发动机动力总成惯性参数测试辅助方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机动力总成惯性参数测试辅助方法，通过惯性参数定义规律和动力总成质量分布与惯性参数之间的关系来方便地判断动力总成惯性参数测量结果正确性与合理性。本发明构思巧妙、原理简单、使用方便，既可在测试前估算发动机动力总成的惯性参数，又可判断通过任何测试系统测得的惯性参数数据的正确性与合理性，对保证测试数据正确性，提高测试效率和操作人员的理论与技术水平具有重要作用。
【专利说明】发动机动力总成惯性参数测试辅助方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于刚体惯性参数测试【技术领域】，尤其涉及一种发动机动力总成惯性参数 测试辅助方法。
【背景技术】
[0002] 汽车动力总成是由发动机和变速器构成的总成。动力总成通过悬置元件安装在汽 车上构成动力总成悬置系统，为对该悬置系统进行减振、隔振设计，需要准确获取动力总 成的质量、质心、惯性矩和惯性积等基本参数。惯性参数的准确与否对悬置系统的减振、隔 振设计的效果有着重要影响。目前动力总成惯性矩和惯性积参数主要依靠复摆法、三线摆 法、试验模态分析等试验手段测量得到，但是这些测量方法及设备仅能对动力总成的惯性 参数进行测量，却无法对测量结果直接进行校验。然而，任何一种测量方法都没有办法保证 在设备出现故障或存在人为失误的情况下所得到的惯性参数数据的正确性与合理性，测试 人员只能被动地接受测试结果，无法判定测试结果数据的正确性与合理性。而在测量过程 中难免存在仪器故障，操作失误等问题，这就使得悬置系统的设计过程存在一定的风险。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种发动机动力总成惯性参数测试辅助方法，以 方便判定惯性参数测量结果数据的正确性与合理性。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：发动机动力总成惯性参数测试 辅助方法，包括以下步骤：
[0005] 〈1>通过测量发动机动力总成的特征尺寸预估其惯性参数；
[0006] 〈2>根据惯性参数的定义规律判断动力总成惯性参数测量结果数据的正确性；
[0007] 〈3>通过构建惯性参数等效模型，判断发动机动力总成惯性参数测试数据的合理 性。
[0008] 步骤〈1>按以下操作进行：测量发动机动力总成的特征尺寸，根据特征尺寸构建 与该发动机动力总成质量相同的三个矩形体组成的匀质实心立方体，通过计算该特征体的 惯性参数，在该发动机动力总成上测试台之前，得到其惯性参数的近似数值。
[0009] 步骤〈2>按以下操作进行：动力总成惯性参数的测量结果包括动力总成质量m，质 心在发动机坐标系O e-XJeZe中的坐标值X。、y。、z。，动力总成在质心坐标系Oe-X cTc^的惯性 矩Ixx、Iyy、Izz，惯性积I xy、Iyz、Izx ;根据惯性参数的定义：
[0010] Ixx = f (y2+z2) dm, Iyy = / (x2+z2) dm, Izz = / (x2+y 2) dm,
[0011] Ixy = / xydm, Iyz = / yzdm, Izx = / zxdm,
[0012] 可知：
[0013] Ixx+Iyy-Izz = f [ (y2+z2) + (x2+z2) - (x2+y2) ] dm = f 2z2dm ^ 0,
[0014] Ixx+Izz-Iyy = f [ (y2+z2) + (x2+y2) - (x2+z2) ] dm = f 2y2dm ^ 0,
[0015] Iyy+Izz-Ixx = / [ (x2+z2) + (x2+y2) - (y2+z2) ] dm = / 2x 2dm ^ 0,
[0016] Ixx-2Iyz = / (y 2+z2)dm-2 / yzdm = / (y 2+z2-2yz) dm = / (y-z)2dm ^ 0,
[0017] Iyy_2Ixx = / (x 2+z2) dm_2 / xzdm = / (x 2+z2_2xz) dm = / (x_z) 2dm > 0,
[0018] Izz-2Ixy = / (x 2+y2)dm-2 / xydm = / (x 2+y2-2xy)dm = / (x-y)2dm 彡 0，
[0019] 若测得的惯性参数不能同时满足以下六个不等式：
[0020] Ixx+Iyy 彡 Izz, Ixx+Izz 彡 Iyy, Iyy+Izz 彡 Ixx, Ixx 彡 2Iyz，Iyy 彡 2IZX，Izz 彡 2Ixy，
[0021] 则直接判定动力总成惯性参数测试数据错误。
[0022] 步骤〈3>按以下操作进行：
