DE102004024239A1 - Vehicle shock absorber measurement and analysis procedure measures damped resonance and resonance curve inflection tangent frequency - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mess- und Auswerteverfahren zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand, bei dem mindestens ein auf jeweils einer Radaufstandsfläche ruhendes Rad einer Achse in Schwingungen versetzt wird und die Frequenz der gedämpften Resonanz gemessen wird.The The invention relates to a measurement and evaluation method for testing vibration a vehicle in the installed state, in which at least one on each of a Radaufstandsfläche resting wheel of an axle is vibrated and the frequency the muted Resonance is measured.
Dieses Verfahren dient zum Prüfen von Schwingungsdämpfern eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand, bei dem mindestens ein auf jeweils einer Radaufstandsfläche ruhendes Rad in Schwingungen versetzt wird und dabei ein Frequenzbereich von höherer zu niedriger Frequenz durchfahren wird, bei dem die Resonanzfrequenz des Systems genau gemessen wird. Gleichzeitig und zusätzlich ist vor bzw. nach Erreichen der Resonanzfrequenz die zugehörige Frequenz von mindestens einer der beiden Wendetangenten der Resonanzkunve zu messen. Die Wendetangenten sind durch die Maximal- und Minimalwerte des Gradienten der Resonanzkurve bestimmt. Mit dem Verhältnis von mindestens zwei dieser Frequenzen kann auf relativ einfache Weise das Lehr'sche Dämpfungsmaß D und somit die Wirksamkeit der Dämpfung einer Radaufhängung bzw. eines Schwingungsdämpfers ermittelt werden.This Procedure is for testing of vibration dampers a vehicle in the installed state, in which at least one on each of a Radaufstandsfläche resting wheel is vibrated and thereby a frequency range of higher traversing to low frequency at which the resonant frequency the system is measured accurately. At the same time and in addition before or after reaching the resonance frequency, the associated frequency of at least one of the two turning tangents of the resonance kernel to eat. The turning tangents are through the maximum and minimum values of the gradient of the resonance curve. With the ratio of at least two of these frequencies can be in a relatively simple way the Lehr's damping measure D and thus the effectiveness of damping a suspension or a vibration damper be determined.
Dieses Verfahren bezieht sich auf ein Messverfahren zum Prüfen der Wirksamkeit eines Schwingungsdämpfers im eingebauten Zustand eines Fahrzeuges, bei dem mindestens ein auf jeweils einer Radaufstandsplatte ruhendes Rad einer Achse in Schwingungen versetzt wird und über die genaue Messung mindestens zweier Frequenzen das wirksame Dämpfungsmaß der Radaufhängung bzw. des Schwingungsdämpfers ermittelt werden kann.This Method relates to a measuring method for testing the Effectiveness of a vibration damper in the installed state of a vehicle, in which at least one On each of a Radaufstandsplatte resting wheel of an axle in vibration is offset and over the exact measurement of at least two frequencies the effective damping of the suspension or of the vibration damper can be determined.
Es
sind heute Geräte
zur Überprüfung der Wirksamkeit
von Schwingungsdämpfern
nach dem sogenannten Resonanzprinzip bekannt (z. B.
Zwecks
Erfassung der erforderlichen Kenngrößen zur Bewertung der Wirksamkeit
von Schwingungsdämpfern
im Fahrzeug wird an Stelle des bekannten Fahrzeug – Schwingungssystems
von Aufbau und Achse ein vereinfachter Einmassenschwinger zur Ermittlung
der Dämpfungswirkung
herangezogen (
Um gemäß der allgemeinen Resonanzüberhöhung, bezogen auf das Frequenzverhältnis γ (erregende Frequenz zu ungedämpfter Eigenfrequenz), das Dämpfungsmaß D ermitteln zu können, müssen beim Stand der Technik die unbekannten Werte der betreffenden Fahrzeugradaufhängung wie auf das Rad bezogene Federrate und ungefedertes Gewicht ermittelt oder abgeschätzt werden, weil die ungedämpfte Eigenfrequenz des Systems nicht bekannt ist. Es sind somit zur Ermittlung dieser zusätzlich erforderlichen Größen derzeit noch aufwendige Messmittel und Operationen (z. B. zur Ermittlung der Fahrzeugfederrate am Rad Weg- und Gewichtsunterschiede festzustellen) notwendig. Dabei wird auf die normierte Form von Resonanzkurven Bezug genommen, bei denen die auf die statische Auslenkung bezogene Schwingungsamplitude η als Funktion des Frequenzverhältnisses γ und des Parameters Lehr'sches Dämpfungsmaß D dargestellt ist.Around according to the general Resonance peak, related to the frequency ratio γ (exciting Frequency to undamped Natural frequency), determine the damping measure D. to be able to need to Prior art, the unknown values of the relevant vehicle suspension as wheel-related spring rate and unsprung weight determined or estimated be because the undamped Natural frequency of the system is not known. It is thus for identification this additional required sizes currently still complex measuring equipment and operations (eg for the determination determine the vehicle spring rate on the bike path and weight differences) necessary. It is based on the normalized form of resonance curves With reference to the static deflection related Oscillation amplitude η as Function of the frequency ratio γ and the Parameters Lehr'sches Damping measure D shown is.
