CN111929082A - 一种减振器阻尼力的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减振器阻尼力的测试技术领域，公开一种减振器阻尼力的测试方法，包括：通过汽车筒式减振器台架，得出阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)；将位移检测件和减振器同轴安装在车辆上；在预设道路上驾驶车辆，并采集位移检测件检测到的轴向位移，得出不同时长对应的轴向位移S1；对S1采用低通滤波以保留减振器在频率阈值的有效轴向位移S2，对S2进行微分计算，得到不同时长对应的测试速度；根据F＝f(v)和不同时长对应的测试速度，得到不同时长对应的减振器的阻尼力F。本发明公开的减振器阻尼力的测试方法通过使用位移检测件检测车辆行驶过程中的轴向位移，提高了测试效率，由于位移检测件具有测量精度高和受温度影响小的优点，提高了测试的准确性。

Description

一种减振器阻尼力的测试方法

技术领域

本发明涉及减振器阻尼力的测试技术领域，尤其涉及一种减振器阻尼力的测试方法。

背景技术

减振器是车辆的悬架系统的重要元件，车辆在行驶过程中受到路面的激励产生振动，减振器位于车架和车桥之间，通过往复的伸长和压缩产生阻尼力，将振动能量转换为热能，同时通过连接减振器的支架把载荷传递给车架，获得减振器在车辆行驶中的真实载荷，对于计算减振器、减振器支架及车架的强度及耐久寿命十分重要。

现有技术中，一般在减振器的筒壁上沿轴向粘贴应变片，进而得出阻尼力与速度的变化关系式。由于减振器工作时会发热，减振器筒壁的温度逐渐升高，应变片会产生虚假的热应变输出，造成应变片测量信号发生漂移失真，随着测量时间增加，误差积累过大将导致数据无法使用。为了解决这种问题，现有技术采用四个应变片组成惠斯通全桥，通过温度补偿消除热应变影响。但由于应变片数量较多，应变片粘贴工艺较为精细，前期准备需要较长时间，使得测试效率较低。同时，应变片的导线十分脆弱，而车辆可靠性测试的行驶路况十分恶劣，如果防护措施不足，测试时极易发生损坏和失效。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种减振器阻尼力的测试方法，解决了现有技术存在的测试效率低和测试过程中应变片极易发生损坏和失效的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种减振器阻尼力的测试方法，包括以下步骤：通过汽车筒式减振器台架，测试减振器的速度与阻尼力的特性曲线，得出阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)；将位移检测件和所述减振器同轴安装在车辆上，所述位移检测件用于检测所述减振器变形产生的轴向位移；在预设道路上驾驶所述车辆，并采集所述位移检测件检测到的所述轴向位移，得出不同时长对应的轴向位移S1；信号处理，对S1采用低通滤波以保留所述减振器在频率阈值的有效轴向位移，得到频率阈值内的不同时长对应的有效轴向位移S2，把S2进行微分计算，得到不同时长对应的测试速度；阻尼力计算，根据F＝f(v)和不同时长对应的测试速度，得到不同时长对应的所述减振器的阻尼力F。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，所述阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)包括F＝f1(v)和F＝f2(v)，F＝f1(v)为压缩减振器时阻尼力与速度的拟合式，F＝f2(v)为拉伸减振器时阻尼力与速度的拟合式，其中拉伸所述减振器时的速度为正值，压缩所述减振器时的速度为负值。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，得到不同时长对应的测试速度后，以CSV格式输出，接着以速度为自变量，利用IF函数判断速度的正负号。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，计算阻尼力时，若测试速度为负值则代入到公式F＝f1(v)中，若测试速度为正值则代入到公式F＝f2(v)中。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，将所述位移检测件和所述减振器同轴安装在车辆上时，所述减振器的上端与车架连接，下端与车桥连接，所述位移检测件固定在所述车架和/或所述车桥上。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，所述位移检测件为拉绳位移传感器，所述拉绳位移传感器包括传感器本体和拉绳，所述传感器本体和所述拉绳两者中的一个设置在所述车架上，另一个设置在所述车桥上，所述拉绳与所述传感器本体相连，所述拉绳处于绷紧状态且所述拉绳的长度沿所述减振器的轴线方向设置。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，所述传感器本体设置在所述车架上，所述拉绳的上端与所述传感器本体相连，下端与所述车桥相连，所述拉绳的下端与所述减振器的下端位于同一水平线上。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，所述位移检测件为激光位移传感器，所述激光位移传感器设置在所述车架或所述车桥上。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，每个车辆上设有至少两个所述减振器和至少两个所述位移检测件，至少两个所述减振器和至少两个所述位移检测件一一对应设置。

