CN109459128A - 一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，包括：轨道，轨道上设置移动小车；轨道的尾段穿过固定在地面上的噪音检测装置；移动小车上通过固定件可拆卸的固定燃油箱；移动小车上固定人机交互装置、电气控制装置和原点检测传感器；电气控制装置包括伺服控制器和PLC运动控制器；伺服控制器，用于在PLC运动控制器的控制下，控制移动小车运动；原点检测传感器用于感应轨道上原点位置处的感应块以检测移动小车是否复位至原点位置；人机交互装置与PLC运动控制器信号连接。本发明操作简单、测试效率及精度高、干扰噪音小，无需对设备进行调整，直接在人机交互装置上改变设置参数。

Description

一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统

技术领域

本发明属于汽车性能检测领域，尤其涉及一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统。

背景技术

汽车燃油箱油液晃动噪声是汽车行驶过程中的噪声源之一，往往被发动机噪声和其他主要噪声所覆盖。在汽车加速、刹车或转向时，燃油箱里的油液因惯性与油箱产生相对运动，撞击油箱内壁产生振动，形成噪声传递至车内。近年来，随着整车NVH性能的不断提高，特别是发动机启停技术的应用和混合动力汽车的推出，车内噪声水平不断降低。在汽车刹车停止过程中，油液晃动噪声变得相对明显，引起普遍关注。

目前燃油箱油液晃动噪声评价主要包括油液晃动CAE仿真分析、油箱台架噪声测试实验和整车行车噪声实验。CAE仿真分析精度低，只能作为辅助评价方式。整车行车噪声实验在车辆开发后期，重复实验成本高、周期长、效率低。而油箱台架噪声测试实验可缩短燃油箱开发周期、提高开发效率、降低开发成本，因此油箱台架噪声测试实验在燃油箱客观评价实验中极为重要。

然而现有油液晃动噪声测试台架操作复杂、效率低、精度差。麦克风固定在滑行小车上，易受风噪和固定支架振动干扰，且不能直接模拟水平路面工况和含有匀速运行过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，以克服现有技术的不足，本发明能够使燃油箱按照设定的加速度、速度等运动曲线参数，获得相应的移动速度，然后按照设定的减速度参数模拟汽车驾驶刹车，操作简单、效率和测试精度高。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，包括：轨道，所述轨道上设置移动小车；所述轨道的尾段穿过固定在地面上的噪音检测装置；

所述移动小车上通过固定件可拆卸的固定燃油箱；所述移动小车上固定人机交互装置、电气控制装置和原点检测传感器；

所述电气控制装置包括伺服控制器和PLC运动控制器；所述伺服控制器，用于在所述PLC运动控制器的控制下，控制移动小车运动；

所述原点检测传感器用于感应轨道上原点位置处的感应块以检测移动小车是否复位至原点位置；

所述人机交互装置与所述PLC运动控制器信号连接。

优选地，所述噪音检测装置包括支架和固定在所述支架上的麦克风、声音采集处理模块和显示模块；

所述支架设置在地面上且横跨所述轨道；

所述声音采集处理模块用于检测并处理燃油箱的噪声信号；

所述显示模块用于显示声音采集处理模块传递的信号。

优选地，进一步包括在轨检测传感器；所述在轨检测传感器为接近开关。

优选地，进一步包括安全触边开关；所述安全触边开关固定在所述移动小车的前端和后端；所述安全触边开关伸出所述移动小车的左侧和右侧；所述安全触边开关受到垂直压力时，发出信号至所述PLC运动控制器；所述PLC运动控制器发出指令至所述伺服控制器，所述伺服控制器控制移动小车停止。

优选地，进一步包括油压缓冲器；油压缓冲器设置在所述轨道的首端和尾端；当移动小车移动到轨道的首端或尾端未停止时，所述油压缓冲器撞击所述安全触边开关，所述安全触边开关通过PLC运动控制器和伺服控制器控制移动小车停止。

