔进行充液，辨识腔内的液体(乙二醇与水的混合混合溶液)没过惯性通道，但低于上密封腔的顶部。灌液密封后的辨识腔与液压缸分别固定。实验时，液压缸载荷施加机构可向液压缸施加精确的位移载荷，使液体在辨识腔及液压缸之间流动。根据液压缸载荷施加机构作动端的位移、上、下辨识腔内压力等数据计算惯性通道参数。

作为优选的技术方案，所述的悬置元件夹具包括上夹具和下夹具，所述的下夹具与辨识腔连接，所述的上夹具和下夹具均具有中空部，横截面均呈圆环状，并且上夹具和下夹具同轴设置，该悬置元件夹具通过穿设在上夹具和下夹具上的多个夹具螺栓将悬置元件固定在上夹具和下夹具之间，并使悬置元件位于上夹具和下夹具的中空部处。

通过该悬置元件夹具，可以使橡胶主簧和惯性通道在辨识腔中模拟其在动力总成悬置中的安装状态，使得实验数据尽可能准确。

作为优选的技术方案，所述的下夹具的上表面设有密封槽，所述的悬置元件通过设置在密封槽中的悬置元件密封圈与下夹具密封连接，所述的夹具螺栓通过套设于其上的螺栓密封圈与下夹具密封连接，所述的螺栓密封圈的下表面通过套设在夹具螺栓上的密封螺母与下夹具的上表面贴合，实现密封。

通过上述密封措施，能够进一步提升装置的密封性能，提高结果的可靠性。

作为优选的技术方案，所述的液压缸载荷施加机构为材料试验机，该材料试验机的作动头与液压缸的缸杆连接。

作为优选的技术方案，所述的悬置元件载荷施加机构为材料试验机，该材料试验机的作动头与橡胶主簧的顶部连接。

将材料试验机作为载荷施加机构，载荷施加精度高，能够有效提高实验精度。

与现有技术相比，本发明通过将悬置元件固定在悬置元件夹具上，并与辨识腔连接，模拟悬置元件处于动力总成悬置中时的状态，该装置可用于辨识液压悬置、半主动悬置或主动悬置的等效活塞面积、上液室体积柔度及惯性通道层流、紊流阻尼等参数。该装置密封性好，通用性强，精度较高。

附图说明

图1为实施例1的动力总成悬置参数辨识的实验装置的结构示意图，用于等效活塞面积及上液室体积柔度辨识；

图2为下辨识腔的结构示意图；

图3为实施例1的下夹具的结构示意图；

图4为上夹具的结构示意图；

图5为实施例1中悬置元件夹具夹持橡胶主簧时的结构示意图；

图6为辨识腔固定夹具的结构示意图；

图7为液压缸固定夹具的结构示意图；

图8为实施例2的动力总成悬置参数辨识的实验装置的结构示意图，用于惯性通道参数辨识；

图9为实施例2的下夹具的结构示意图；

图10为实施例2中悬置元件夹具夹持惯性通道时的结构示意图；

图11为上辨识腔的结构示意图；

图12为密封盖的结构示意图。

图中，101为下辨识腔，1011为下辨识腔下凸台通孔，1012为下辨识腔下凸台侧面螺纹孔，1013为下辨识腔压力传感器安装螺纹孔，1014为下辨识腔上凸台通孔，1015为下辨识腔上凸台密封槽，102为上辨识腔，1021为上辨识腔压力传感器安装螺纹孔，1022为上辨识腔下凸台通孔，1023为上辨识腔上凸台通孔，1024为上辨识腔上凸台密封槽，1025为上辨识腔下凸台密封槽，103为密封盖，1031为密封盖通孔，2为液压缸，3为液压连接管，401为上夹具，4011为上夹具通孔，402为下夹具，4021为悬置元件固定螺纹孔，4022为下夹具通孔，4023为下夹具第一道密封槽，4024为下夹具第二道密封槽，403为密封螺母，404为螺栓密封圈，5为中空部，601为下辨识腔压力传感器，602为上辨识腔压力传感器，7为液体，8为辨识腔固定夹具，801为辨识腔固定夹具通孔，802为辨识腔固定夹具沉孔，9为液压缸固定夹具，901为液压缸固定夹具通孔，902为液压缸固定夹具沉孔，11为液压缸载荷施加机构，1101为液压缸载荷施加机构的作动头，12为悬置元件载荷施加机构，1201为悬置元件载荷施加机构的作动头，13为橡胶主簧，14为惯性通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种动力总成悬置参数辨识实验装置，如图1所示，用于对悬置元件的参数测试，该装置包括液压缸2、辨识腔、悬置元件夹具、液压缸载荷施加机构11及用于检测辨识腔内压力的压力传感器，液压缸载荷施加机构11与液压缸2的缸杆连接，辨识腔与液压缸2通过液压管道3连接，悬置元件夹具对悬置元件进行夹持，并与辨识腔连接。

