CN212030930U - 一种轮毂电机减振性能测试装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种轮毂电机减振性能测试装置,包括控制中心、受所述控制中心控制的路面模拟组件与轮毂电机车辆模拟组件和用于检测所述轮毂电机车辆模拟组件的减振性能的传感器组件。所述轮毂电机车辆模拟组件中安装有轮毂电机动力吸振器组件和车体悬架吸振器组件。轮毂电机轴传感器、轮毂电机转子传感器通过控制中心数据处理,实现轮毂电机动力吸振器性能测试和评价;车体传感器、车轴传感器通过控制中心数据处理,实现悬架性能测试和评价。

Description

一种轮毂电机减振性能测试装置
技术领域
本实用新型涉及车辆震动噪声控制技术领域,特别是涉及一种轮毂电机减振性能测试装置。
背景技术
轮毂电机驱动车辆由于电机可以直接安装在轮毂内,每个车轮的驱动转矩能够得到灵活地控制与分配,因此相比于传统汽车,车辆动力学控制可以更好地使用在这种新型结构的车辆上,整车的动力性能及操控性能也会得到提升,成为电动汽车重要的发展方向。
但是,车辆采用轮毂电机驱动后,非簧载质量增加,导致平顺性和操纵稳定性恶化。
为了减轻轮毂电机对车车辆平顺性和操纵稳定性的负面影响,需要设计动力吸振器减振系统与车轮和轮毂电机总成配合使用,而动力吸振器的刚度、阻尼参数与减振系统的测试直接关系动力吸振器减振系统的研发和性能评价。
在车辆轮毂电机的减振性能测试装置技术中,公开号为CN109738210A的实用新型专利,一种汽车驱动轴动力吸振器性能测试装置及其测试方法,包括固定底座安装在地面上,支架安装在固定底座上,动力吸振器套装在驱动轴上,驱动轴的端部安装在安装座上,对驱动轴安装在测试装置上,对驱动轴动力吸振器性能进行测试。
但该装置和方法忽略了车轮轮胎刚度阻尼对动力减振器的影响,也没考虑车体质量和载荷、车身悬架刚度阻尼对轮毂电机的影响,从而导致减振性能测试结果与实际情况偏差较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有车辆轮毂电机的减振性能测系统和测试方法中忽略了车轮轮胎刚度阻尼、车体质量和载荷以及车身悬架刚度阻尼的影响,导致减振性能测试结果与实际情况偏差较大的技术缺陷,而提供一种轮毂电机减振性能测试装置。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:
一种轮毂电机减振性能测试装置,包括路面模拟组件、轮毂电机车辆模拟组件以及传感器组件;
所述路面模拟组件包括模拟路面驱动电机、通过弹性联轴器安装在所述模拟路面驱动电机的输出轴上的转轴、安装在所述转轴上并随之转动的模拟路面转轮,所述模拟路面转轮通过所述转轴转动连接在支架上,所述模拟路面转轮的周向面形成模拟路面的作用面;
所述轮毂电机车辆模拟组件包括由轮胎和轮毂组成的车轮、用于驱动所述车轮转动的轮毂电机转子与轮毂电机定子、轮毂电机轴、用于模拟车体载荷的压力块和放置在所述压力块上的可调质量块,所述轮胎与所述作用面相接触,所述轮毂电机轴与所述转轴相平行,所述车轮、轮毂电机转子、轮毂电机定子和轮毂电机轴水平同轴心设置,所述轮毂电机轴一端安装有所述车轮,另一端通过轴承固定在轮毂电机轴支架上,所述压力块通过车体悬架吸振器组件安装在所述轮毂电机轴的上方,所述轮毂电机转子内部与所述轮毂电机轴之间安装有轮毂电机动力吸振器组件;
所述传感器组件包括安装在所述轮毂电机转子内部的轮毂电机轴上的轮毂电机轴传感器、安装在所述轮毂电机转子上的轮毂电机转子传感器、安装在所述压力块上的车体传感器和安装在所述压力块下方的轮毂电机轴上的车轴传感器。
在上述技术方案中,还包括控制中心,所述控制中心上的数据接口箱分别与所述模拟路面驱动电机和所述轮毂电机定子电连接;所述传感器组件与所述控制中心通讯连接。
在上述技术方案中,所述轮毂电机车辆模拟组件设置于水平面上,所述路面模拟组件设置在所述水平面下方的凹坑内,所述模拟路面转轮位于所述轮胎正下方,两者相接触。