作为一种减振器阻尼力的测试方法的优选方案，在所述预设道路上至少两次驾驶所述车辆。

本发明的有益效果为：本发明公开的减振器阻尼力的测试方法通过使用位移检测件检测车辆行驶过程中的轴向位移，安装方便，操作简单，缩短了测试周期，提高了测试效率，由于位移检测件具有测量精度高和受温度影响小的优点，避免了现有技术基于应变片造成的应变片易损坏和失效的问题，提高了测试的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例提供的减振器阻尼力的测试方法的流程框图；

图2是本发明具体实施例提供的汽车筒式减振器台架的示意图；

图3是本发明具体实施例提供的在汽车筒式减振器台架上测得的减振器的速度与阻尼力的特性曲线；

图4是本发明具体实施例提供的减振器、位移检测件及车辆的局部结构示意图；

图5是本发明具体实施例提供的时长与有效轴向位移S2的曲线图；

图6是本发明具体实施例提供的时长与测试速度的曲线图；

图7是本发明具体实施例提供的时长与阻尼力F的曲线图。

图中：

1、位移检测件；11、传感器本体；12、拉绳；2、减振器；3、车架；4、车桥；51、第一安装架；52、第二安装架；53、第三安装架；61、机架；62、液压升降缸；63、上横梁；64、导向柱；65、动力组件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图7所示，本实施例提供一种减振器阻尼力的测试方法，包括以下步骤：

通过汽车筒式减振器台架，测试减振器2的速度与阻尼力的特性曲线，得出阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)；

将位移检测件1和减振器2同轴安装在车辆上，位移检测件1用于检测减振器2变形产生的轴向位移；

在预设道路上驾驶车辆，并采集位移检测件1检测到的轴向位移，得出不同时长对应的轴向位移S1；

信号处理，对S1采用低通滤波以保留减振器2在频率阈值的有效轴向位移，得到频率阈值内的不同时长对应的有效轴向位移S2，把S2进行微分计算，得到不同时长对应的测试速度；

阻尼力计算，根据F＝f(v)和不同时长对应的测试速度，得到不同时长对应的减振器2的阻尼力F。

本实施例提供的减振器阻尼力的测试方法通过使用位移检测件1检测车辆行驶过程中的轴向位移，安装方便，操作简单，缩短了测试周期，提高了测试效率，由于位移检测件1具有测量精度高和受温度影响小的优点，避免了现有技术基于应变片造成的应变片易损坏和失效的问题，提高了测试的准确性。

其中，阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)包括F＝f1(v)和F＝f2(v)，F＝f1(v)为压缩减振器2时阻尼力与速度的拟合式，F＝f2(v)为拉伸减振器2时阻尼力与速度的拟合式，其中拉伸减振器2时的速度为正值，拉伸时的阻尼力为正值，压缩减振器2时的速度为负值，压缩时的阻尼力也为负值。

具体地，如图2所示，汽车筒式减振器台架包括机架61、液压升降缸62、上横梁63、导向柱64及动力组件65，液压升降缸62的固定端设置在机架61上，活动端与上横梁63连接，导向柱64固定设置在机架61上，上横梁63穿设在导向柱64上，待检测的减振器2的一端安装在动力组件65的输出端，另一端安装在上横梁63上，液压升降缸62能够沿竖直方向调节上横梁63的高度，以满足不同高度的减振器2的检测，上横梁63调节至预设高度后，液压升降缸62处于锁紧状态，以保证上横梁63的高度不变。