[0023] 3. 1根据动力总成在质心标系Oe-XcTc^内的惯性矩、惯性积测试数据，计算动力总 成的二个主惯性矩,,z,"和惯性主轴坐标系O m-XmYmZm在质心坐标系内的方向 余弦阵：
【权利要求】
1. 一种发动机动力总成惯性参数测试辅助方法，其特征在于包括以下步骤： 〈1>通过测量发动机动力总成的特征尺寸预估其惯性参数； 〈2>根据惯性参数的定义规律判断动力总成惯性参数测量结果数据的正确性； 〈3>通过构建惯性参数等效模型，判断发动机动力总成惯性参数测试数据的合理性。
2. 根据权利要求1所述的发动机动力总成惯性参数测试辅助方法，其特征在于：步骤 〈1>按以下操作进行：测量发动机动力总成的特征尺寸，根据特征尺寸构建与该发动机动 力总成质量相同的三个矩形体组成的匀质实心立方体，通过计算该特征体的惯性参数，在 该发动机动力总成上测试台之前，得到其惯性参数的近似数值。
3. 根据权利要求1所述的发动机动力总成惯性参数测试辅助方法，其特征在于：步骤 〈2>按以下操作进行：动力总成惯性参数的测量结果包括动力总成质量m，质心在发动机坐 标系Oe-XJA中的坐标值X。、y。、z。，动力总成在质心坐标系O e-XcTc^的惯性矩Ixx、Iyy、I zz， 惯性积Ixy、Iyz、Izx ;根据惯性参数的定义： Ιχχ = f (y2+z2) dm, Iyy = f (x2+z2) dm, Izz = f (x2+y2) dm, Ixy - f xydnij Iyz - / yzdrn，Izx - / zxdrn， 可知： Ixx+Iyy-Izz = / [ (y2+z2) + (x2+z2) - (x2+y2) ] dm = / 2z2dm ^ 0, H-Iyy = J" [(y2+z2) + (x2+y2)_(x2+z2)]dm = / 2y2dm 彡 0, Iyy+H = T [(χ2+ζ2)+ (x2+y2)_(y2+z2)]dm = / 2x2dm 彡 0, Ixx-2Iyz = / (y2+z2)dm-2 / yzdm = / (y2+z2-2yz) dm = / (y-z)2dm^0, Iyy-2IXZ = / (x2+z2) dm-2 / xzdm = / (x2+z2-2xz) dm = / (x-z)2dm^0, Izz-2Ixy = / (x2+y2)dm-2 / xydm = / (x2+y2-2xy) dm = / (x-y)2dm^0, 若测得的惯性参数不能同时满足以下六个不等式： ?χχ+lyy ^ ?ζζ? ?χχ+?ζζ ^ iyy' lyy+lzz ^ ?χχ? ?χχ ^ 2lyz' lyy ^ 2?ζχ' Izz ^ 2?χγ' 则直接判定动力总成惯性参数测试数据错误。
4. 根据权利要求1所述的发动机动力总成惯性参数测试辅助方法，其特征在于步骤 〈3>按以下操作进行： 3. 1根据动力总成在质心标系〇「Χ^Ζ。内的惯性矩、惯性积测试数据，计算动力总成的 三个主惯性矩、Λλ、心和惯性主轴坐标系O m-XmYmZm在质心坐标系内的方向余 弦阵：
，其中xm，Ym，Z m分别为惯性主轴坐标系 的坐标轴； 3. 2根据动力总成的三个主惯性矩Λ,,α、、Λ,,ζ,和质量m，计算出惯性矩与其相 等的等效长方体的尺寸和密度： 长度：
览度：
高度： 密度：P = m/ (abc); 3. 3根据动力总成的惯性主轴坐标轴对质心坐标系的方向余弦阵A，计算出惯性主轴 坐标系Om-XmYmZm各坐标轴与质心坐标系A-XJ。各坐标轴的夹角； 3. 4在发动机动力总成数模中，构建三个边与惯性主轴坐标系坐标轴平行的等效长方 体，等效长方体中心Om与数模质心0。重合，形成等效长方体与动力总成数模共存的模型； 或者在步骤〈1>中得到的特征体中，构建三个边与惯性主轴坐标系坐标轴平行的等效 长方体，等效长方体中心O m与特征体质心0。重合，构成等效长方体与特征体共存的模型； 3. 5观察等效长方体在发动机动力总成数模中的方位，对照发动机动力总成质量分布 的特点，通过对照分析等效长方体走向和质量分布规律与发动机动力总成实际质量走向与 质量分布规律是否相符，判断动力总成惯性参数测量结果数据的合理性； 或者观察等效长方体在特征体中的方位，对照特征体质量分布的特点，通过对照分析 等效长方体走向与质量分布规律与特征体的实际质量走向与质量分布规律是否相符，判断 动力总成惯性参数测量结果数据的合理性； 还可根据等效长方体三个边长a、b、c与动力总成对应特征尺寸相对大小关系判断动 力总成惯性参数测量结果数据的合理性。
【文档编号】G01M1/10GK104390741SQ201410745721
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】陈树勋, 陈瑞兵, 韦齐峰 申请人:广西大学