本实施例中的悬置元件为橡胶主簧13，如图1～2所示，辨识腔为顶部敞口的下辨识腔101，下辨识腔101为一体成型结构，夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在该下辨识腔101的顶部，并对下辨识腔101的顶部进行封闭，悬置元件的顶部连接有悬置元件载荷施加机构12。液压缸载荷施加机构11和悬置元件载荷施加机构12均采用材料试验机，液压缸载荷施加机构的作动头1101与液压缸2的缸杆连接，悬置元件载荷施加机构的作动头1201与橡胶主簧13的顶部连接。

悬置元件夹具包括上夹具401和下夹具402，下夹具与下辨识腔连接，上夹具401和下夹具402均具有中空部5，横截面均呈圆环状，并且上夹具401和下夹具402同轴设置，该悬置元件夹具通过穿设在上夹具401和下夹具402上的多个夹具螺栓将橡胶主簧13固定在上夹具401和下夹具402之间，并使橡胶主簧13位于上夹具401和下夹具402的中空部5处。下夹具402的上表面设有密封槽，橡胶主簧通过设置在密封槽中的悬置元件密封圈与下夹具402密封连接，夹具螺栓通过套设于其上的螺栓密封圈404与下夹具402密封连接，螺栓密封圈404的下表面通过套设在夹具螺栓上的密封螺母403与下夹具402的上表面贴合，实现密封，如图3～5所示。

具体地，

如图1所示的动力总成悬置参数辨识实验装置，用于等效活塞面积及上液室体积柔度辨识实验，下辨识腔101中充有液体7，液体7为乙二醇与水的混合溶液，下辨识腔101通过下辨识腔夹具8固定在一材料试验机上，液压缸2通过液压缸夹具9固定在另一材料试验机上。该实验装置搭建及使用的具体方法如下：

一、先通过液压管道3将下辨识腔101及液压缸2连通，液压管道的一端接入图2所示的下辨识腔下凸台侧面螺纹孔1012，另一端接入液压缸2缸体上的螺纹孔。为了保证下辨识腔101及液压缸2在安装到相应的材料试验机上时，两台试验机不会发生碰撞，要求液压管道3足够长。图2所示的下辨识腔101采用一体化的结构，而不是拼接结构，这样可以有效降低装置的密封难度。下识别腔压力传感器601的连接螺纹处缠上生料带后接入图2所示的下辨识腔压力传感器安装螺纹孔1013。

二、将连接好的下辨识腔101、液压管道3及液压缸2浸入乙二醇与水的混合溶液的液槽，液槽内液面高度应高于下辨识腔101加橡胶主簧13的高度。在液下通过悬置元件夹具将橡胶主簧13安装在下辨识腔101上。安装时先在液槽外，将O形橡胶密封圈分别装入图3所示的下夹具402的下夹具第一道密封槽4023和下夹具第二道密封槽4024，可采用工业胶水对其进行固定粘结，并将橡胶主簧13压在下夹具402上。然后将缠有生料带的夹具螺栓穿过图4所示的上夹具通孔4011，并在夹具螺栓上依次套入密封螺母403及螺栓密封圈404，它们的位置先停留在夹具螺栓的中上部。将上夹具401压在橡胶主簧13上方，通过将夹具螺栓旋入下夹具402的悬置元件固定螺纹孔4021，压紧橡胶主簧13。橡胶主簧13压紧在上下夹具之间后，可将夹具螺栓上的密封螺母403下旋，直至螺栓密封圈404压紧在下夹具402上，可以起到进一步密封作用。最终装配完的悬置元件夹具与橡胶主簧13的结构如图5所示。在液槽中的液下，将夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在下辨识腔101上，具体方法为：先将O型橡胶密封圈填入下辨识腔101的下辨识腔上凸台密封槽1015，密封圈可用工业胶水进行粘结固定，然后将下夹具402压在下辨识腔101上，螺栓穿过下辨识腔上凸台通孔1014及下夹具通孔4022，将橡胶主簧13、悬置元件夹具及下辨识腔101装夹在一起。

三、将图6及图7所示的辨识腔固定夹具8及液压缸固定夹具9分别先装夹在两台材料试验机上。辨识腔固定夹具8为具有一定厚度的方形板，安装时将螺栓穿过中心的辨识腔固定夹具沉孔802，旋入材料试验机上对应的螺纹孔。液压缸固定夹具9为长方形板，安装时同样将螺栓穿过中心的液压缸固定夹具沉孔902，旋入材料试验机对应的螺纹孔。