Es ist inzwischen bekannt, dass mit den o. a. Prinzipien z. T. Einflüsse von Zuladung, unterschiedlicher ungefederter Achslast aufgrund von z. B. Alufelgen oder anderer Reifenart sowie veränderter Federrate am Fahrzeug das Toleranzband einer noch zulässigen Mindestdämpfung vergrößert. Es ist inzwischen nachgewiesen, dass die Prüfsysteme nach dem Resonanzprinzip mit zusätzlicher Feder zwischen Anregung und Radaufstandsplatte nur marginal niedrige Einflüsse auf die Dämpferwirksamkeit über den Reifeninnendruck ausüben.It is now known that with the o. a. Principles z. T. influences of Payload, different unsprung axle load due to z. As alloy wheels or other type of tire and changed spring rate on the vehicle the tolerance band of a permissible one minimum attenuation increased. It has now been proven that the test systems according to the resonance principle with additional Spring between excitation and Radaufstandsplatte only marginally low influences on the damper effectiveness over the Exercise tire pressure.
Neben den Prüfsystemen nach dem Resonanzprinzip mit zusätzlicher Feder zwischen Anregung und Radaufstandsplatte gibt es Prüfstandsprinzipien (z. B. DE-PS 24 45 406), die über direkte Anregung der Radaufstandsplatte und eine Kraftmessung an ihr die Bewertung der Dämpferwirksamkeit in der Resonanz mit Hilfe der Minimalkraft bewerten und in Prozent der statischen Last angeben. Diese Prinzipien nehmen jedoch relativ starken Einfluss auf das Messergebnis durch Zuladung und hauptsächlich unterschiedlichen Reifeninnendruck, so dass hiermit unzulässig hohe Streubereiche auftreten, die eine genaue Bewertung, selbst bei hoher Minderung der Dämpferwirksamkeit ausschließen.Next the test systems according to the resonance principle with additional Spring between excitation and Radaufstandsplatte there are test bench principles (eg DE-PS 24 45 406), the over Direct excitation of the Radaufstandsplatte and a force measurement her the evaluation of damper efficiency evaluate in resonance using the minimum force and in percent indicate the static load. However, these principles are relative strong influence on the measurement result by payload and mainly different Tire pressure, so that hereby impermissibly high scattering areas occur the accurate rating, even with high reduction in damper efficiency exclude.
Ferner sind z. T. noch Prüfstände im Betrieb, die das Fahrzeug an einer Achse über eine Rampe plötzlich abfallen lassen und die Bewegung des Fahrzeugaufbaus als Ausklingkurve zur Bewertung der Dämpfung heranziehen. Dabei wird bei unterschiedlicher Dämpfung des anderen Rades einer Achse oder auch diagonal an der anderen Achse eine Diagonalschwingung des steifen Aufbaus bewirkt, der mit dem diagonal gegenüberliegenden Dämpfer Einfluss auf das zu bewertende Rad nimmt.Further are z. T. still test stands in operation, the the vehicle over on an axle a ramp suddenly let fall and the movement of the vehicle body as Ausklingkurve for the evaluation of the damping use. It is at different damping of the other wheel of a Axis or diagonally on the other axis a diagonal vibration of the rigid construction causes, with the diagonally opposite damper Influence on the bike to be evaluated.
