专利名称：扭矩输入装置以及具有该扭矩输入装置的频率测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种扭矩输入装置以及具有该扭矩输入装置的频率测量系统，尤其涉及用于测试汽车半轴固有频率的扭矩输入装置以及频率测量系统。
背景技术：
在差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴被称为半轴，也叫驱动桥，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，分为全浮式和半浮式两种。其中，全浮式半轴只传递扭矩，不承受任何反力和弯矩，因而广泛应用于各类汽车上。而半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低，因而被广泛用于反力弯矩较小的各类轿车上。总之，无论哪种半轴，都是要传递扭矩的。半轴作为扭矩的传递单元传递扭矩时，同时也会把振动传递到车身，从而给车上的乘客带来不舒服的振动和噪声。因此，在汽车开发阶段设计半轴的时候，要求其自身的固有频率应该避开常用的发动机转速频率范围。然而，要求将一根复杂的半轴直接做到符合舒适性需求的频率是非常困难的，通常会在做好的半轴上加设阻尼减震器(damper)来改变半轴的固有频率以达到设计要求。然而，这样就涉及到如何准确测量半轴固有频率的问题了。通常，测量物体的固有频率是在静止状态(无扭矩输入)下进行的。在给物体一个全频谱的外部激励的状态下，通过观察激励反馈来得出物体的固有频率。因此，在汽车的开发过程中，一般只能测得半轴静止状态下的固有频率。但事实上，汽车在开动过程中，发动机会给半轴一定的扭矩，并且这个扭矩是随着发动机的转速而变化的，扭矩的存在使半轴的固有频率相对于静止状态下的频率有了变化。因此，如果用半轴静止状态时的固有频率来代替扭矩变化时的固有频率肯定会给开发工作带来误差。另外，在汽车开发工作过程中，不可能在一辆运动着的汽车上测试其半轴的固有频率，当前也没有一种测量运动物体固有频率的设备或方法，而用静止状态的数据来替代又是不准确的。因此，在汽车开发过程中，经常会遇到花了很多时间用于改变半轴的固有频率，最终却效果不佳的情况。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可精确测量扭矩变化时的汽车半轴的固有频率的扭矩输入装置及频率测量系统，其结构简单，制作方便，成本低廉，易于操作，可用于多种轮胎不同的汽车。本实用新型的扭矩输入装置包括固定盘、固定于固定盘的螺栓套筒盘、将螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒、一端与固定盘连接并使其转动(即加载扭矩)的扭矩加载杆以及设置在扭矩加载杆另一端、用于放置质量块的质量加载盘。根据上述结构，由于通过螺栓套筒，将固定盘与轮胎连接，并通过在质量加载盘加质量块的方式加载扭矩，该扭矩通过扭矩加载杆、固定盘传递给轮胎，再由轮胎传递给半轴。而且,扭矩输入的变化可通过加载不同的质量块来实现，由于扭矩加载杆的长度是一定的，质量加载盘的位置也是确定的，因此输入扭矩的力臂是确定的，所需输入的扭矩仅由质量加载盘内的质量块的质量决定。因此可以精确且方便地实现不同扭矩的输入。另外，固定盘具有安置螺栓套筒盘的安放槽，螺栓套筒盘直接固定在固定盘的安放槽内，通过螺纹连接自由装卸。根据上述结构，由于固定盘具有安置螺栓套筒盘的安放槽，因此可通过螺纹连接自由装卸螺栓套筒盘，根据需要选择不同的螺栓套筒盘。另外，扭矩加载杆通过固定铰链与固定盘相连而形成为一体。另外，螺栓套筒的数量为4个或5个。本实用新型的频率测量系统包括扭矩输入装置和频率测量装置，该扭矩输入装置 包括固定盘、固定于固定盘的螺栓套筒盘、将螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒、一端与固定盘连接并使其转动(即加载扭矩)的扭矩加载杆以及设置在扭矩加载杆另一端、用于放置质量块的质量加载盘。根据上述结构，由于通过螺栓套筒，将固定盘与轮胎连接，并通过在质量加载盘加质量块的方式加载扭矩，该扭矩通过扭矩加载杆、固定盘传递给轮胎，再由轮胎传递给半轴。而且,扭矩输入的变化可通过加载不同的质量块来实现，由于扭矩加载杆的长度是一定的，质量加载盘的位置也是确定的，因此输入扭矩的力臂是确定的，所需输入的扭矩仅由质量加载盘内的质量块的质量决定。因此可以精确且方便地实现不同扭矩的输入。在半轴上施加了扭矩后，就可以在汽车整车半轴上敲频响函数测试其固有频率了。然后根据不同的扭矩要求更换不同的质量块，再重复以上测试。另外，固定盘具有安置螺栓套筒盘的安放槽，螺栓套筒盘直接固定在固定盘的安放槽内，通过螺纹连接自由装卸。根据上述结构，由于固定盘具有安置螺栓套筒盘的安放槽，因此可通过螺纹连接自由装卸螺栓套筒盘，根据需要选择不同的螺栓套筒盘。另外，扭矩加载杆通过固定铰链与固定盘相连而形成为一体。