四、将灌液密封后的下辨识腔101、液压管道3及液压缸2，从液槽中抬出，通过螺栓穿过下辨识腔下凸台通孔1011及辨识腔固定夹具通孔801将下辨识腔101固定在一台材料试验机上；通过将螺栓穿过液压缸法兰通孔及液压缸固定夹具通孔901，将液压缸2固定在另一材料试验机上。液压缸2及橡胶主簧13与相应的材料试验机作动头的连接通过夹具实现连接。

五、装置装夹完成后，可以开始进行参数辨识实验。实验时，分别通过两台试验机的作动头给液压缸2及橡胶主簧13施加不同的位移载荷及力载荷，使液体可以在辨识腔及液压缸2之间流动，压力传感器记录腔内的压力变化情况。根据试验机作动端的位移、腔内压力等数据计算等效活塞面积及上液室体积柔度。

实施例2

本实施例的动力总成悬置参数辨识实验装置，该装置包括液压缸2、辨识腔、悬置元件夹具、液压缸载荷施加机构11及用于检测辨识腔内压力的压力传感器，液压缸载荷施加机构11与液压缸2的缸杆连接，辨识腔与液压缸2通过液压管道3连接，悬置元件夹具对悬置元件进行夹持，并与辨识腔连接。

本实施例中的悬置元件为惯性通道14，辨识腔由顶部敞口的下辨识腔101和底部敞口的上辨识腔102组成，夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在上辨识腔102与下辨识腔101之间，上辨识腔102和下辨识腔101通过惯性通道14连通，、压力传感器设有两个，分别用于测试上辨识腔102和下辨识腔101内的压力。

具体地，如图1所示的动力总成悬置参数辨识实验装置，用于惯性通道参数辨识实验，如图8所示，辨识腔通过辨识腔固定夹具8固定在一材料试验机上，液压缸通过液压缸固定夹具9固定在另一材料试验机上。该实验装置搭建及使用的具体方法如下：

一、先通过液压管道3将下辨识腔101及液压缸2连通，这里使用的液压管道3、下辨识腔101及液压缸2与等效活塞面积辨识所用相同。将下辨识腔压力传感器601的连接螺纹处缠上生料带后接入图2所示的下辨识腔压力传感器安装螺纹孔1013。

二、将连接好的下辨识腔101、液压管道3及液压缸2浸入乙二醇与水混合溶液的液槽，液槽内液体高度应略高于下辨识腔101加惯性通道14的高度。在液槽外先拼装惯性通道14及悬置元件夹具。悬置元件夹具与实施例1的悬置元件夹具基本相同，不同之处在于，该悬置元件夹具的中空部5与惯性通道相匹配，下夹具402的上表面设有下夹具单道密封槽4025，密封槽的道数及位置根据其所夹持的悬置元件而不同，从而与悬置元件配合，达到最好的密封效果。安装时先在液槽外，将O形橡胶密封圈分别装入图9所示的下夹具单道密封槽4025内，可用工业胶水对其进行粘结固定，并将惯性通道14压在下夹具402上。然后将缠有生料带的夹具螺栓穿过图4所示的上夹具通孔4011，并在夹具螺栓上依次套入密封螺母403及螺栓密封圈404，它们的位置先停留在夹具螺栓的中上部。将上夹具501压在惯性通道14上方，通过将夹具螺栓旋入下夹具402的悬置元件固定螺纹孔4021，压紧惯性通道14。惯性通道14压紧在上下夹具之间后，可将夹具螺栓上的密封螺母403下旋，直至螺栓密封圈404压紧在下夹具402上，可以起到进一步密封作用。最终装配完的夹具与惯性通道如图10所示。在液槽的液下，将惯性通道14固定在下辨识腔101上，具体方法为：先将O型橡胶密封圈填入下辨识腔上凸台密封槽1015，使用工业胶水将其固定，然后将下夹具402压在下辨识腔101上，螺栓穿过下辨识腔上凸台通孔1014及下夹具通孔4022，将惯性通道14、悬置元件夹具及下辨识腔101装夹在一起。