机架61上设有位移传感器(未在图中示出)和力传感器(未在图中示出)，位移传感器用于检测减振器2被压缩或者拉伸的位移，力传感器用于检测减振器2的阻尼力。检测时，通过动力组件65的输出端在竖直方向的运动使减振器2被压缩或者被拉伸，从而实现对减振器2的检测。其中，检测的减振器2被压缩时的速度和阻尼力均为负值，减振器2被拉伸时的速度和阻尼力均为正值。

采用汽车筒式减振器台架测试得到的速度与阻尼力的具体数值如下表所示：

速度(mm/s)	阻尼力(N)
		-1500	-2387
-1000	-1730
		-520	-1074
-260	-641
		-130	-404
260	1899
		520	5150
1000	9071
		1500	13518

根据测得的数据得到如图3所示的减振器2的速度与阻尼力的特性曲线，进而拟合出速度与阻尼力的拟合式，减振器2被压缩时的F＝f1(v)为F＝0.0005×v²+2.321×v，减振器2被压缩时的F＝f2(v)为F＝3×10^-6×v³-0.007×v²+13.139×v。

如图4所示，将位移检测件1和减振器2同轴安装在车辆上时，减振器2的上端与车架3连接，下端与车桥4连接，位移检测件1固定在车架3和/或车桥4上。具体地，本实施例的位移检测件1为拉绳位移传感器，拉绳位移传感器包括传感器本体11和拉绳12，传感器本体11和拉绳12两者中的一个设置在车架3上，另一个设置在车桥4上，拉绳12与传感器本体11相连，拉绳12处于绷紧状态且拉绳12的长度沿减振器2的轴线方向设置。当然，在其他实施例中，位移检测件1为激光位移传感器时，激光位移传感器设置在车架3或车桥4上。

进一步地，如图4所示，本实施例的车架3上设有第一安装架51和第二安装架52，车桥4上设有第三安装架53，减振器2一端固定在第一安装架51上，另一端固定在第三安装架53上，传感器本体11固定安装在第二安装架52上，拉绳12的一端与传感器本体11内的弹簧相连，另一端与车桥4相连，拉绳12的下端与减振器2的下端位于同一水平线上。减振器2被压缩或者拉伸时，弹簧随之移动相同的位移，且弹簧一直处于拉伸状态，即拉绳12一直处于紧绷状态，从而检测出不同时长时弹簧的弹性形变量的变化量，该弹性形变量的变化量即为减振器2的轴向位移。

进一步地，一个车辆上设有至少一个减振器2和至少一个位移检测件1，至少一个减振器2和至少一个位移检测件1一一对应设置。当有至少两个减振器2时，通过两个位移检测件1检测的不同减振器2在同一路段的轴向位移，以尽可能多的采集多组测试数据，保证测试的精确度。

实际测试时，在预设道路上至少两次驾驶车辆，通过至少两次测试，能够进一步增加测试的精确度，保证测试的合理性和有效性。测试时，车辆的实际驾驶道路的长度大于预设道路的长度，在实际驾驶道路上选取预设道路，从而得到减振器2在预设道路段内的轴向位移。

对S1进行信号处理时，采用低通滤波以保留减振器2在频率阈值的轴向位移，得到频率阈值内的不同时长对应的有效轴向位移S2。具体地，本实施例的频率阈值为10HZ，滤波后的时长与有效轴向位移S2的曲线图如图5所示，由于高频率对应的轴向位移被去除，使得测试数据的准确性更高。

根据如图5所示的时长与有效轴向位移S2的关系曲线，把S2对时长t求微分，得到如图6所示的不同时长与测试速度v1的关系曲线，并以CSV格式输出，接着以测试速度v1为自变量，利用IF函数判断测试速度v1的正负号。具体地，由于有效轴向位移S2的数据很多，实际采集的相邻两个有效轴向位移S2的间隔时间很短，根据差分的方法即可求取不同时长的测试速度v1。IF函数中的判定条件为判断测试速度v1是否大于零，当测试速度v1满足大于零的条件时，将v1代入到公式F＝0.0005×v²+2.321×v中，当测试速度v1不满足大于零的条件时，将v1代入到公式F＝3×10^-6×v³-0.007×v²+13.139×v中，最终得到的时长与阻尼力F的曲线图如图7所示。