在上述技术方案中,所述模拟路面转轮为多个可替换的转轮中的一个,且各个转轮的作用面粗糙度和平整度不同以模拟不同路面;所述路面模拟组件还包括用于支撑所述模拟路面驱动电机的驱动电机支架。
在上述技术方案中,所述车体悬架吸振器组件包括竖直设置的悬架弹簧、悬架定阻尼器和悬架可调阻尼器,所述悬架弹簧、悬架定阻尼器和悬架可调阻尼器的底部均固定于所述轮毂电机轴上,顶部均固定于所述压力块上。
在上述技术方案中,所述轮毂电机动力吸振器组件包括竖直设置的动力吸振器弹簧、动力吸振器定阻尼器和动力吸振器可调阻尼器,所述动力吸振器弹簧、动力吸振器定阻尼器和动力吸振器可调阻尼器的底部均固定于所述轮毂电机轴上,顶部均固定于所述轮毂电机转子上。
在上述技术方案中,所述悬架弹簧通过悬架弹簧下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过悬架定阻尼器上支座安装在所述压力块上;
所述悬架定阻尼器通过悬架定阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过悬架定阻尼器上支座安装在所述压力块上;
所述悬架可调阻尼器通过悬架可调阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过悬架可调阻尼器上支座安装在所述压力块上;
所述动力吸振器弹簧下端通过动力吸振器弹簧下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过动力吸振器弹簧上支座安装在所述轮毂电机转子上;
所述动力吸振器定阻尼器下端通过动力吸振器定阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过动力吸振器定阻尼器上支座安装在所述轮毂电机转子上;
所述动力吸振器可调阻尼器下端通过动力吸振器可调阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过动力吸振器可调阻尼器上支座安装在所述轮毂电机转子上。
在上述技术方案中,所述轮毂电机轴传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器;
所述轮毂电机转子传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器;
所述车体传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器;
所述车轴传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器。
在上述技术方案中,所述轮毂电机轴传感器和所述轮毂电机转子传感器分别与所述控制中心通过无线通讯连接。
在上述技术方案中,所述车体传感器和所述车轴传感器与所述控制中心均通过无线通讯连接或数据线连接。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1.本实用新型提供的轮毂电机减振性能测试装置,包括路面模拟组件和轮毂电机车辆模拟组件,其中轮毂电机车辆模拟组件中包含有车轮和用于模拟车体载荷的压力块,尽可能的还原了轮毂电机车辆的真实行驶状态。
2.应用本实用新型提供的轮毂电机减振性能测试装置的测试方法,将行驶过程中,路况、车轮刚度阻尼、车体质量和载荷以及车身悬挂刚度阻尼对减振性能测试结果的影响降低,提高了减振性能测试结果的准确度。
附图说明
图1所示为轮毂电机减振性能测试装置的结构示意图。
