CN113640019A - 一种复现转向异响的试验台架及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种试验台架，具体涉及一种复现转向异响的试验台架。该试验台架由载荷调节机构、转向器装配架和管柱装配架构成，载荷调节机构上通过固定螺栓安装有转向器装配架，转向器装配架一侧设置有管柱装配架。该试验台架结构简单，通过载荷调节机构能模拟车辆在实际运行过程中对转向器的载荷，从而便于复现转向器的实际运行工况；通过转向器装配架能对不同的型号的转向器进行装配，从而能对多种型号转向器进行针对性的排查分析，使其具有通用性，且相较于整车试验仅需拆装转向器，从而能极大地降低拆装过程中的劳动强度，同时提高试验效率；解决了现有现有试验方式费时费力，且通用性差的问题。

Description

一种复现转向异响的试验台架及实验方法

技术领域

本发明涉及一种试验台架，具体涉及一种复现转向异响的试验台架。

背景技术

汽车转向器又名转向机、方向机，它是汽车转向系中最重要的部件，汽车转向器包括壳体总成、齿轮齿条副、拉杆总成及调整机构，其作用是:增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。随着人们对汽车领域舒适度要求的提高，整车噪音控制越来越关键，汽车降噪已然成为未来汽车发展的主要方向，然而转向异响和噪音一直是困扰汽车行业的技术难题，是转向系统抱怨最多的故障模式，转向异响是衡量整车及系统质量的一个关键指标，也一直是国内外整车及零部件供应商重点关注的问题，如何有效的遏制转向异响，成为当前及未来汽车转向系统产品开发的重点课题；如何有效的防止及规避转向异响并充分识别及复现转向异响就显得尤其重要。为了有效的控制噪音，降低转向异响，有必要对不同类型的转向器进行有针对的模拟整车工况，以将转向异响问题通过复现进行有针对性的排查分析。现有方式多为整车试验，通过车辆在各种工况下实际运行后对转向器进行分析，试验过程后需要对整车反复进行拆装，以取出转向器进行进行分析，费时费力；同时车辆能适用的转向器有限，只能对个别的转向器进行测试，不具有通用性。因此有必要研发一种试验台架，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种结构简单，拆装方便，能模拟多种转向器的使用工况，以对异响复现进行针对性的排查分析，以解决现有试验方式费时费力，且通用性差问题的复现转向异响的试验台架。

本发明的技术方案是：

一种复现转向异响的试验台架，它由载荷调节机构、转向器装配架和管柱装配架构成，其特征在于：载荷调节机构上通过固定螺栓安装有转向器装配架，转向器装配架一侧设置有管柱装配架。

所述的载荷调节机构由支撑架、载荷调节器、测试车轮和路面模拟板构成，支撑架上通过并列设置的载荷调节器对称安装有测试车轮，测试车轮下方的支撑架上固装有路面模拟板，路面模拟板与测试车轮滑动连接。

所述的测试车轮内侧上下均设置有连接板，连接板之间的测试车轮上设置有转向拉杆。

所述的载荷调节器由装配套筒、调节螺杆、装配块、支撑弹簧和连接杆构成，装配套筒上螺纹安装有调节螺杆，调节螺杆的底部端头活动安装有装配块，装配块的底部端面上通过支撑弹簧安装有连接杆，连接杆通过固定螺栓与连接板固定连接；所述的装配套筒与支撑架固定连接。

所述的装配块之间通过同步杆固定连接。

所述的装配套筒上设置有标杆，标杆一侧的支撑架上设置有标尺。

所述的转向器装配架由底座、转向器装配板、定位滑块、连接螺栓和连接块构成，底座上设置有转向器装配板，转向器装配板的四角分别通过固定螺栓安装有定位滑块，定位滑块上设置有连接螺栓；转向器装配板两端的底座上分别设置有连接块；所述的底座通过固定螺栓与支撑架固定连接。

