CN112748065A - 汽车密封条摩擦异响性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及NVH测试技术领域，具体公开了汽车密封条异响性能测试方法，将密封条与漆板通过摩擦测试系统进行摩擦试验，摩擦测试系统包括环境控制单元、激励单元和测试室，环境控制单元可以模拟密封条使用的环境条件，激励单元可模拟密封条使用过程中的载荷输入情况，实现密封条与漆板的摩擦运动，测试室用于提供低背景噪音和保温环境，通过麦克风收集密封条与漆板之间的噪音信号，通过噪音信号的A计权声压级和响度等声品质参量客观评估密封条的异响性能。采用本技术方案在测试时尽可能的模拟密封条在实车工作的状态，可以对密封条的摩擦异响性能进行系统评估，保证部件测试结果与实车异响情况的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及NVH测试技术领域，特别涉及汽车密封条摩擦异响性能测试方法。
背景技术
NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写，是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一，有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。
利用噪声评估车辆材料摩擦异响是目前较为常用的方式，但现有的测试方法通常是选用两种摩擦材料的样块，而没有去考虑实际的几何形貌，另外也没有考虑车辆使用的环境条件，使得噪声测试结果与实车的异响情况不一致；同时现有的异响评估主要是采用专业人员主观评价的方式，不同人员的评价差异比较大，需要汽车客观评估的方法。
发明内容
本发明提供了汽车密封条摩擦异响性能测试方法，以解决现有的测试方法测得的结果与实车的异响情况不一致的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
汽车密封条摩擦异响性能测试方法，将密封条与漆板通过摩擦测试系统进行摩擦试验，摩擦测试系统包括环境控制单元、激励单元和测试室，环境控制单元可以模拟密封条使用的环境条件，控制测试室内的温湿度，激励单元可模拟密封条使用过程中的载荷输入情况，输出不同频率和幅值的标准正弦信号，PSD随机信号和时域信号，实现密封条与漆板的摩擦运动，测试室用于提供低背景噪音和保温环境，避免环境噪音对测试结果的异响和温湿度条件的快速变化，同时实现密封条和漆板的摩擦测试，通过麦克风收集密封条与漆板之间的噪音信号。
本技术方案的技术原理和效果在于：
本方案中由于在测试时尽可能的模拟密封条在实车工作的状态，包括采用密封条在车门处使用时的几何形貌，激励单元输出激励是与实车的典型工况接近的正弦、PSD随机和时域信号，同时测试过程中考虑了不同温度与湿度，这样通过麦克风采集的摩擦噪音数据可以保证与实车的异响情况最大限度的一致性，另外通过噪音信号的A计权声压级和响度等声品质参量客观评估密封条的异响性能。通过客观参量对密封条的异响性能进行评估，避免了人员主观评价的差异性。
进一步，密封条在裁切时不能在摩擦测试表面产生破损，另外在测试前需将密封条进行清洗干燥处理。
有益效果：这样尽量还原密封条实际使用的状态，同时防止密封条表面附着的杂质对摩擦测试结果的影响。
进一步，所述激励单元包括激振器和安装机架，激振器固定在安装机架上，激振器的输出轴端部设有隔振元件。
有益效果：隔振元件将激振器产生的高频振动进行隔离，使得低频振动信号传递给被测对象的同时，而高频振动信号被隔离，极大程度地衰减了激振器对钢柱产生的高频噪声，降低高频噪声对噪声测试的干扰。
进一步，所述测试室包括支撑架和钢柱，钢柱的一端与隔振元件连接，钢柱上方设有垂直力加载装置；所述隔振元件包括一体成型的橡胶垫与橡胶套筒，橡胶套筒与激振器的输出轴过盈配合，橡胶垫粘接在钢柱的端面上。
有益效果：钢柱用于支撑漆板，并接受激振器发出的振动波。
进一步，所述橡胶套筒的内壁上设有若干环形的连接槽，且若干环形的连接槽等间距分布。
有益效果：这样便于激振器的输出轴进入到橡胶套筒内。
进一步，所述橡胶垫远离橡胶套筒一侧的端面上开设有若干贯通的胶槽。