图中:1-模拟路面左支撑,2-转轴,3-模拟路面转轮,4-弹性联轴器,5-车轮,6-轮毂电机转子,7-轮毂电机定子,8-轮毂电机轴传感器,9-动力吸振器弹簧下支座,10-动力吸振器定阻尼器下支座,11-动力吸振器可调阻尼器下支座,12-动力吸振器弹簧,13-动力吸振器弹簧上支座,14-动力吸振器定阻尼器上支座,15-动力吸振器可调阻尼器上支座,16-轮毂电机转子传感器,17-动力吸振器定阻尼器,18-动力吸振器可调阻尼器,19-悬架定阻尼器上支座,20-悬架定阻尼器上支座,21-悬架可调阻尼器上支座,22-可调质量块,23-悬架弹簧,24-车体传感器,25-悬架定阻尼器,26-压力块,27-悬架可调阻尼器,28-悬架弹簧下支座,29-悬架定阻尼器下支座,30-悬架可调阻尼器下支座,31-轮毂电机轴,32-数据接口箱,33-控制中心,34-轮毂电机轴支架,35-车轴传感器,36-模拟路面驱动电机,37-模拟路面右支撑,38-驱动电机支架。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种轮毂电机减振性能测试装置,包括路面模拟组件、轮毂电机车辆模拟组件和用于检测所述轮毂电机车辆模拟组件的减振性能的传感器组件;
所述路面模拟组件位于轮毂电机车辆模拟组件的下方,包括模拟路面驱动电机36、通过弹性联轴器4安装在所述模拟路面驱动电机36的输出轴上的转轴2、安装在所述转轴2上并随之转动的模拟路面转轮3和与所述转轴2转动连接用于为所述模拟路面转轮提供支撑力的支架,所述支架包括模拟路面左支撑1和模拟路面右支撑37分别位于所述模拟路面转轮左右两侧,所述模拟路面转轮3的周向面形成模拟路面的作用面;
所述轮毂电机车辆模拟组件包括由轮胎和轮毂组成的车轮5、用于驱动所述车轮5转动的轮毂电机转子6与轮毂电机定子7、轮毂电机轴31、用于模拟车体载荷的压力块26和放置在所述压力块26上的可调质量块22,所述车轮5、轮毂电机转子6、轮毂电机定子7和轮毂电机轴31水平同轴心设置,所述轮毂电机轴31一端安装有所述车轮5,另一端通过轴承固定在轮毂电机轴支架34上,所述压力块26通过车体悬架吸振器组件安装在所述轮毂电机轴31的上方,所述轮毂电机转子6内部与所述轮毂电机轴31之间安装有轮毂电机动力吸振器组件,车轮5与下方的模拟路面转轮3相接触,车轮5的周向面与所述作用面相互作用以模拟车轮在路面行驶中的相互作用。
所述传感器组件包括用于测评所述轮毂电机动力吸振器组件的减振性能的轮毂电机轴传感器8与轮毂电机转子传感器16以及用于测评所述车体悬架吸振器组件的减振性能的车体传感器24与车轴传感器35;所述轮毂电机轴传感器8安装在所述轮毂电机转子6内部的轮毂电机轴31上,所述轮毂电机转子传感器16安装在所述轮毂电机转子6上,所述车体传感器24安装在所述压力块26上,所述车轴传感器35安装在所述压力块26下方的轮毂电机轴31上。
作为优选,还包括控制中心33,所述控制中心33上的数据接口箱32分别与所述模拟路面驱动电机36和所述轮毂电机定子7电连接,以控制所述模拟路面驱动电机36的开启与闭合以及控制所述轮毂电机定子7的通电或断电;所述传感器组件与所述控制中心33通讯连接,用于接收所述传感器组件检测到的数据信息,并进行分析。
实施例2
作为优选,所述路面模拟组件还包括用于支撑所述模拟路面驱动电机36的驱动电机支架38。驱动电机支架38、模拟路面左支撑1和模拟路面右支撑37的设置是为了使路面模拟组件整体稳定运行。配合以弹性联轴器4,用于减少模拟路面驱动电机传递到模拟路面转轮的振动,保证模拟路面转轮的平稳运行,降低由于模拟路面转轮的晃动造成的测量误差。
作为优选,所述模拟路面转轮3可更换,以适应不同路面情况下的测量。
作为优选,所述车体悬架吸振器组件包括悬架弹簧23、悬架定阻尼器25和悬架可调阻尼器27,悬架定阻尼器25和悬架可调阻尼器27是针对本系统增加的,作用是在不同车身重量作用下,吸收来自路面激励的振动,并且可以根据车架载荷的变化进行阻尼调节,从而使车架减振效果更好。
所述轮毂电机动力吸振器组件包括动力吸振器弹簧12、动力吸振器定阻尼器17和动力吸振器可调阻尼器18,动力吸振器定阻尼器17和动力吸振器可调阻尼器18是针对本系统增加的,作用是在不同轮毂电机重量作用下,吸收来自路面激励和轮毂电机的振动,并且可以根据轮毂电机载荷的变化进行阻尼调节,从而使轮毂电机对车身的冲击最小。
