CN111351661A - 利用激振器评价转向管柱的敲击噪声的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用激振器评价转向管柱的敲击噪声的方法，该方法具有以下步骤：将转向管柱的外套管水平固定在测试台面上，并且保持转向管柱的转向轴沿轴向处于自由状态并且无负载；将激振器与转向管柱的转向轴的、用于安装方向盘的端部位置相连；确定激振器沿转向轴的径向加载转向轴的加载位置；在激振器加载转向管柱的位置的另一侧的对应位置处安放加速度传感器；使激振器以一定负载加载转向管柱，并且通过加速度传感器获得转向管柱的加速度振动幅度；以及将所获得的加速度振动幅度与已知的、无噪音转向管柱的标准加速度振动幅度进行比较，当所获得的加速度振动幅度大于无噪音转向管柱的标准加速度振动幅度时，断定转向管柱存在敲击噪声。

Description

利用激振器评价转向管柱的敲击噪声的方法

技术领域

本发明涉及汽车工业领域对零配件的检测方法，尤其是涉及一种利用激振器评价车辆的转向系统的转向管柱的敲击噪声的方法。

背景技术

车辆转向系统是用来改变或保持车辆行驶或倒退方向的一系列组件的组合。其中一个重要的组件是转向管柱，所述转向管柱设置在车辆的方向盘和车身之间，其主要作用是将驾驶员施加到方向盘上的转向力传递到转向传动轴上进而传递到转向横拉杆上，从而改变车辆行驶方向。所述转向管柱主要包括同轴地布置的外套管和转向轴。其中，所述外套管紧固在车身上；所述转向轴穿过所述外套管且可转动地支承在所述外套管的内壁上，所述转向轴的一端与方向盘相连，而另一端通过万向节与转向传动轴相连。

目前在乘用车上应用的转向系统通常是电子助力的转向系统，其通过由蜗轮蜗杆装置构成的、作用在所述转向轴上的驱动单元实现：驾驶员以较小的操作力完成车辆转向。转向管柱的转向轴穿过通过轴承支承在外套管内部，当所述外套管和所述转向轴之间由于制造误差或者装配误差而配合较松时，伴随转向轴相对于外套管的转动会产生敲击噪声。该敲击噪声会对车辆乘员的舒适性造成负面影响，并且在极端情况下影响驾驶安全性，因此在车辆出厂前通常要对这种敲击噪声进行检测，以确定相关部件的制造或者装配是否符合要求。

目前通常的检测方法是由检测人员在车间通过听辨的方式靠人工经验来判断所述转向管柱是否存在敲击噪声。由于敲击噪声并非在整个检测期间都存在，靠人工听辨方式费时费力、可靠性较低，并且由于每次进行检测的检测人员可能不同，所以造成检测可重复性差同时结果参考性差。

发明内容

针对上述现有检测方法的缺点，本发明的目的在于提供一种利用激振器评价转向管柱的敲击噪声的方法。该方法操作简单并且准确性和可靠性高。

所谓激振器是附加在机械和设备上用以产生激励力的设备，是一种利用机械振动产生致动力的设备。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。按激励型式的不同，激振器分为惯性式、电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等形式。激振器可产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激振力。

根据本发明提供了一种利用激振器评价转向管柱的敲击噪声的方法，其中，所述转向管柱包括同轴地设置外套管和转向轴，所述转向轴通过轴承、比如像圆锥辊子轴承或推力球轴承或滚针轴承等支承在所述外套管的内壁上并且可由驱动元件助力地相对于所述外套管转动。该方法具有以下步骤：

步骤一：将所述转向管柱的外套管水平固定在测试台面上，并且保持所述转向管柱的转向轴沿轴向处于自由状态并且无负载；

步骤二：将激振器与所述转向轴的、用于安装方向盘的端部位置相连；

步骤三：确定所述激振器沿所述转向轴的径向加载所述转向轴的加载位置，其中该加载位置距所述转向轴的用于安装方向盘的端部位置的距离是可调的；

步骤四：在所述转向轴的相对于所述加载位置的径向另一侧的对应位置处安放加速度传感器，其中安放加速度传感器的位置优选沿径向与所述加载位置处于同一水平线上，这时加速度传感器所接收到的激振信号最强，检测效果最佳；