有益效果：胶槽的设置使得在粘接时，胶水部分能够进入到胶槽内，提高橡胶垫与钢柱端面的粘接稳定性。
进一步，所述橡胶垫外部固定有水平设置的筒体，筒体内水平滑动连接有活塞，橡胶垫上开设有通孔，活塞与激振器的输出轴之间铰接有连杆，所述连杆位于通孔内，筒体远离橡胶垫一端固定有吸盘，活塞将筒体分割为靠近输出轴的第一腔体和远离输出轴的第二腔体，筒体上设有连通第一腔体的第一气孔和连通第二腔体的第二气孔，筒体上设有连通第二腔体与吸盘的第三气孔，在第三气孔内设有进气单向阀。
有益效果：本方案中通过吸盘直接吸附在钢柱的端部，测试时激振器产生的振动通过橡胶垫、筒体和吸盘作用在被测对象上，吸盘的设置便于在噪声测试完成后，取下隔振元件；另外激振器产生的水平方向的振动通过连杆作用在活塞上，使得活塞产生水平方向上的滑动，从而实现第二腔体的体积变化，使得吸盘内的气体不断的被抽走，保持较低的真空度，使得吸盘在传递振动的同时还能保持稳定的吸附作用。
另外激振器的输出轴产生的高频振动一部分还转化为了活塞运动的动力，使得高频振动被进一步衰减，进一步降低高频噪声对噪声测试的干扰。
进一步，所述第二气孔内设有出气单向阀。
有益效果：这样当第二腔体内的压强减小时，负压力均集中到了进气单向阀处，提高对吸盘的抽气效果。
进一步，所述第一腔体内设有连接连杆与活塞的位移扩大单元。
有益效果：这样提高活塞往复滑动的位移，使得第二腔体内压强变化幅度增大。
进一步，所述位移扩大单元包括平衡杆、拉杆和支座，支座铰接在平衡杆上，平衡杆一端与连杆铰接，另一端与拉杆铰接，拉杆远离平衡杆一端铰接在活塞上，支撑座距拉杆的距离为L1，支撑座距离连杆的距离为L2，L1：L2不小于2，在筒体内壁上固定有连接架，支座固定在连接架上。
有益效果：本方案中输出轴产生的水平方向的振动位移通过连杆、平衡杆与拉杆形成的杠杆结构，作用在活塞上，使得活塞的单次滑动位移增加，第二腔体内的压强变化幅度提高，进一步提高了第二腔体对吸盘内气体的吸附能力。
附图说明
图1为本发明实施例1使用的摩擦测试系统的简图；
图2为本发明实施例1使用的摩擦测试系统中检测室部分示意图；
图3为本发明实施例1使用的摩擦测试系统中隔振元件的剖视图；
图4为本发明实施例2使用的摩擦测试系统中隔振元件的剖视图；
图5为本发明实施例3使用的摩擦测试系统中隔振元件的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：密封条1、漆板2、环境控制单元10、测试室11、激振器12、安装机架13、隔振元件14、钢柱15、减重孔16、橡胶垫20、橡胶套筒21、连接槽22、胶槽23、水平板30、压紧条31、压板32、连接柱33、钢板34、三角肋板35、筒体40、弹性件41、固定板42、活塞43、连杆44、吸盘45、第一腔体46、第二腔体47、第一气孔48、进气单向阀49、出气单向阀50、平衡杆51、拉杆52、支座53、连接架54。
实施例1基本如附图1所示：
汽车密封条摩擦异响性能测试方法，将密封条与漆板通过摩擦测试系统进行摩擦试验，其中摩擦试验系统，结合图1所示，包括环境控制单元10、激励单元和测试室11，其中激励单元包括激振器12和安装机架13，激振器12固定在安装机架13上，激振器12的输出轴端部设有隔振元件14，而结合图2所示测试室11包括支撑架和用于固定漆板2的钢柱15，且钢柱15为两端封闭的中空结构且横截面呈矩形，在钢柱15上均布有若干减重孔16，钢柱15通过弹性支撑组件与支撑架固定连接，钢柱15的一端与隔振元件14连接。
结合图3所示隔振元件14包括一体成型的橡胶垫20与橡胶套筒21，其中橡胶套筒21与激振器12的输出轴过盈配合，在橡胶套筒21的内壁上开设有若干环形的连接槽22，若干环形的连接槽22等间距分布，使得激振器12的输出轴更好进入到橡胶套筒21内，橡胶垫20用于粘接在钢柱15的端面上，在橡胶垫20的右侧端面上设有若干贯通设置的胶槽23，以提高橡胶垫20与钢柱15之间的粘接稳定性。
在钢柱15上可拆卸连接有水平板30，水平板30上用于固定漆板2，具体的固定方式为：在水平板30上开设有若干安装孔，在水平板30的两侧设有压紧条31，压紧条31上开设有若干连接孔，在连接孔与安装孔内螺纹连接有螺栓，从而将漆板2固定在水平板30上。