优选地，进一步包括弹性垫；所述弹性垫设置在所述轨道的底部且用于铺设所述轨道。

优选地，进一步包括报警模块；所述报警模块固定在移动小车上并与PLC 运动控制器电连接。

优选地，所述移动小车包括车轮；所述车轮为U型辊轮，所述车轮包括铝合金轮毂和PU聚氨酯轮圈。

优选地，所述固定件包括收紧捆扎带和吊环螺栓；所述吊环螺栓安装在所述移动小车上；所述收紧扎带的两端固定在所述吊环螺栓上并跨过所述燃油箱。

优选地，所述轨道为可拼接式轨道；所述轨道包括分别位于首端和尾端的端部轨道和中间轨道；所述端部轨道和中间轨道通过销轴和锁扣连接。

与现有技术相比，本发明的优点为：本发明操作简单、测试效率及精度高、干扰噪音小，无需对设备进行调整，直接在人机交互装置上改变设置参数，即可获得需要的加速度、速度和减速度等测试参数；由于采用伺服驱动技术，相同的运动参数情况下，移动小车的停止位置相同，因此噪音检测装置设置在地面上，无风噪和支架振动影响。

附图说明

图1为本发明汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统的立体图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的右视图。

其中，1-燃油箱；2-收紧捆扎带；3-吊环螺栓；4-移动小车；41-固定平台； 42-车架；43-主动轮组；44-从动轮组；45-安全触边开关；46-人机交互装置；47- 电气控制装置；48-在轨检测传感器；49-原点检测传感器；5-轨道；51-端部轨道； 52-中间轨道；53-油压缓冲器；54-可调节门闩式锁扣；55-感应块；6-弹性垫； 7-噪音检测装置；71-麦克风；72-支架。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

如图1～图4所示，一种汽车燃油箱1油液晃动噪声测试系统，包括：轨道 5、移动小车4、燃油箱1、噪音检测装置7、电气控制装置47、人机交互装置 46和原点检测传感器49。具体的，轨道5上设置移动小车4；轨道5的尾段穿过固定在地面上的噪音检测装置7；轨道5位于噪音检测装置7的下方；噪音检测装置7用于检测燃油箱1在运行过程中和停止后油液晃动噪声等级；移动小车4上通过固定件可拆卸的固定燃油箱1；具体的，固定件包括收紧捆扎带2和吊环螺栓3；吊环螺栓3安装在固定平台41上；收紧扎带的两端固定在吊环螺栓3上并跨过燃油箱1；移动小车4上固定人机交互装置46、电气控制装置47 和原点检测传感器49；在本实施例中，人机交互装置46固定在移动小车4的尾端；人机交互装置46与PLC运动控制器电连接；电气控制装置47固定在移动小车4的底部，电气控制装置47包括伺服控制器和PLC运动控制器；伺服控制器，用于在PLC运动控制器的控制下，控制移动小车4运动；原点检测传感器 49固定在移动小车4的底部，与移动小车4的纵向中心线偏移一定距离；原点检测传感器49用于感应轨道5上原点位置处的感应块55以检测移动小车4是否复位至原点位置以保证移动小车4复位至原点；原点检测传感器49用于检测移动小车4是否处于原点位置，只有当移动小车4处于原点位置时，才能按照用户设定的运行参数自动运行，以保证燃油箱1的运动参数不变的情况下，通过改变燃油箱1内的油体积等进行测试时，移动小车4的停止在噪音检测装置7 处且多个麦克风71分别位于燃油箱1的正中间位置。在本实施例中，感应块55 分别设置在轨道5的首尾端，作为移动小车4的原点位置；感应块55与轨道5 的纵向中心线偏移一定距离，其偏移距离与原点检测传感器49的偏移距离相等；首端感应块和尾端感应块偏移方向相反。因此，轨道5的首尾端均可做移动小车4的起始端，原点检测传感器49仅感应轨道5一端的感应块55，移动小车4 在回原点过程中不会受到另一端感应块55的干扰。

在本实施例中，噪音检测装置7包括支架72和固定在支架72上的麦克风 71、声音采集处理模块和显示模块；支架72设置在地面上且横跨轨道5；声音采集处理模块用于检测并处理燃油箱1的噪声信号；显示模块用于显示声音采集处理模块传递的信号。在本实施例中，噪音检测装置7设置在移动小车4运行停止位置；在本实施例以外的其他实施例中，可以根据测试需要，在移动小车4运行过程中还可以增设噪音检测装置7。移动小车4运行停止后，多个麦克风71分别处于燃油箱1的中心位置，即正上方、正前方、正左方和正右方，均设置麦克风71。