四、悬置元件夹具安装完成后，固定图11所示的上辨识腔102。上辨识腔102是个中空的圆柱形，顶部带有密封盖103，中空的圆柱形采用一体化设计，以此提升装置的密封性。先将上辨识腔压力传感器602的连接螺纹处缠上生料带后接入图11所示的上辨识腔压力传感器安装螺纹孔1021，两个压力传感器基本处于同一竖直线上，将O型密封圈装入上辨识腔下凸台密封槽1025，并用工业胶水进行粘结固定。然后将上辨识腔102放入液槽，并压在下夹具上402。螺栓穿过上辨识腔下凸台通孔1022，下夹具通孔4022，旋入下辨识腔上凸台通孔1014，将上辨识腔102固定，此时辨识腔内的液体高度应高于惯性通道14，但距离上辨识腔102的顶面还有60mm左右的距离。在上辨识腔上凸台密封槽1024内装入O型橡胶密封圈，并用工业胶水将其粘结固定，然后将图12所示的密封盖103压在上辨识腔102上，螺栓穿过密封盖通孔1031并旋入上辨识腔上凸台通孔1023将其固定。

五、采用与实施例1基本相同的方法，将辨识腔及液压缸2分别固定在两台材料试验机上(本实施例中辨识腔不一定非要装在材料试验机上，只要固定即可，本实施例只是为了方便起见，将其装在材料试验机上)。装置装夹完成后，可以开始进行参数辨识实验。实验时，材料试验机的作动头给液压缸位移载荷，使液体可以在辨识腔及液压缸2之间流动，两个压力传感器记录上下腔内的压力变化情况。根据试验机作动端的位移、腔内压力等数据计算惯性通道液体惯量、层流及紊流阻尼。

如上所述，对本发明实施例进行了详细的说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果能有很多变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力总成悬置参数辨识实验装置，用于对悬置元件的参数测试，其特征在于，该装置包括液压缸、辨识腔、悬置元件夹具、液压缸载荷施加机构及用于检测辨识腔内压力的压力传感器，所述的液压缸载荷施加机构与液压缸的缸杆连接，所述的辨识腔与液压缸通过液压管道连接，所述的悬置元件夹具对悬置元件进行夹持，并与辨识腔连接。

2.根据权利要求1所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的悬置元件为橡胶主簧或惯性通道。

3.根据权利要求2所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，当所述的悬置元件为橡胶主簧时，所述的辨识腔为顶部敞口的下辨识腔，夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在该下辨识腔的顶部，并对下辨识腔的顶部进行封闭，悬置元件的顶部连接有悬置元件载荷施加机构，所述的压力传感器用于测试下辨识腔内的压力。

4.根据权利要求3所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的下辨识腔为一体成型结构，下辨识腔的上表面设有密封槽，所述的悬置元件夹具通过设置在该密封槽中的密封圈与下辨识腔密封连接。

5.根据权利要求2所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，当所述的悬置元件为惯性通道时，所述的辨识腔由顶部敞口的下辨识腔和底部敞口的上辨识腔组成，夹持有悬置元件的悬置元件夹具固定在上辨识腔与下辨识腔之间，所述的上辨识腔和下辨识腔通过惯性通道连通，所述的压力传感器设有两个，分别用于测试上辨识腔和下辨识腔内的压力。

6.根据权利要求5所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的上辨识腔由上辨识腔侧壁和密封盖拼装成型，所述的上辨识腔侧壁为一体成型结构，所述的下辨识腔为一体成型结构，所述的下辨识腔上表面设有密封槽，所述的悬置元件夹具通过设置在该密封槽中的密封圈与下辨识腔密封连接，所述的上辨识腔下表面设有密封槽，所述的悬置元件夹具通过设置在该密封槽中的密封圈与上辨识腔密封连接，所述的上辨识腔侧壁的上表面设有密封槽，所述的密封盖通过设置在该密封槽中的密封圈与上辨识腔侧壁密封连接。

7.根据权利要求1～6任一所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的悬置元件夹具包括上夹具和下夹具，所述的下夹具与辨识腔连接，所述的上夹具和下夹具均具有中空部，横截面均呈圆环状，并且上夹具和下夹具同轴设置，该悬置元件夹具通过穿设在上夹具和下夹具上的多个夹具螺栓将悬置元件固定在上夹具和下夹具之间，并使悬置元件位于上夹具和下夹具的中空部处。

8.根据权利要求7所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的下夹具的上表面设有密封槽，所述的悬置元件通过设置在密封槽中的悬置元件密封圈与下夹具密封连接，所述的夹具螺栓通过套设于其上的螺栓密封圈与下夹具密封连接，所述的螺栓密封圈的下表面通过套设在夹具螺栓上的密封螺母与下夹具的上表面贴合，实现密封。

9.根据权利要求1所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的液压缸载荷施加机构为材料试验机，该材料试验机的作动头与液压缸的缸杆连接。

10.根据权利要求1所述的一种动力总成悬置参数辨识实验装置，其特征在于，所述的悬置元件载荷施加机构为材料试验机，该材料试验机的作动头与橡胶主簧的顶部连接。