在钢柱15上方设有垂直力加载装置，该垂直力加载装置包括驱动件、垂直塔和压板32，其中驱动件为直线电机，直线电机固定在支撑架上，在直线电机的输出轴端部设有安装板，其中垂直塔包括竖直设置的连接柱33，连接柱33上下段均焊接有钢板34，位于连接柱33上方的钢板34与安装板通过螺栓固定连接，而位于连接柱33下方的钢板34通过蝶形螺栓与压板32固定连接，压板32用于固定密封条1，为了保证连接柱33的刚度，在连接柱33与上下钢板34之间均焊接有多块三角肋板35。
汽车密封条摩擦异响性能测试方法，采用了上述摩擦测试系统，取长度为100mm的密封条(密封条摩擦测试表面不能有破损)，将密封条放在冷流水下进行冲洗，后吹干使密封条的表面保持干燥，沿密封条的长度方向将其粘接在压板的底部，使得密封条与钢柱平行，即与激励输入方向平行，将酒精清洗后吹干的漆板固定在水平板上，漆板的表面应使用与生产车辆的车身外部相同的油漆，然后进行摩擦测试，这个过程中采用B&K 4189预极化麦克风进行噪音信号收集。
测试时，垂直力加载装置使得密封条与漆板接触，同时密封条向下压缩量为泡管高度的50％。
测试时需考虑测试环境的温度和湿度，环境控制单元控制摩擦试验的温度分别为20℃，75％R.H.；-30℃，0％R.H.，38℃，75％R.H.，25℃，50％R.H.，而材料表面属性则通过在密封条与漆板的接触面上加入冷自来水来控制，当需要湿表面时，则在密封条与漆板的接触面上加入0.5ml的冷自来水。
另外测试室的条件需达到，在输入频率11Hz、峰值5mm的正弦振动时，在2分钟的测试过程中，背景噪音(不包含测试部件)的zwicker响度最大值不得超过2sones，A计权声压级不得超过38dBA。
取某汽车品牌用于车门上的密封条直段，在不同条件下进行试验测试，测试结果如下表1所示。
表1为不同条件下密封条与漆板噪音测试结果
标准要求噪音分贝值小于45dBA，响度值小于3sone；测试结果能够表明具有干表面的密封条在室温或高温下噪音能够达到标准要求，而湿表面的密封条分贝值与响度值都大于标准要求。
本方法中由于在测试时尽可能的模拟密封条在实车工作的状态，包括采用密封条在车门处使用时的几何形貌，激励单元模拟密封条使用过程中的载荷输入情况，输出不同频率和幅值的标准正弦信号，PSD随机信号和时域信号，同时测试过程中考虑了不同温度与湿度，这样通过麦克风采集的摩擦噪音数据更能够接近真实情况。
实施例2基本如附图4所示：
与实施例1的区别在于：在橡胶垫20的外部固定有水平设置的筒体40，筒体40的左端为敞口设置，而筒体40的右端为封闭设置，在筒体40的下侧固定有安装座体，安装座体包括弹性件41与固定板42，弹性件41的一端连接筒体40，另一端连接固定板42，本实施例中弹性件41可以选择弹簧或阻尼器，在筒体40内水平滑动连接有活塞43，在橡胶垫20中部开设有通孔，活塞43与输出轴的顶部铰接有连杆44，其中连杆44位于通孔内。
筒体40的右端固定有吸盘45，吸盘45的开口朝右设置，活塞43将筒体40分割为靠近输出轴的第一腔体46和远离输出轴的第二腔体47，筒体40上设有连通第一腔体46的第一气孔48和连通第二腔体47的第二气孔，在筒体40的右端还设有第三气孔，在第三气孔内设有进气单向阀49，在第二气孔内设有出气单向阀50。
当第二腔体47内的体积增大，压强减小时，进气单向阀49打开，吸盘45内的气体进入到第二腔体47内，当第二腔体47内的体积缩小，压强增大时，出气单向阀50打开，第二腔体47内的气体排出。
本实施例中吸盘45替代了实施例1中通过粘接的方式固定钢柱15，通过吸盘45直接吸附在钢柱15的端部，测试时激振器12产生的振动通过橡胶垫20、筒体40和吸盘45作用在钢柱15上，吸盘45的设置便于在噪声测试完成后，取下隔振元件14；另外激振器12的输出轴产生的水平方向的振动通过连杆44作用在活塞43上，使得活塞43产生水平方向上的滑动，从而实现第二腔体47的体积变化，使得吸盘45内的气体不断的被抽走，保持较低的真空度，使得吸盘45在传递振动的同时还能保持稳定的吸附作用。
另外激振器12的输出轴产生的高频振动一部分还转化为了活塞43运动的动力，使得高频振动被进一步衰减，进一步降低高频噪声对噪声测试的干扰。