步骤五：使所述激振器以一定负载加载所述转向管柱，并且通过所述加速度传感器获得所述转向管柱的加速度振动幅度；以及

步骤六：将所获得的加速度振动幅度与已知的、无噪音的转向管柱的标准加速度振动幅度进行比较，当所获得的加速度振动幅度大于无噪音的转向管柱的标准加速度振动幅度时，断定所述转向管柱存在敲击噪声。

根据本发明优选地，所述激振器是模态激振器。使用模态激振器可获得更精确的评价结果。

根据本发明的一种技术方案，所述激振器通过卡锁连接方式或者螺纹连接方式或者粘接连接方式与所述述转向管柱的转向轴连接。当然，其他的、可将所述激振器与所述转向管柱的转向轴固定连接的连接方式也落入本发明的保护范围中。

根据本发明的另一种技术方案，其特征在于，所述激振器加载所述转向管柱的加载位置位于所述转向轴上距所述端部位置5至20 厘米处、优选地位于所述转向轴上距所述端部位置10厘米处。

根据本发明优选地，所述激振器利用电压大约14±0.5V、电流大约0.1±0.02A的负载加载所述转向管柱。

根据本发明的一种优选的技术方案，可通过与所述加速度传感器相连的处理设备、比如计算机或绘图设备获得加速度振动幅度随时间变化的曲线。

根据本发明的另一种改进方案，可通过模数转换器将标准加速度振动幅度和所获得的加速度振动幅度数量化。由于在某些检测情况下，所获得的加速度振动幅度相对于标准加速度振动幅度的差异不容易由肉眼观测出，从而导致评价结果不准确，采用模数转换器将相关加速度振动幅度数字化或者说对敲击噪声进行量化处理可直观地判断是否存在敲击噪声。

根据本发明的另一种改进方案，根据本发明的方法还可以应用于检测所述转向管柱的转向轴的装配问题，比如转向轴上的滚针轴承发生异响的问题。这扩展了根据本发明的方法的适用领域。

附图说明

以下根据附图对本发明的实施方式进行详细阐述，其中：

图1示出了本发明所述的转向管柱在车辆上的布置方式的示意图；

图2以示意性的俯视图示出了在实施根据本发明的方法时相关部件的布置图；

图3以方框图示出了实施根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选的实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

图1示出了根据本发明所述的转向管柱1在车辆上的布置方式的示意图。其中，所述转向管柱1包括同轴地设置外套管3和转向轴4。所述转向管柱通过外套管固定在车身10上，所述转向轴4穿过外套管3设置，所述转向轴4通过轴承部件(未示出)支承在所述外套管3的内壁上并且可由驱动元件8(未示出)助力地相对于所述外套管3转动。所述转向轴在一端部位置5处能够与方向盘连接。

图2以示意性的俯视图示出了在实施根据本发明的方法时相关部件的布置图。其中，在对有待评价的转向管柱的敲击噪声进行检测之前首先对无敲击噪声的标准转向管柱进行检测，记录检测结果作为参考标准。

在检测开始时，首先将待评价的转向管柱1的外套管3水平地固定在测试台面9上，并且保持所述转向管柱1的转向轴4沿轴向处于自由状态并且无负载(步骤一)。然后，将激振器2与所述转向管柱1的转向轴4的、用于安装方向盘的端部位置5相连并且固定(步骤二)。接着，确定所述激振器2沿所述转向轴4的径向加载所述转向轴4的加载位置7(步骤四)，并且接下来在所述转向轴 4的相对于所述加载位置7的径向另一侧的对应位置处安放加速度传感器6(步骤四)。之后，使所述激振器2以一定负载加载所述转向管柱1，并且通过所述加速度传感器6获得所述转向管柱1的加速度振动幅度(步骤五)。最后，将所获得的加速度振动幅度与已知的、无噪音的转向管柱的标准加速度振动幅度进行比较，当所获得的加速度振动幅度大于无噪音转向管柱的标准加速度振动幅度时，断定所述转向管柱1存在敲击噪声(步骤六)，检测过程结束。