当然，在本发明的其他实施例中，将时长和不同时长对应的测试速度v1输出时，还可以用其他格式输出，并限于本实施例的这种限定，具体根据实际需要选定。

本实施例提供的减振器阻尼力的测试方法的优点如下：

由于位移检测件1的精度高、测量行程大、温度漂移小等优点，避免了现有技术基于应变片测试造成的温度漂移和误差累积，提高了阻尼力测试的准确性；

由于位移检测件1具有便于安装、可靠性好、环境适用性强的优点，测试准备周期短，测试效率较高；

数据处理时，信号处理步骤中通过对位移信号的分段截取、低通滤波处理，可以消除高频干扰信号的影响，提高了轴向位移数据的有效性，进而使计算得到的减振器2的测试速度v1和阻尼力结果更加准确；

根据减振器2的阻尼特性原理，按压缩行程和拉伸行程分别对测试数据进行拟合和阻尼力换算，计算得到的阻尼力更加真实合理。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过汽车筒式减振器台架，测试减振器(2)的速度与阻尼力的特性曲线，得出阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)；

将位移检测件(1)和所述减振器(2)同轴安装在车辆上，所述位移检测件(1)用于检测所述减振器(2)变形产生的轴向位移；

在预设道路上驾驶所述车辆，并采集所述位移检测件(1)检测到的所述轴向位移，得出不同时长对应的轴向位移S1；

信号处理，对S1采用低通滤波以保留所述减振器(2)在频率阈值的有效轴向位移，得到频率阈值内的不同时长对应的有效轴向位移S2，把S2进行微分计算，得到不同时长对应的测试速度；

阻尼力计算，根据F＝f(v)和不同时长对应的测试速度，得到不同时长对应的所述减振器(2)的阻尼力F。

2.根据权利要求1所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，所述阻尼力与速度的拟合式F＝f(v)包括F＝f1(v)和F＝f2(v)，F＝f1(v)为压缩减振器(2)时阻尼力与速度的拟合式，F＝f2(v)为拉伸减振器(2)时阻尼力与速度的拟合式，其中拉伸所述减振器(2)时的速度为正值，压缩所述减振器(2)时的速度为负值。

3.根据权利要求1所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，得到不同时长对应的测试速度后，以CSV格式输出，接着以速度为自变量，利用IF函数判断速度的正负号。

4.根据权利要求3所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，计算阻尼力时，若测试速度为负值则代入到公式F＝f1(v)中，若测试速度为正值则代入到公式F＝f2(v)中。

5.根据权利要求1所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，将所述位移检测件(1)和所述减振器(2)同轴安装在车辆上时，所述减振器(2)的上端与车架(3)连接，下端与车桥(4)连接，所述位移检测件(1)固定在所述车架(3)和/或所述车桥(4)上。

6.根据权利要求5所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，所述位移检测件(1)为拉绳位移传感器，所述拉绳位移传感器包括传感器本体(11)和拉绳(12)，所述传感器本体(11)和所述拉绳(12)两者中的一个设置在所述车架(3)上，另一个设置在所述车桥(4)上，所述拉绳(12)与所述传感器本体(11)相连，所述拉绳(12)处于绷紧状态且所述拉绳(12)的长度沿所述减振器(2)的轴线方向设置。

7.根据权利要求6所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，所述传感器本体(11)设置在所述车架(3)上，所述拉绳(12)的上端与所述传感器本体(11)相连，下端与所述车桥(4)相连，所述拉绳(12)的下端与所述减振器(2)的下端位于同一水平线上。

8.根据权利要求5所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，所述位移检测件(1)为激光位移传感器，所述激光位移传感器设置在所述车架(3)或所述车桥(4)上。

9.根据权利要求1所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，每个车辆上设有至少两个所述减振器(2)和至少两个所述位移检测件(1)，至少两个所述减振器(2)和至少两个所述位移检测件(1)一一对应设置。

10.根据权利要求1所述的减振器阻尼力的测试方法，其特征在于，在所述预设道路上至少两次驾驶所述车辆。

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