Da der TÜV oder die Dekra bei Reihenuntersuchungen weder den Reifeninnendruck noch die Zuladung sowie andere zulässige Merkmale wie z. B. Gewicht einer Alufelge aus Zeitgründen überprüfen kann, müssen diese Einflüsse auf einem Prüfstand mit Hilfe eines Messverfahrens weitestgehend eliminiert werden.There the TÜV or the Dekra in serial surveys neither the tire pressure nor the payload and other permissible features such. B. weight check an aluminum rim for time reasons, have to these influences on a test bench with Help a measurement method are largely eliminated.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches, sicheres Verfahren für die Bewertung der Wirksamkeit eines Schwingungsdämpfers zu schaffen, welches eine hinreichend genaue Auswertung einer Dämpfungskenngröße zulässt, die unabhängig vom Fahrzeugtyp und/oder der Fahrzeugklasse z. B. bis etwa 2,5 t Achslast bei Pkw und/oder des Fahrzeuggewichtes bzw. der Zuladung, des Reifeninnendruckes und anderer Einflüsse und somit eine zuverlässige Aussage über ein Grenzmaß der noch zulässigen Dämpferwirksamkeit trifft.task The invention is to provide a simple, safe method of evaluation to provide the effectiveness of a vibration damper, which allows a sufficiently accurate evaluation of a damping characteristic, the independently of the vehicle type and / or the vehicle class z. B. to about 2.5 t Axle load for passenger cars and / or vehicle weight or payload, the tire internal pressure and other influences and thus a reliable statement about a Limit of the still permissible damper effectiveness meets.
Dabei kristallisiert sich heraus, dass mit dem Resonanzprinzip mit zusätzlicher Federunterstützung bisher die geringsten Abweichungen erreicht wurden, jedoch noch einen relativ weiten Toleranzbereich erfordert, den es zu verbessern gilt.there crystallizes out that with the resonance principle with additional spring support so far the least deviations have been achieved, but still requires a relatively wide tolerance range to improve it applies.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zusätzlich zur Frequenz der gedämpften Resonanz die von mindestens einer der beiden Wendetangenten beim Durchfahren der Resonanzkurve gemessen und ins Verhältnis gesetzt wird, wobei mittels dieser Größe das zugehörige Lehr'sche Dämpfungsmaß ermittelt bzw. die Wirksamkeit des Schwingungsdämpfers bewertet werden kann to solution this object is inventively provided that in addition to the frequency of the muted Resonance of at least one of the two Wendetangenten at Traversing the resonance curve is measured and put in proportion, being determined by means of this size the associated Lehr'sche damping measure or the effectiveness of the vibration damper can be evaluated
Mit der Messung der Resonanzfrequenz und der Frequenz mindestens einer Wendetangente wird vorteilhaft die Ermittlung der unbekannten, ungedämpften Eigenfrequenz des zu bewertenden Schwingungssystems umgangen und die zuvor aufgezeigten, zu Ungenauigkeiten tendierenden und zusätzlich zu bestimmenden Größen vermieden. Hinzu kommt, dass alle Größen, die ins Verhältnis gesetzt werden, sich in einer Frequenzabfolge befinden, die ohne weitere Maßnahmen von einem Frequenzumrichter in einem Messdurchlauf ermittelt werden können und so zu weniger Ungenauigkeit führen.With the measurement of the resonance frequency and the frequency of at least one Wendetangente is advantageous to determine the unknown, undamped natural frequency bypassed the vibration system to be evaluated and the previously indicated, to avoid inaccuracies and in addition to be determined sizes avoided. In addition, all sizes, the in proportion be set to be in a frequency sequence without further measures be determined by a frequency converter in a measuring run can and thus lead to less inaccuracy.
Am
Beispiel einer Resonanzkurve für
D = 0,25 und der zugehörigen
1. Ableitung wird in
Aus dieser Darstellung wird ersichtlich, dass die für die Ermittlung der Dämpferwirkung erforderlichen Kenngrößen sich während eines einzigen Messdurchlaufs des zu bewertenden Systems ergeben, ohne dass aufwendige Annahmen von z. B. auf das Rad bezogene Fahrzeugfederrate und anteilige Radmasse ermittelt werden müssen.Out This illustration shows that the determination of the damper effect required characteristics themselves while of a single measurement run of the system to be evaluated, without that elaborate assumptions of z. B. wheel related vehicle spring rate and proportionate wheel mass must be determined.
Solche Frequenzumrichter werden bereits heute in diesen Prüfständen zur Ermittlung von Geräuschuntersuchungen an Fahrzeugen verwandt, um durch genaues Anfahren der Frequenzen die Ursachen von im Fahrzeug auftretenden Geräuschen im Labor und nicht durch aufwendige Versuchsfahrten ermitteln zu müssen.Such frequency converters are already used today in these test benches for the determination of noise examinations on vehicles in order to accurately determine the frequencies of the causes of vehicle noise in the Laboratory and not to have to determine by consuming trial trips.
Somit
können
die gemessenen Frequenzen gespeichert und rechnerisch ins Verhältnis gesetzt werden.