在本实施例中，进一步包括报警模块；报警模块固定在移动小车4上并与PLC运动控制器电连接。

在本实施例中，进一步包括在轨检测传感器48；在本实施例中，在轨检测传感器48为接近开关，在本实施例以外的其他实施例中，在轨检测传感器48 可以为光电开关；在轨检测传感器48用于检测移动小车4是否在轨道5上运行。当移动小车4脱离轨道5或轨道5上有异物导致在轨检测传感器48的检测信号发生变化时，轨检测传感器的检测信号将信号传递至PLC运动控制器，PLC运动控制器分别发出信号至伺服控制器和报警模块，伺服控制器控制移动小车4 将立即停止运行或无法启动，报警模块并发出报警。

在本实施例中，进一步包括安全触边开关45；安全触边开关45固定在移动小车4的前端和后端；安全触边开关45伸出移动小车4的左侧和右侧；安全触边开关45的尺寸范围超出移动小车4的尺寸；当移动小车4碰到人或障碍物时，安全触边开关45受到垂直压力时，其内部感应带的导电体相互接触，导致电阻和电流改变，安全触边开关45发出信号至PLC运动控制器；PLC运动控制器发出指令至伺服控制器，伺服控制器控制移动小车4停止或无法按启动，同时报警模块并发出报警，防止危险或事故发生。

在本实施例中，轨道5为可拼接式轨道；轨道5包括位分别位于首端和尾端的端部轨道51和中间轨道52；端部轨道51和中间轨道52通过销轴和可调节门闩式锁扣54连接。根据测试时移动小车4的运行距离，选择中间轨道52的使用数量。端部轨道51和中间轨道52由不锈钢管和方管等焊接加工制作而成。端部轨道51和中间轨道52拼接处的钢管内孔通过加工后，由销轴连接，一端与销轴过盈配合，一端与销轴间隙配合，保证轨道5拆装方便和拼接处径向偏差符合要求。端部轨道51和中间轨道52拼接后通过可调节门闩式锁扣54进行轴向固定。轨道5的首端和尾端两端分别设置了两个油压缓冲器53；当移动小车4移动到轨道5的首端或尾端未停止时，油压缓冲器53撞击安全触边开关45，安全触边开关45内部感应带的导电体相互接触，安全触边开关45发出信号至 PLC运动控制器，PLC运动控制器发出信号至伺服控制器和报警模块，伺服控制器控制移动小车4停止并发出报警，避免对装置、燃油箱1和人员造成伤害。

在本实施例中，进一步包括弹性垫6；弹性垫6设置在轨道5的底部且用于铺设轨道5。在本实施例中，轨道5放置在橡皮垫上。橡皮垫铺设在半消音室地面上，用于消除地面不平整对轨道5和移动小车4的影响。

在本实施例中，移动小车4包括固定平台41、车架42、车轮和驱动电机；固定平台41设置在车架42上并用于安装燃油箱1；车轮固定在车架42的底部；驱动电机驱动车轮运动，驱动电机固定在车架42上并与伺服控制器电连接。在本实施例中，车轮为U型辊轮，车轮包括铝合金轮毂和PU聚氨酯轮圈。轮圈包覆在铝合金轮毂上，材质为PU聚氨酯，其U型轮廓与可拼接轨道5的钢管直径匹配，以增大车轮与轨道5的粘滑系数，同时降低运行过程中的干扰噪声。固定平台41由铝合金板制成，通过沉头螺钉与车架42固定。固定平台41上设置一系列螺纹孔，用于安装吊环螺栓3。根据燃油箱1的尺寸和固定方向，确定吊环螺栓3的安装螺纹孔的位置，保证燃油箱1有效的固定在固定平台41上。车轮包括主动轮组43和从动轮组44。主动轮组43和从动轮组44通过螺栓和螺母固定在车架42上。主动轮组43由伺服电机、行星减速机、主动轮和安装支座组成。从动轮组44由从动轮、轴承、轴和底座组成。