所述的连接块上设置有连接凹，连接凹通过销轴活动安装有连杆，连杆通过销轴与连接板活动连接；连接凹一侧的连接块顶部端面上设置有支撑槽。

所述的转向器装配板上与定位滑块对应状设置有轴向调节槽，轴向调节槽内设置有固定滑块，定位滑块上设置有径向调节槽，定位滑块上的固定螺栓穿过径向调节槽与固定滑块螺纹连接，以使定位滑块、转向器装配板和固定滑块三者固定连接。

所述的管柱装配架上设置有管柱装配板，管柱装配板一侧的管柱装配架上设置有支撑横杆。

所述的管柱装配板呈倾斜状设置，管柱装配板上并列设置有装配调节槽。

本发明的有益效果在于：

该复现转向异响的试验台架结构简单，通过载荷调节机构能模拟车辆在实际运行过程中对转向器的载荷，从而便于复现转向器的实际运行工况；通过转向器装配架能对不同的型号的转向器进行装配，从而能对多种型号转向器进行针对性的排查分析，使其具有通用性，且相较于整车试验仅需拆装转向器，从而能极大地降低拆装过程中的劳动强度，同时提高试验效率；解决了现有现有试验方式费时费力，且通用性差的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明载荷调节机构的结构示意图；

图3是本发明测试车轮的结构示意图；

图4是本发明载荷调节器的结构示意图；

图5是本发明转向器装配架的结构示意图；

图6是本发明定位滑块的结构示意图；

图7是本发明转向器装配板的结构示意图；

图8是本发明连接块的结构示意图；

图9是本发明管柱装配架的结构示意图；

图10是本发明转向器与管柱、测试车轮在测试状态时的连接示意图；

图11是本发明转向器与转向器装配架在测试状态时的连接示意图；

图12是本发明φ27.7型转向器的振荡波形图。

图中：1、管柱装配架，2、支撑架，3、测试车轮，4、路面模拟板，5、连接板，6、转向拉杆，7、装配套筒，8、调节螺杆，9、装配块，10、支撑弹簧，11、连接杆，12、同步杆，13、标杆，14、标尺，15、刻度值，16、底座，17、转向器装配板，18、定位滑块，19、连接螺栓，20、连接块，21、连接凹，22、连杆，23、支撑槽，24、轴向调节槽，25、固定滑块，26、径向调节槽，27、管柱装配板，28、支撑横杆，29、装配调节槽，30、待测试转向器，31、拉杆总成，32、管柱，33、助力电机，34、曲线A。

具体实施方式

该复现转向异响的试验台架由载荷调节机构、转向器装配架和管柱装配架1构成，载荷调节机构上通过固定螺栓安装有转向器装配架，转向器装配架一侧设置有管柱装配架1；载荷调节机构的作用是调节载荷以模拟整车实际运行过程中的工况，从而使测试过程与实际相符，从而使加载在转向器上的载荷与实际运行过程中的载荷相同，进而便于进行异响再现；转向器装配架的作用是装载并固定转向器，以便于对转向器进行测试；管柱装配架1的作用是通过管柱装配架1安装管柱、方向盘及转向助力电机，以通过管柱、方向盘及转向助力电机在测试过程中驱动转向器动作，使转向器在动作过程中对异响再现。

载荷调节机构由支撑架2、载荷调节器、测试车轮3和路面模拟板4构成，支撑架2上通过并列设置的载荷调节器对称安装有测试车轮3，测试车轮3内侧上下均设置有连接板5，连接板5之间的测试车轮3上设置有转向拉杆6，在试验过程中转向器通过转向拉杆6拉动测试车轮3转向，以模拟转向器拉动汽车车轮的过程；测试车轮3下方的支撑架2上固装有路面模拟板4，路面模拟板4与测试车轮3滑动连接；载荷调节器的作用是调节测试车轮3受到的载荷，以模拟汽车车轮实际受到的载荷；路面模拟板4的作用是模拟路面，向测试车轮3提供一个摩擦力，以模拟车轮与地面的实际摩擦力，通过模拟车轮载荷和车轮摩擦力，模拟转向器在拉动汽车车轮时受到的载荷，由此模拟转向器的实际实用工况，便于测试过程中转向器的异响再现。

