一种动力吸振器频率测试方法与流程

本发明涉及汽车nvh领域，具体涉及一种动力吸振器频率测试方法。

背景技术：

随着汽车主机厂对整车气密性指标的控制及声学包裹的不断优化，中高频噪声得到很好的控制和降低，动力传动系统低频共振导致的整车轰鸣问题变得越来越突显，因此解决动力传动系统低频共振导致的整车轰鸣问题变得越来越重要。目前汽车主机厂解决该问题的方法主要有两个：方法一是优化引起这种低频共振的系统或零部件结构，将其固有频率分离，避免共振；方法二是设计一个固有频率相同的动力吸振器并刚性连接在该系统或零部件上，以此达到被动吸能减振的目的，从而降低低频共振产生的轰鸣。上述方法一由于需要重新设计动力传动的某一系统，出于设计费用和时间周期考虑，主机厂一般不会花巨资和时间去优化动力传动系统的结构。相比方法一，方法二只在原有结构上增加一个动力吸振器，该方法具有结构简单、费用小、周期短等优点，因此该方法是主机厂常用的优化技术。系统固有频率计算公式：

注：代表系统固有频率，k代表系统刚度,对动力吸振器而言指的便是橡胶刚度,m代表的是系统质量。

为了调试满足频率要求的动力吸振器，降低低频轰鸣，需要准确的试验方法来测试和调试动力吸振器的频率。

国内对动力传动系统动力吸振器频率的测试和调试技术目前缺乏简单而准确的实验方法。主要的难点包括：一是无法准确掌握影响动力吸振器频率大小的关键因素，进而无法控制关键参数来模拟动力吸振器的工作边界条件，导致动力吸振器测试方法和调试技术不成熟；另外，对测试数据的分析存在片面性，测试人员往往仅仅关注动力吸振器的频响函数，而不关注频响函数的相位关系和对应的模态振型，导致测试结果与实际频率偏差较大。

上海汽车集团股份有限公司孙建喜等若干块金属板、两个安装螺栓和弹性橡胶等基础材料，利用安装螺栓可增减质量的特性设计出一款可调频率的动力吸振器，它的优点在于一定频率范围内，用户可根据需求调节吸振器频率。但它也存在自身的局限性，该设计工装未考虑动力吸振器工作环境温度及工作激励力大小，因此吸振器频率准确的调节周期较长。

重庆长安汽车股份有限公司许建等通过l型固定螺栓、固定地板和底座设计出一款吸振器工装夹具，并在其工装夹具上提供测试吸振器频率的方法。该装置本身的优点是结构简单，便于被测动力吸振器的安装。但该测试方法使用的是传统的力锤测试方法，由于吸振器的橡胶非线性特性，吸振器频率受力锤力的大小影响不可忽略，因此该方法测试结果的可重复性不高。且该测试方法依然没有考虑到温度对橡胶刚度的影响，因此该测试装置及测试方法无法准确测试出动力吸振器频率。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种动力吸振器频率测试方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种动力吸振器频率测试方法，其特征步骤如下：

步骤一：通过动力吸振器模态测试台架模拟整车上的动力吸振器工作的边界条件，包括温度和激励力，测试出其在动力吸振器模态测试台架上的综合频响函数sum，操作步骤如下：

（1）先确定测试车型在动力传动系统中产生低速轰鸣的零件部位，然后确定该零件部位的固有频率，将需要测试与调制的动力吸振器装配在该零件处；

（2）在动力吸振器上布置加速度振动传感器以及近场温度传感器，采集动力吸振器在低速轰鸣工况下的加速度时域信号和近场温度；

（3）将动力吸振器从整车上拆卸并放入恒温箱中，设定恒温箱温度与低速轰鸣工况下的动力吸振器的近场温度一致，保持动力吸振器在恒温箱中3小时以上；

（4）把恒温箱中动力吸振器放置于动力吸振器模态测试台架上，保持动力吸振器温度与整车对应的近场温度一致，在动力吸振器上设置若干加速度振动传感器，用激振器模拟动力吸振器在整车装配状态下的激励力大小，使得动力吸振器模态测试台架上的动力吸振器的振动加速度时域信号与在整车上的一致，得出综合频响函数sum；

步骤二：通过综合频响函数sum和加速度振动传感器在测点的频响函数frf以及测点对应的相位关系，使用lms公司的test.lab软件中的polymax模块计算出动力吸振器准确的频率和对应的振型；

步骤三：（1）根据固有频率计算公式：，其中f0是固有频率，k是刚度，m是质量；对动力吸振器进行调制，即在动力吸振器系统刚度k保持不变的前提下，对动力吸振器的质量m进行增减，从而实现动力吸振器的固有频率f0的改变；