在本实施例中，人机交互装置46是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介。用户可在人机交互装置46上选择移动小车4的运行模式，设置往复运行模式的往复次数，设置加速度、速度、匀速时间和减速度等运动参数，控制移动小车4回原点、前进、后退和按照设置参数自动运行，复位报警信息，查看历史速度曲线等。移动小车4的运行模式包括往复运行模式和单次运行模式。单次运行模式时，移动小车4按照运动曲线参数单方向从起点运行到终点。往复运行模式时，移动小车4按照运动曲线参数双向往复运行。设定运动参数后，人机交互装置46上会自动计算出移动小车4的运行距离，当计算出的运行距离超出轨道5的有效距离，报警模块会发出报警，要求重新设定运动参数。

本发明的工作原理为：测试时，先将弹性垫铺设在半消音室地面上，轨道5 在弹性垫上完成拼接，移动小车4放置在轨道5上，使用吊环螺栓3和收紧捆扎带2将燃油箱1固定在移动小车4上，噪声检测装置设置在移动小车4运行停止位置或其他测试位置，使每个麦克风71到燃油箱1表面距离相等或其他测试要求距离。燃油箱1内注入一定体积的燃油或燃油替代物。

移动小车4通电后，点击“回原点”按键使移动小车4回原点，并设置运行模式、加速度、速度、匀速时间和减速度等运动参数。在原点位置点击“启动”按键使移动小车4按照设定的运行模式和参数自动运行。燃油箱1跟随移动小车4加速、减速到停止运行过程中，内部液体因惯性与油箱产生相对运动，撞击油箱内壁产生振动噪声，被噪声检测装置准确记录。改变燃油箱1内的液体体积和燃油箱1的方向，重复测试。

综上，在本发明实施例提供的汽车燃油箱1油液晃动噪声测试系统中，该系统可有效模拟车辆刹车状况，之后得到量化的油箱表面振动状况和燃油晃动发声状况。燃油箱1油液晃动台架噪声评价实验对燃油箱1优化设计具有良好反馈，在产品开发阶段即能预测到燃油箱1的噪声水平，避免在开发后期阶段进行修改，可有效缩短开发周期、降低开发成本。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，包括：轨道，所述轨道上设置移动小车；所述轨道的尾段穿过固定在地面上的噪音检测装置；

所述移动小车上通过固定件可拆卸的固定燃油箱；所述移动小车上固定人机交互装置、电气控制装置和原点检测传感器；

所述电气控制装置包括伺服控制器和PLC运动控制器；所述伺服控制器，用于在所述PLC运动控制器的控制下，控制移动小车运动；

所述原点检测传感器用于感应轨道上原点位置处的感应块以检测移动小车是否复位至原点位置；

所述人机交互装置与所述PLC运动控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，所述噪音检测装置包括支架和固定在所述支架上的麦克风、声音采集处理模块和显示模块；

所述支架设置在地面上且横跨所述轨道；

所述声音采集处理模块用于检测并处理燃油箱的噪声信号；

所述显示模块用于显示声音采集处理模块传递的信号。

3.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，进一步包括在轨检测传感器；所述在轨检测传感器为接近开关。

4.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，进一步包括安全触边开关；所述安全触边开关固定在所述移动小车的前端和后端；所述安全触边开关伸出所述移动小车的左侧和右侧；所述安全触边开关受到垂直压力时，发出信号至所述PLC运动控制器；所述PLC运动控制器发出指令至所述伺服控制器，所述伺服控制器控制移动小车停止。

5.根据权利要求4所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，进一步包括油压缓冲器；油压缓冲器设置在所述轨道的首端和尾端；当移动小车移动到轨道的首端或尾端未停止时，所述油压缓冲器撞击所述安全触边开关，所述安全触边开关通过PLC运动控制器和伺服控制器控制移动小车停止。

6.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，进一步包括弹性垫；所述弹性垫设置在所述轨道的底部且用于铺设所述轨道。

7.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，进一步包括报警模块；所述报警模块固定在移动小车上并与PLC运动控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，所述移动小车包括车轮；所述车轮为U型辊轮，所述车轮包括铝合金轮毂和PU聚氨酯轮圈。

9.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，所述固定件包括收紧捆扎带和吊环螺栓；所述吊环螺栓安装在所述移动小车上；所述收紧扎带的两端固定在所述吊环螺栓上并跨过所述燃油箱。

10.根据权利要求1所述的汽车燃油箱油液晃动噪声测试系统，其特征在于，所述轨道为可拼接式轨道；所述轨道包括分别位于首端和尾端的端部轨道和中间轨道；所述端部轨道和中间轨道通过销轴和锁扣连接。