载荷调节器由装配套筒7、调节螺杆8、装配块9、支撑弹簧10和连接杆11构成，装配套筒7上螺纹安装有调节螺杆8，调节螺杆8的底部端头活动安装有装配块9，装配块9之间通过同步杆12固定连接；装配块9的底部端面上通过支撑弹簧10安装有连接杆11，连接杆11通过固定螺栓与连接板5固定连接；装配套筒7与支撑架2固定连接；装配套筒7上设置有标杆13，标杆13一侧的支撑架2上设置有标尺14，标杆13一侧的标尺14上设置有刻度值15；调节螺杆8的作用是找调节螺杆转动过程中通过装配套筒7控制调节螺杆8底部端头装配块9的高度，从而控制调节螺杆8压缩支撑弹簧10的程度，进而控制支撑弹簧10对连接杆11的弹力，由此控制测试车轮3的载荷，调节螺杆8在调节完成后，能通过螺纹与装配套筒7自锁，由此能保持调节螺杆8与装配套筒7的位置，即能保持测试车轮3的载荷；标杆13的作用是配合标尺14上的刻度值，精确地控制装配块9的高度，进而精确控制支撑弹簧10的弹力，精确控制测试车轮3的载荷，使测试车轮3上的载荷与不同型号的转向器对应，从而对不同型号的转向器进行测试，由此使其具有通用性。

转向器装配架由底座16、转向器装配板17、定位滑块18、连接螺栓19和连接块20构成，底座16上设置有转向器装配板17，转向器装配板17的四角分别通过固定螺栓安装有定位滑块18，转向器装配板17上与定位滑块18对应状设置有轴向调节槽24，轴向调节槽24内设置有固定滑块25，定位滑块18上设置有径向调节槽26，定位滑块18上的固定螺栓穿过径向调节槽26与固定滑块25螺纹连接，以使定位滑块18、转向器装配板17和固定滑块25三者固定连接；定位滑块18上设置有连接螺栓19，以通过连接螺栓19连接待测试的转向器，使待测试的转向器固定在定位滑块18上；固定滑块25的作用是在轴向调节槽24中滑动时，能调节转向器装配板17长边的定位滑块18之间的间距，使定位滑块18之间的间距与待测试转向器轴向上的螺栓孔间距一致，同时通过定位滑块18上的径向调节槽26，能调整转向器装配板17短边的定位滑块之间的间距，使定位滑块18之间的间距与待测试转向器径向上两侧的螺栓孔（转向器两侧的螺栓孔）间距一致，从而使其能与待测试转向器相匹配，由此使其能安装不同型号的转向器，使其进一步具有通用性；转向器装配板17两端的底座16上分别设置有连接块20，连接块20上设置有连接凹21，连接凹21通过销轴活动安装有连杆22，连杆22通过销轴与连接板5活动连接，连接块20的作用是通过连接凹21和连杆22支撑测试车轮3，同时通过连接杆11限制测试车轮3的位置，进而限制转向器拉动测试车轮3偏转过程中偏转轨迹；连接凹21一侧的连接块20顶部端面上设置有支撑槽23，以支撑转向器的拉杆总成；底座16通过固定螺栓与支撑架2固定连接。

管柱装配架1上设置有管柱装配板27，管柱装配板27呈倾斜状设置，管柱装配板27上并列设置有装配调节槽29；管柱装配板27一侧的管柱装配架1上设置有支撑横杆28；管柱装配板27的作用是装配管柱和助力电机，进而通过管柱驱动待测试的转向器动作，从而在转向器动作过程中对异响复现，由此对异响进行排查分析；支撑横杆28的作用是支撑管柱。