所述动力吸振器弹簧12下端通过动力吸振器弹簧下支座9安装在所述轮毂电机轴31上,上端通过动力吸振器弹簧上支座13安装在所述轮毂电机转子6上,方便动力吸振器弹簧12的更换安装;
所述动力吸振器定阻尼器17下端通过动力吸振器定阻尼器下支座10安装在所述轮毂电机轴31上,上端通过动力吸振器定阻尼器上支座14安装在所述轮毂电机转子6上,方便动力吸振器定阻尼器17的更换安装;
所述动力吸振器可调阻尼器18下端通过动力吸振器可调阻尼器下支座11安装在所述轮毂电机轴31上,上端通过动力吸振器可调阻尼器上支座15安装在所述轮毂电机转子6上,方便动力吸振器可调阻尼器18的更换安装;
所述悬架弹簧23通过悬架弹簧下支座28安装在所述轮毂电机轴31上,上端通过悬架定阻尼器上支座19安装在所述压力块26上,方便悬架弹簧23的更换安装;
所述悬架定阻尼器25通过悬架定阻尼器下支座29安装在所述轮毂电机轴31上,上端通过悬架定阻尼器上支座20安装在所述压力块26上,方便悬架定阻尼器25的更换安装;
所述悬架可调阻尼器27通过悬架可调阻尼器下支座30安装在所述轮毂电机轴31上,上端通过悬架可调阻尼器上支座21安装在所述压力块26上,方便悬架可调阻尼器27的更换安装。
具体来说,所述轮毂电机轴传感器8、所述轮毂电机转子传感器16、所述车体传感器24和所述车轴传感器35分别是加速度传感器或速度传感器或位移传感器。上述几种传感器均可通过积分求导等数学计算过程计算得出所需测试结果,具体计算过程属于本领域内的现有技术,在此不做赘述。
作为优选,所述轮毂电机轴传感器8和所述轮毂电机转子传感器16分别与所述控制中心33通过无线通讯连接,避免由于转动造成的线路缠绕。
作为优选,所述车体传感器24和所述车轴传感器35均与所述控制中心33通过无线通讯连接或数据线连接。
实施例3
实施例1中所述轮毂电机减振性能测试装置的测试方法,包括以下步骤:
步骤1:对所述轮毂电机减振性能测试装置进行安装和调试;
步骤2:控制中心33发出指令,通过所述数据接口箱32控制所述模拟路面驱动电机36开启,驱动所述转轴2和所述模拟路面转轮3转动;
步骤3:控制中心33发出指令,通过所述数据接口箱32控制所述轮毂电机定子7通电,通电后的所述轮毂电机定子7电磁驱动所述轮毂电机转子6,进而驱动车轮5旋转;
步骤4:控制中心33发出测量指令,所述轮毂电机轴传感器8和所述轮毂电机转子传感器16通过无线通讯将采集到的吸振器测试数据传输至控制中心33;所述车体传感器24和所述车轴传感器35通过无线通讯或数据线将采集到的悬架测试数据传输至控制中心33;
步骤5:控制中心33将接收到的吸振器测试数据进行分析计算得轮毂电机动力吸振器的传递函数和幅频特性;
控制中心33将接收到的悬架测试数据进行分析计算得悬架的传递函数和幅频特性;
步骤6:更换模拟路面转轮3、车体可调质量块22、动力吸振器弹簧12、动力吸振器定阻尼器17、动力吸振器可调阻尼器18、悬架弹簧23、悬架定阻尼器25和悬架可调阻尼器27中的一个或多个,重复步骤1-5,得测试和评价结果。
传递函数和幅频特性的计算过程属于本领域内的现有技术,可参考以下文献:
(1)Weizhi Song;Yanqing Zhao;Haijun Zhao;Hui Zhou;Kai Liang;Adaptivedynamic vibration absorber based on a new type of smart material,NoiseControl Engineering Journal,2017,65(3):191-196.
(2)宋伟志;姚永玉;赵海军;赵红霞;岳遂录;陈智勇;基于新型材料的吸振器设计及电流控制方法,振动、测试与诊断,2018,38(5):1009-1084.