在检测过程中，激振器的电压为14±0.5V左右、电流0.1±0.02A 左右。

本发明的一个特点在于，通过对噪声进行量化处理，用加速度传感器测量到的振动幅度来判断是否有敲击噪声。

本发明的另一个特点在于，使用激振器判断转向管柱的敲击噪声，进而用于测试转向管柱内转向轴的装配问题，例如转向轴上的滚针轴承装配出现的异响问题等。

图3示出了根据本发明的方法的实施流程方框图。具体来说，根据以上所述按照图示流程依次实施根据本发明的方法。

以上参照附图具体描述了本发明的最佳实施方式。本领域技术人员应该理解，附图及其对应描述仅仅为了解释本发明的目的，在此基础上，本领域技术人员可以作出其他的变型、替换或改进。这些变型、替换或改进落入本发明的保护范围。

附图标记列表：

1 转向管柱

2 激振器

3 外套管

4 转向轴

5 端部位置

6 加速度传感器

7 加载位置

8 驱动元件

9 测试台面

10 车身。

Claims (10)

1.一种利用激振器评价转向管柱的敲击噪声的方法，其中，所述转向管柱(1)包括同轴地设置的外套管(3)和转向轴(4)，所述转向轴(4)通过轴承部件支承在所述外套管(3)的内壁上并且可由驱动元件(8)助力地相对于外套管(3)转动，该方法具有以下步骤：

将所述转向管柱(1)的外套管(3)水平固定在测试台面(9)上，并且保持所述转向管柱(1)的转向轴(4)沿轴向处于自由状态并且无负载；

将激振器(2)与所述转向管柱(1)的转向轴(4)的、用于安装方向盘的端部位置(5)相连；

确定所述激振器(2)沿所述转向轴(4)的径向加载所述转向轴(4)的加载位置(7)；

在所述转向轴(4)的相对于所述加载位置(7)的径向另一侧的对应位置处安放加速度传感器(6)；

使所述激振器(2)以一定负载加载所述转向管柱(1)，并且通过所述加速度传感器(6)获得所述转向管柱(1)的加速度振动幅度；以及

将所获得的加速度振动幅度与已知的、无噪音转向管柱的标准加速度振动幅度进行比较，当所获得的加速度振动幅度大于无噪音转向管柱的标准加速度振动幅度时，断定所述转向管柱(1)存在敲击噪声。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激振器(2)能够构造为惯性式、电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等形式，并且所述激振器能够产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激振力。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述激振器(2)是模态激振器。

4.按照权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，所述激振器(2)通过卡锁连接方式或者螺纹连接方式或者粘接连接方式与所述述转向管柱(1)的转向轴(4)连接。

5.按照权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，所述激振器(2)加载所述转向管柱(1)的加载位置(7)位于所述转向轴(4)上距所述端部位置5至20厘米处。

6.按照权利要求5所述的方法(1)，其特征在于，所述激振器(2)加载所述转向管柱(1)的加载位置(7)位于所述转向轴(4)上距所述端部位置10厘米处。

7.按照权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，所述激振器(2)利用电压大约14±0.5V、电流大约0.1±0.02A的负载加载所述转向管柱(1)。

8.按照权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，能够通过与所述加速度传感器(6)相联接的处理设备获得加速度振动幅度随时间变化的曲线。

9.按照权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，能够通过模数转换器将标准加速度振动幅度和所获得的加速度振动幅度数量化。

10.按照权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，该方法还可以用于测试所述转向管柱(1)的转向轴(4)的装配问题。

Images