该复现转向异响的试验台架工作时，

测量或估算待测试转向器的螺栓孔之间轴向间距和径向间距；

松开定位滑块18上的固定螺栓，根据待测试转向器的螺栓孔之间的轴向间距和径向间距推动定位滑块18沿着轴向调节槽24向连接块20移动，使定位滑块18之间的间距与待测试转向器的螺栓孔之间的轴向间距一致，定位滑块18在轴向调节槽24的位置定位后，推动定位滑块18沿着径向调节槽26运动，使定位滑块18之间的间距与待测试转向器的螺栓孔之间的径向间距一致，对定位滑块18的径向定位槽26的位置进行定位；

定位滑块18调整到位后，将待测试转向器的螺栓孔套装在定位滑块18的连接螺栓19上对待测试转向器进行安装，在待测试转向器安装过程中，微调定位滑块18的位置，使连接螺栓19的位置与待测试转向器螺栓孔的位置一致，待测试转向器安装完成后，拧紧连接螺栓19将待测试转向器与定位滑块18固定；

待测试转向器与定位滑块18固定后，微调待测试转向器的位置，使待测试转向器处于转向器装配板17的中部，且转向器壳体与连接块20上的支撑槽23处于同一轴线上，待测试转向器微调完成后，固定定位滑块18上的固定螺栓将待测试转向器固定在转向器装配架上；

待测试转向器固定后，将待测试转向器的拉杆总成通过销轴连接在测试车轮3的转向拉杆6上，使待测试转向器能通过转向拉杆6拉动待测试车轮偏转；

待测试转向器与转向拉杆6连接后，将管柱和助力电机安装在管柱装配架1的管柱装配板27上，装配到位后将管柱末端的万向节连接在待测试转向的齿轮轴上，以通过管柱能驱动待测试转向器的齿轮轴转动，进而驱动齿轮齿条副运动，从而驱动拉杆总成拉动转向拉杆6，由此能拉动测试车轮3偏转；

管柱连接完成后，根据待测试转向器的型号选择待测试车轮3的载荷，选择完成后，通过工具（如扳手）同步转动支撑架2两侧的调节螺杆8，使调节螺杆8在装配套筒7的作用下调节调节螺杆8底端的装配块9的高度，从而调节测试车轮3上的载荷，调节时观察标杆13指向的标尺14上刻度值15的刻度，对测试车轮3上的载荷进行精确调节，测试车轮3的载荷通过以下公式进行计算：

y = 0.8312x² + 46.581x - 774.05

式中，y为测试车轮载荷；x为转向器规格类型数值；

计算所得数值经过圆整后即为测试车轮3的载荷，具体参考表1：

表1测试车轮载荷与转向器型号对应关系表

测试车轮3上的载荷调节完成后，通过方向盘顺时针转动管柱0-540度（即模拟转动方向盘向右转向），进而通过管柱带动待测试转向器的齿轮轴转动0-540度，即完成待测试转向器齿条的一个行程，使齿条通过拉杆总成和转向拉杆6带动测试车轮3向右偏转；

若方向盘转动540度时未出现异响，通过方向盘逆时针转动管柱0-1080度（即模拟转动方向盘向左转向），使管柱通过待测试转向器拉动待测试车轮向左偏转，在测试车轮3偏转过程中，注意倾听待测试转向器运行过程中的声响，在偏转过程中，待测试转向器出现异响时，停止转动管柱上的方向盘，对待测试转向器的异响进行再现；

在进行异响再现的过程中，即通过方向盘、管柱、待测试转向器、转向拉杆6拉动测试车轮3偏转的过程中，通过分贝仪对待测试转向器运转时的声音大小进行检测，分贝仪检测到待测试转向器运转时的分贝波动大时，判断为待测试转向器正在发出异响；

通过分贝仪检测到异响时，结合人耳倾听异响声音，判断待测试转向器异响发出的位置；

在待测试转向器的异响处安装（粘贴或绑缚）振动加速度检测仪（LMS振动噪音分析仪）的传感器，对异响进行再次复现，在异响复现过程中通过振荡加速度检测仪检测异响处的振动，生成异响振荡波形图（参考图12）；