在此不做赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,包括路面模拟组件、轮毂电机车辆模拟组件以及传感器组件;
所述路面模拟组件包括模拟路面驱动电机、通过弹性联轴器安装在所述模拟路面驱动电机的输出轴上的转轴、安装在所述转轴上并随之转动的模拟路面转轮,所述模拟路面转轮通过所述转轴转动连接在支架上,所述模拟路面转轮的周向面形成模拟路面的作用面;
所述轮毂电机车辆模拟组件包括由轮胎和轮毂组成的车轮、用于驱动所述车轮转动的轮毂电机转子与轮毂电机定子、轮毂电机轴、用于模拟车体载荷的压力块和放置在所述压力块上的可调质量块,所述轮胎与所述作用面相接触,所述轮毂电机轴与所述转轴相平行,所述车轮、轮毂电机转子、轮毂电机定子和轮毂电机轴水平同轴心设置,所述轮毂电机轴一端安装有所述车轮,另一端通过轴承固定在轮毂电机轴支架上,所述压力块通过车体悬架吸振器组件安装在所述轮毂电机轴的上方,所述轮毂电机转子内部与所述轮毂电机轴之间安装有轮毂电机动力吸振器组件;
所述传感器组件包括安装在所述轮毂电机转子内部的轮毂电机轴上的轮毂电机轴传感器、安装在所述轮毂电机转子上的轮毂电机转子传感器、安装在所述压力块上的车体传感器和安装在所述压力块下方的轮毂电机轴上的车轴传感器。
2.如权利要求1所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,还包括控制中心,所述控制中心上的数据接口箱分别与所述模拟路面驱动电机和所述轮毂电机定子电连接;所述传感器组件与所述控制中心通讯连接。
3.如权利要求2所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述轮毂电机车辆模拟组件设置于水平面上,所述路面模拟组件设置在所述水平面下方的凹坑内,所述模拟路面转轮位于所述轮胎正下方,两者相接触。
4.如权利要求3所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述模拟路面转轮为多个可替换的转轮中的一个,且各个转轮的作用面粗糙度和平整度不同以模拟不同路面;所述路面模拟组件还包括用于支撑所述模拟路面驱动电机的驱动电机支架。
5.如权利要求2所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述车体悬架吸振器组件包括竖直设置的悬架弹簧、悬架定阻尼器和悬架可调阻尼器,所述悬架弹簧、悬架定阻尼器和悬架可调阻尼器的底部均固定于所述轮毂电机轴上,顶部均固定于所述压力块上。
6.如权利要求5所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述轮毂电机动力吸振器组件包括竖直设置的动力吸振器弹簧、动力吸振器定阻尼器和动力吸振器可调阻尼器,所述动力吸振器弹簧、动力吸振器定阻尼器和动力吸振器可调阻尼器的底部均固定于所述轮毂电机轴上,顶部均固定于所述轮毂电机转子上。
7.如权利要求6所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述悬架弹簧通过悬架弹簧下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过悬架定阻尼器上支座安装在所述压力块上;
所述悬架定阻尼器通过悬架定阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过悬架定阻尼器上支座安装在所述压力块上;
所述悬架可调阻尼器通过悬架可调阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过悬架可调阻尼器上支座安装在所述压力块上;
所述动力吸振器弹簧下端通过动力吸振器弹簧下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过动力吸振器弹簧上支座安装在所述轮毂电机转子上;
所述动力吸振器定阻尼器下端通过动力吸振器定阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过动力吸振器定阻尼器上支座安装在所述轮毂电机转子上;
所述动力吸振器可调阻尼器下端通过动力吸振器可调阻尼器下支座安装在所述轮毂电机轴上,上端通过动力吸振器可调阻尼器上支座安装在所述轮毂电机转子上。
8.如权利要求2所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述轮毂电机轴传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器;
所述轮毂电机转子传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器;
所述车体传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器;
所述车轴传感器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器。
9.如权利要求8所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述轮毂电机轴传感器和所述轮毂电机转子传感器分别与所述控制中心通过无线通讯连接。
10.如权利要求8所述的轮毂电机减振性能测试装置,其特征在于,所述车体传感器和所述车轴传感器与所述控制中心均通过无线通讯连接或数据线连接。
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