图I是表示本实用新型实施方式I的用于五螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的立体图。图2是表示本实用新型实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的立体图。图3(A)是表示本实用新型实施方式I的用于五螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的主视图。图3(B)是表示本实用新型实施方式I的用于五螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的侧视图。图4(A)是表示本实用新型实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的主视图。图4(B)是表示本实用新型实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的侧视图。图5(A)是表示本实用新型实施方式1、2的卸下螺栓套筒盘后的扭矩输入装置的主视图。图5(B)是表示本实用新型实施方式1、2的卸下螺栓套筒盘后的扭矩输入装置的侧视图。图6(A)是表示本实用新型实施方式I的用于五螺栓轮胎汽车的螺栓套筒盘的主视图。图6(B)是表示本实用新型实施方式I的用于五螺栓轮胎汽车的螺栓套筒盘的侧视图。图7(A)是表示本实用新型实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的螺栓套筒盘的主视图。图7(B)是表示本实用新型实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的螺栓套筒盘的侧视图。(符号说明)I固定盘2螺栓套筒盘2丨安放槽3螺栓套筒4扭矩加载杆5质量加载盘6固定铰链
具体实施方式
以下对本实施方式的具体实施方式
作详细说明。以下实施方式仅仅是本实施方式技术方案的一例，不应被解释为对本实施方式保护范围的限定。扭矩输入装置在汽车的跑动过程中，发动机输出动力，通过变速箱将扭矩传递给半轴，再由半轴传递动力来驱动车轮的转动；为了在发动机熄火的状态下模拟该工况，最直接的办法是给整车半轴输入扭矩，但是直接在整车半轴加载扭矩是非常困难的。首先，难以确定加载位置，因为整车半轴的两端都连接在汽车的其他部位，而轴身的空间比较狭小，难以设计这样一种设备为半轴直接输入扭矩；其次如果扭矩输入设备直接与半轴接触，会影响整车半轴的固有频率，为实验的精确性带来影响。由此可见，本案设计人想到通过与半轴相连的两端一变速箱和轮胎来向整车半轴上加载扭矩。在发动机熄火的状态下要向变速箱输入扭矩，而且还不能使变速箱受损，这就更加困难重重。于是，涉及人进一步想到通过车轮为整车半轴输入扭矩。由于给车轮输入的扭矩可以直接传递给半轴，而不至于对车轮造成损害，因此得到本案的扭矩输入装置。实施方式I图I是表示本实施方式I的用于五螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的立体图。如图I所示，扭矩输入装置包括固定盘I、固定于固定盘I的螺栓套筒盘2、将螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒3(本实施方式中为5个)、一端与固定盘I连接并使其转动(即加载扭矩)的扭矩加载杆4以及设置在扭矩加载杆4另一端、用于放置质量块的质量加载盘5。螺栓套筒盘2上的螺栓套筒3可直接嵌套在汽车轮胎的螺栓上。图5是表示卸下螺栓套筒盘后的扭矩输入装置的主视图和侧视图。图6(A)、(B)是表示用于五螺栓轮胎汽车的螺栓套筒盘的主视图侧视图。如图5、6所示，固定盘I具有安放螺栓套筒盘的安放槽2,，可将螺栓套筒盘2直接固定在固定盘I的安放槽2,内。本实施方式中，两者通过螺纹连接自由装卸。。图3 (A)、(B)分别是表示本实施方式I的用于五 螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的主视图和侧视图。如图3(B)所示，扭矩加载杆4通过固定铰链6与固定盘I相连。扭矩加载杆与固定盘I是成一体的、没有相对运动的。通过在质量加载盘5加质量块的方式加载扭矩，该扭矩通过扭矩加载杆4、固定盘I传递给轮胎，再由轮胎传递给半轴。扭矩输入的变化可通过加载不同的质量块来实现，由于扭矩加载杆的长度是一定的，质量加载盘的位置也是确定的，因此输入扭矩的力臂是确定的，所需输入的扭矩仅由质量加载盘5内的质量块的质量决定。