Mittels einer angepassten Software kann somit die Formel
Mit dieser Messmethode und Auswertung wird eine wesentliche Vereinfachung und von Ungenauigkeiten weitestgehend bereinigte und somit genauere Bewertung der Schwingungsdämpfer-Wirksamkeit erreicht. Da aus der Praxis bei optimaler Dämpfung im Fahrzeug die D – Werte bei 0,25 bis etwa 0,3 liegen, können entsprechend niedrigere Werte von offiziellen Gremien wie BMV, TÜV, Dekra, o. ä. als Grenzwerte bei Reihenuntersuchungen festgelegt werden.With This measurement method and evaluation will be a major simplification and from inaccuracies largely cleansed and thus more accurate Evaluation of the vibration damper effectiveness reached. Since from the practice with optimal damping in the vehicle the D - values from 0.25 to about 0.3 can correspondingly lower values of official committees such as BMV, TÜV, Dekra, or similar as limit values be determined during screening.
Die genannten Frequenzen zeichnen sich dadurch aus, daß sie durch die Kontrolle der 1. und 2. Differenzen der Schwingungsamplituden s während des Frequenzdurchlaufs entdeckt werden und somit nach dem Stand der Technik normale meßtechnische Aufgaben sind. Deshalb ist es kein zusätzlicher Aufwand, auch das Verhältnis dieser Amplituden zu bilden und über dieses Verhältnis das Dämpfungsmaß zu bestimmen oder es zur Korrektur bei z.B. stark nichtlinearen Dämpferkennlinien, d.h. besonders bei leistungsgeminderten Dämpfern, heranzuziehen. Dadurch wird in solchen Fällen vorteilhafter Weise eine höhere Auswertegenauigkeit erzielt.The These frequencies are characterized by the fact that they the control of the 1st and 2nd differences of the vibration amplitudes s while the frequency sweep are discovered and thus according to the state the technique normal metrological Tasks are. That's why it's no extra effort, even that relationship these amplitudes form and over this ratio to determine the damping measure or for correction at e.g. strong non-linear damper characteristics, i.e. especially in performance-reduced dampers, use. Thereby will in such cases advantageously a higher Evaluation accuracy achieved.
Die
Formeln lauten dann:
Somit ist von Vorteil, dass die heute bereits in den Prüfeinrichtungen vorhandenen Messeinrichtungen für die Ermittlung der erforderlichen Kenngrößen herangezogen werden können und keine weiteren Messeinrichtungen erforderlich werden.Consequently is an advantage that already today in the test facilities existing measuring equipment for the determination of the required parameters can be used and no further measuring equipment will be required.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Messwerte in einer entsprechenden Software für die Ermittlung des Lehr'schen Dämpfungsmaßes D rechnerisch ausgewertet werden.To A further embodiment provides that the measured values in a corresponding software for the determination of the Lehr's Dämpfungsmaßes D calculated be evaluated.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das ermittelte Ergebnis des Dämpfungsmaßes angezeigt und/oder ausgedruckt und/oder gleichzeitig mit einer bewertenden Aussage versehen wird.With Advantage is provided that the determined result of the attenuation measure displayed and / or printed and / or simultaneously with a rating statement is provided.
Da die Bewertung der Dämpferwirksamkeit mit ausschließlicher Berücksichtigung der zugehörigen Frequenzverhältnisse sich auf linearisierte Dämpferkennungen stützt, ist bei diesem Verfahren von Vorteil, dass das Verhältnis der genannten Schwingungsamplituden zusätzlich zur Kontrolle und/oder Korrektur bei nichtlinearen und/oder leistungsgeminderten Dämpfern herangezogen und dadurch eine höhere Auswertegenauigkeit erzielt wird.There the evaluation of the damper efficiency with exclusive consideration the associated frequency ratios on linearized damper identifiers supports, is advantageous in this method that the ratio of said vibration amplitudes in addition to the control and / or Correction used for non-linear and / or performance-damped dampers and thereby a higher one Evaluation accuracy is achieved.
Claims (6)
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CN110231181A (en) * | 2019-05-13 | 2019-09-13 | 中冀施玛特科技河北有限公司 | A kind of vehicle physical method for parameter estimation based on vibration-testing information |
-
2004
- 2004-05-15 DE DE200410024239 patent/DE102004024239A1/en not_active Withdrawn
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CN110231181B (en) * | 2019-05-13 | 2020-12-29 | 中冀施玛特科技河北有限公司 | Vehicle physical parameter estimation method based on vibration test information |
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