通过异响振荡波形图对异响的原因进行精确分析，如：曲线A表示齿条衬套处的振荡波形，通过观察，曲线A的振幅最大且波动存在一定的规律，通过曲线A可知齿条衬套处存在明显振荡，即齿条衬套处存在异常，同时根据曲线A的波形变化规律符合碰撞时的振荡曲线，进而判断异响类型为碰撞异响，由此通过曲线A分析异响原因为齿条与衬套间隙变大，齿条与衬套碰撞产生异响。

该复现转向异响的试验台架结构简单，通过载荷调节机构能模拟车辆在实际运行过程中对转向器的载荷，从而便于复现转向器的实际运行工况；通过转向器装配架能对不同的型号的转向器进行装配，从而能对多种型号转向器进行针对性的排查分析，使其具有通用性，且相较于整车试验仅需拆装转向器，从而能极大地降低拆装过程中的劳动强度，同时提高试验效率；解决了现有现有试验方式费时费力，且通用性差的问题。

Claims (10)

1.一种复现转向异响的试验台架，它由载荷调节机构、转向器装配架和管柱装配架（1）构成，其特征在于：载荷调节机构上通过固定螺栓安装有转向器装配架，转向器装配架一侧设置有管柱装配架（1）。

2.根据权利要求1所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的载荷调节机构由支撑架（2）、载荷调节器、测试车轮（3）和路面模拟板（4）构成，支撑架（2）上通过并列设置的载荷调节器对称安装有测试车轮（3），测试车轮（3）下方的支撑架（2）上固装有路面模拟板（4），路面模拟板（4）与测试车轮（3）滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的测试车轮（3）内侧上下均设置有连接板（5），连接板（5）之间的测试车轮（3）上设置有转向拉杆（6）。

4.根据权利要求1所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的载荷调节器由装配套筒（7）、调节螺杆（8）、装配块（9）、支撑弹簧（10）和连接杆（11）构成，装配套筒（7）上螺纹安装有调节螺杆（8），调节螺杆（8）的底部端头活动安装有装配块（9），装配块（9）的底部端面上通过支撑弹簧（10）安装有连接杆（11），连接杆（11）通过固定螺栓与连接板（5）固定连接；所述的装配套筒（7）与支撑架（2）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的装配块（9）之间通过同步杆（12）固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的装配套筒（7）上设置有标杆（13），标杆（13）一侧的支撑架（2）上设置有标尺（14）。

7.根据权利要求1所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的转向器装配架由底座（16）、转向器装配板（17）、定位滑块（18）、连接螺栓（19）和连接块（20）构成，底座（16）上设置有转向器装配板（17），转向器装配板（17）的四角分别通过固定螺栓安装有定位滑块（18），定位滑块（18）上设置有连接螺栓（19）；转向器装配板（17）两端的底座（16）上分别设置有连接块（20）；所述的底座（16）通过固定螺栓与支撑架（2）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的连接块（20）上设置有连接凹（21），连接凹（21）通过销轴活动安装有连杆（22），连杆（22）通过销轴与连接板（5）活动连接；连接凹（21）一侧的连接块（20）顶部端面上设置有支撑槽（23）。

9.根据权利要求7所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的转向器装配板（17）上与定位滑块（18）对应状设置有轴向调节槽（24），轴向调节槽（24）内设置有固定滑块（25），定位滑块（18）上设置有径向调节槽（26），定位滑块（18）上的固定螺栓穿过径向调节槽（26）与固定滑块（25）螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的一种复现转向异响的试验台架，其特征在于：所述的管柱装配架（1）上设置有管柱装配板（27），管柱装配板（27）呈倾斜状设置，管柱装配板（27）上并列设置有装配调节槽（29）；管柱装配板（27）一侧的管柱装配架（1）上设置有支撑横杆（28）。

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