因此可以方便地实现不同扭矩的输入。实施方式2图2是表示本实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的立体图。如图2所示，扭矩输入装置包括固定盘I、固定于固定盘I的螺栓套筒盘2、将螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒3 (本实施方式中为4个)、一端与固定盘I连接并使其转动(即加载扭矩)的扭矩加载杆4以及设置在扭矩加载杆4另一端、用于放置质量块的质量加载盘5。螺栓套筒盘2上的螺栓套筒3可直接嵌套在汽车轮胎的螺栓上。图5是表示卸下螺栓套筒盘后的扭矩输入装置的主视图和侧视图。图7(A)、(B)是表示用于四螺栓轮胎汽车的螺栓套筒盘的主视图和侧视图。如图5、7所示，固定盘I具有安放螺栓套筒盘的安放槽2,，可将螺栓套筒盘2直接固定在固定盘I的安放槽2,内。本实施方式中，两者通过螺纹连接自由装卸。另外，图4(A)、(B)分别是表示本实施方式2的用于四螺栓轮胎汽车的扭矩输入装置的主视图和侧视图。如图4(B)所示，扭矩加载杆4通过固定铰链6与固定盘I相连。扭矩加载杆与固定盘I是成一体的、没有相对运动的。通过在质量加载盘5加质量块的方式加载扭矩，该扭矩通过扭矩加载杆4、固定盘I传递给轮胎，再由轮胎传递给半轴。扭矩输入的变化可通过加载不同的质量块来实现，由于扭矩加载杆的长度是一定的，质量加载盘的位置也是确定的，因此输入扭矩的力臂是确定的，所需输入的扭矩仅由质量加载盘5内的质量块的质量决定。因此可以方便地实现不同扭矩的输入。测试方法以下对本实用新型的扭矩输入装置及频率测量系统的使用方法进行说明。首先，判断所测汽车轮胎上的螺栓数量，根据不同的螺栓数量选择使用不同的螺栓套筒盘2。例如，具有5个螺栓的轮胎选用图6所示的五螺栓轮胎套筒盘，具有4个螺栓的轮胎选用图7所示的四螺栓轮胎套筒盘。将选定的螺栓套筒盘2安装在图5所示的固定盘I的安放槽I'上，顺着螺纹旋紧。调整汽车轮胎的位置，使螺栓套筒3完全套进轮胎上的螺栓后，扭矩加载杆4处于水平位置。根据不同的扭矩需求，在质量加载盘5中放入不同的质量块，由于力臂是确定的，所以根据不同的扭矩可以算得相应的质量，在不超出量程的情况下往质量加载盘5放入质量块就相当于给汽车整车半轴施加了扭矩。通过扭矩输入装置在半轴上施加了扭矩后，就可以在汽车整车半轴上敲频响函数测试其固有频率。然后根据不同的扭矩要求更换不同的质量块，再重复以上测试。·
权利要求1.一种扭矩输入装置，其特征在于，包括 固定盘、 固定于所述固定盘的螺栓套筒盘、 将所述螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒、 一端与所述固定盘连接并使其转动的扭矩加载杆、以及 设置在所述扭矩加载杆另一端、用于放置质量块的质量加载盘。
2.如权利要求I所述的扭矩输入装置，其特征在于，所述固定盘具有安置所述螺栓套筒盘的安放槽，所述螺栓套筒盘直接固定在所述固定盘的所述安放槽内，通过螺纹连接自由装隹P。
3.如权利要求I所述的扭矩输入装置，其特征在于，所述扭矩加载杆通过固定铰链与所述固定盘相连而形成为一体。
4.如权利要求I所述的扭矩输入装置，其特征在于，所述螺栓套筒的数量为4个或5个。
5.一种频率测量系统，包括扭矩输入装置和频率测量装置，该扭矩输入装置包括 固定盘、 固定于所述固定盘的螺栓套筒盘、 将所述螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒、 一端与所述固定盘连接并使其转动的扭矩加载杆、以及 设置在所述扭矩加载杆另一端、用于放置质量块的质量加载盘。
6.如权利要求5所述的频率测量系统，其特征在于，所述固定盘具有安置所述螺栓套筒盘的安放槽，所述螺栓套筒盘直接固定在所述固定盘的所述安放槽内，通过螺纹连接自由装隹P。
7.如权利要求5所述的频率测量系统，其特征在于，所述扭矩加载杆通过固定铰链与所述固定盘相连而形成为一体。
专利摘要本实用新型提供一种扭矩输入装置，包括固定盘、固定于固定盘的螺栓套筒盘、将螺栓套筒盘与轮胎连接的螺栓套筒、一端与固定盘连接并使其转动(即加载扭矩)的扭矩加载杆以及设置在扭矩加载杆另一端、用于放置质量块的质量加载盘。
文档编号G01H17/00GK202582713SQ20122000504
公开日2012年12月5日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者王伟峰, 赵海澜, 李岐, 黄应来, 张宏波, 孙善勇, 张瑜, 吴仍广 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司