实施例3基本如附图5所示：
与实施例2的区别在于：在第一腔体46内设有位移扩大单元，其中筒体40与输出轴为偏心设置，即筒体40的中轴线与输出轴的中轴线不再重叠，该位移扩大单元包括平衡杆51、拉杆52和支座53，其中支座53铰接在平衡杆51上，平衡杆51一端与连杆44铰接，另一端与拉杆52铰接，拉杆52远离平衡杆51一端铰接在活塞43上，其中支座53距拉杆52的距离为L1，支座53距离连杆44的距离为L2，L1：L2不小于2，在筒体40内壁上固定有连接架54，支座53固定在连接架54上。
这样输出轴产生的水平方向的振动位移通过连杆44、平衡杆51与拉杆52形成的杠杆结构，作用在活塞43上，使得活塞43的单次滑动位移增加，第二腔体47内的压强变化幅度提高，进一步提高了第二腔体47对吸盘45内气体的吸附能力。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：将密封条与漆板通过摩擦测试系统进行摩擦试验，摩擦测试系统包括环境控制单元、激励单元和测试室，其中测试室用于提供低背景噪音和保温环境，同时对密封条与漆板进行摩擦测试，环境控制单元模拟密封条使用的环境条件，控制测试室内的温湿度，激励单元输出不同频率和幅值的标准正弦信号，PSD随机信号和时域信号，实现密封条与漆板的摩擦运动，通过麦克风收集密封条与漆板之间的噪音信号。
2.根据权利要求1所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：密封条在裁切时不能在摩擦测试表面产生破损，另外在测试前将密封条进行清洗干燥处理。
3.根据权利要求1所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述激励单元包括激振器和安装机架，激振器固定在安装机架上，激振器的输出轴端部设有隔振元件。
4.根据权利要求3所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述测试室包括支撑架和钢柱，钢柱的一端与隔振元件连接，钢柱上方设有垂直力加载装置；所述隔振元件包括一体成型的橡胶垫与橡胶套筒，橡胶套筒与激振器的输出轴过盈配合，橡胶垫粘接在钢柱的端面上。
5.根据权利要求4所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述橡胶套筒的内壁上设有若干环形的连接槽，且若干环形的连接槽等间距分布。
6.根据权利要求4所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述橡胶垫远离橡胶套筒一侧的端面上开设有若干贯通的胶槽。
7.根据权利要求4所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述橡胶垫外部固定有水平设置的筒体，筒体内水平滑动连接有活塞，橡胶垫上开设有通孔，活塞与激振器的输出轴之间铰接有连杆，所述连杆位于通孔内，筒体远离橡胶垫一端固定有吸盘，活塞将筒体分割为靠近输出轴的第一腔体和远离输出轴的第二腔体，筒体上设有连通第一腔体的第一气孔和连通第二腔体的第二气孔，筒体上设有连通第二腔体与吸盘的第三气孔，在第三气孔内设有进气单向阀。
8.根据权利要求7所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述第二气孔内设有出气单向阀。
9.根据权利要求7所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述第一腔体内设有连接连杆与活塞的位移扩大单元。
10.根据权利要求9所述的汽车密封条摩擦异响性能测试方法，其特征在于：所述位移扩大单元包括平衡杆、拉杆和支座，支座铰接在平衡杆上，平衡杆一端与连杆铰接，另一端与拉杆铰接，拉杆远离平衡杆一端铰接在活塞上，支撑座距拉杆的距离为L1，支撑座距离连杆的距离为L2，L1：L2不小于2，在筒体内壁上固定有连接架，支座固定在连接架上。
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