（2）重复步骤一中的（3）和（4），对调制后的动力吸振器进行模态频率测试，验证调制后的动力吸振器的固有频率是否与产生低速轰鸣的零件部位固有频率一致；

步骤四：对调制后的动力吸振器频率的准确度验证

将调制好的动力吸振器安装到整车上进行效果验证，把在整车状态下安装动力吸振器前后的整车噪声与振动对比，验证调制后的吸振器是否达到降低整车低频轰鸣的效果。

本发明的有益效果在于：1、本发明提出了影响动力吸振器吸振频率的边界条件：激励力大小和工作温度；2、通过模拟动力吸振器的边界条件测试出动力吸振器的频率，应用简单的固有频率理论公式便可调试出满足频率需求的动力吸振器；3、可缩短汽车主机厂对动力吸振器试制与开发的时间周期，提高动力吸振器研发效率。

附图说明

图1待调制动力吸振器在问题工况下的加速度时域信号曲线，

图2待调制动力吸振器模态测试台架示意图，

图3激振器模拟待调制动力吸振器在问题工况下的加速度时域信号曲线，

图4待调制动力吸振器上四个测点的频响函数frf曲线，

图5待调制动力吸振器上四个测点的综合频响函数sum曲线，

图6待调制动力吸振器模态振型图，

图7调制后的动力吸振器上四个测点的综合频响函数sum曲线，

图8调制后的动力吸振器振型图，

图9整车上动力吸振器安装前后车内噪声声压级优化对比图，

图10整车上动力吸振器安装前后整车振动优化对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图10。

一种动力吸振器频率测试方法，其特征步骤如下：

步骤一：通过动力吸振器模态测试台架2模拟整车上的动力吸振器工作的边界条件，包括温度和激励力，测试出其在动力吸振器模态测试台架2上的综合频响函数sum，操作步骤如下：

（1）先确定测试车型在动力传动系统中产生低速轰鸣的零件部位，然后确定该零件部位的固有频率，将需要测试与调制的动力吸振器1装配在该零件处；

（2）在动力吸振器1上布置加速度振动传感器以及近场温度传感器，采集动力吸振器1在低速轰鸣工况下的加速度时域信号和近场温度；

（3）将动力吸振器1从整车上拆卸并放入恒温箱中，设定恒温箱温度与低速轰鸣工况下的动力吸振器1的近场温度一致，保持动力吸振器1在恒温箱中3小时以上；

（4）把恒温箱中动力吸振器1放置于动力吸振器模态测试台架2上，保持动力吸振器温度与整车对应的近场温度一致，在动力吸振器1上设置若干加速度振动传感器，用激振器3模拟动力吸振器1在整车装配状态下的激励力大小，使得动力吸振器模态测试台架2上的动力吸振器1的振动加速度时域信号与在整车上的一致，得出综合频响函数sum；

步骤二：通过综合频响函数sum和加速度振动传感器在测点的频响函数frf以及测点对应的相位关系，使用lms公司的test.lab软件中的polymax模块计算出动力吸振器准确的频率和对应的振型；

步骤三：（1）根据固有频率计算公式：，其中f0是固有频率，k是刚度，m是质量；对动力吸振器进行调制，即在动力吸振器系统刚度k保持不变的前提下，对动力吸振器的质量m进行增减，从而实现动力吸振器的固有频率f0的改变；

（2）重复步骤一中的（3）和（4），对调制后的动力吸振器进行模态频率测试，验证调制后的动力吸振器的固有频率是否与产生低速轰鸣的零件部位固有频率一致；

步骤四：对调制后的动力吸振器频率的准确度验证

将调制好的动力吸振器安装到整车上进行效果验证，把在整车状态下安装动力吸振器前后的整车噪声与振动对比，验证调制后的吸振器是否达到降低整车低频轰鸣的效果。

更详细具体实施为：通过对国内某柴油前置后驱suv1560rpm轰鸣问题进行诊断发现，该问题主要为后驱动桥系统第一阶弹性模态与发动机激励频率耦合共振，车内轰鸣转速1560rpm，频率为52hz，因此需要调制出一个52hz的动力吸振器。

按本发明方法将待调制的动力吸振器通过螺栓安装在后驱动桥上并测试出该动力吸振器在整车上的振动时域信号，参看附图1，并记录动力吸振器的近场温度。图1显示动力吸振器产生5g的振动大小，温度为40℃；将5g和40℃的参数通过台架激振器模拟，参看附图2和3，并得出该待调制的吸振器频率为66hz，frf曲线与综合频响函数及对应阵型参看图4、5和6；通过固有频率计算公式得出，需要在现有吸振器上增加2.2kg质量，使得吸振器频率降低至52hz附近；对增加质量后的吸振器进行台架测试，测试结果显示经过调制后，吸振器频率降低到52hz附近，曲线和振型详见图7和8；将调制好的动力吸振器安装到后驱动桥上进行整车nvh效果验证，实验结果显示，经调制的52hz动力吸振器可以优化整车1560rpm轰鸣，整车声压级降低了5dba，2阶降低8dba，实验结果参看附图9；52hz动力吸振器也降低了后桥壳体的振动，后桥振动由0.9g降低到0.3g，整车振动降低了67%，实验结果参看附图10。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。