重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法

文档序号:10665470阅读:660来源:国知局
重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法
【专利摘要】本发明提供一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法,其要解决的技术问题是重型汽车在非装车状态下如何测试动力总成悬置的刚体模态。本方法是将动力总成按照装车条件的空间布局要求安装在刚度较大的支架上,支架通过地脚螺栓与地面连接。然后通过激振器或力锤给动力总成提供激振能量,通过布置在动力总成上的三向加速度传感器拾取响应信号,通过分析可以得到动力总成沿X、Y、Z三个方向的平动模态和绕X、Y、Z三个方向的转动模态。本发明的特点在于可以规避在装车状态下传动轴质量、发动机进排气及发动机冷却系统管路等对动力总成刚体模态的影响,能够更快的验证设计的准确性。
【专利说明】
重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法
技术领域
[0001]本发明涉及重型汽车振动与噪声测试领域,更加具体地说明了利用台架试验方法测量动力总成刚体模态的方法及装置。
【背景技术】
[0002]重型汽车动力总成悬置系统的主要作用是实现动力总成与车架之间的双向隔振。而其隔振性能主要取决于悬置系统的振动解耦设计和频率分布设计(即固有频率合理配置,主要考虑路面激励频率与发动机自激频率)。
[0003]目前重型汽车动力总成悬置的设计主要依靠理论计算与多体动力学仿真手段,悬置开发完成后在整车状态下进行动力总成刚体模态测试,测试结果与仿真结果进行对比以验证设计准确性,但是实际装车状态刚体模态测试结果容易受到车架模态、传动轴质量、发动机进排气及发动机冷却系统管路的影响,试验结果与仿真结果往往很难比较。
[0004]在实车试制完成阶段进行刚体模态测试,如果发现动力总成悬置隔振性能问题,再进行整改,往往影响整车开发的时间进度,此外,实车状态激振器的布置或力锤的操作空间也受到发动机舱空间的严格限制,因此采用台架试验的方法是一种非常有效的试验方法。
[0005]发明专利内容
[0006]本发明所要解决的技术问题是重型汽车在非装车状态下测试动力总成悬置刚体模态的方法,提供一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法。
[0007]本发明通过将动力总成按照装车条件的空间布局要求安装在刚度较大的支架上,支架优选通过地脚螺栓与地面连接。然后通过激振器或力锤给动力总成提供激振能量,优选通过布置在动力总成上的三向加速度传感器拾取响应信号,通过分析可以得到动力总成沿X、Y、Z三个方向的平动模态和绕X、Y、Z三个方向的转动模态。
[0008]本发明的特点在于可以规避在装车状态下传动轴质量、发动机进排气及发动机冷却系统管路等对动力总成刚体模态的影响,能够更快地验证设计的准确性。
[0009]本发明的目的在于弥补现有技术在实际装车条件下的动力总成悬置系统刚体模态测试方法存在的缺陷,提供了利用台架进行重型汽车动力总成悬置系统的一种简便、可行、有效、经济、实用的刚体模态测试方法。
[0010]为了达到以上目的,本发明是通过以下的技术方案实现的:
[0011]—种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,包括激励源、振动传感器、动态数据采集仪、动力总成悬置支架,动力总成及悬置安装于动力总成悬置支架上,振动传感器安装于动力总成表面,振动传感器连接至动态数据采集仪,动态数据采集仪连接数据分析处理装置,激励源布置在动力总成上。
[0012]进一步地,动力总成悬置支架第一阶弹性体模态大于等于500Hz。
[0013]进一步地,动力总成悬置支架通过地脚螺栓固定于地面上。
[0014]进一步地,振动传感器的移动位置反映动力总成的几何形状。
[0015]进一步地,所述的激励源采用激振器,至少2套激振器安装在动力总成前后位置;每个激振器头部连接力传感器。
[0016]进一步地,所述的激振器的安装角度保证在车辆坐标系X、Y、Z三方向上均有振动會ti。
[0017]进一步地,所述的振动传感器采用加速度传感器;
[0018]进一步地,所述的动力总成包括发动机、变速箱,所述的加速度传感器布置在发动机及变速箱的特征点上,各特征点即为测点,测点的数量大于等于8个,测点的几何连线反应动力总成的基本形状。
[0019]进一步地,所述的数据分析处理装置采用电脑,电脑中设置有数据分析处理模块。
[0020]一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试方法,包括以下步骤:
[0021]I)将动力总成悬置3安装在悬置支架2上,悬置支架通过地脚螺栓牢固的与地面连接;
[0022]2)根据设计图纸将发动机4及变速箱5组装,然后与动力总成悬置3连接。
[0023]3)在动力总成前、后部位寻找特征点,特征点能够有平面以安装力传感器,布置激振器1、2,激振器1、2布置建议在X、Y、Z三方向均有激励能量;激振器连接力传感器;
[0024]4)将加速度传感器6布置在发动机4及变速箱5的特征点上,测量布置点的几何坐标,测点数量需多8个,测点的几何连线基本能够反映动力总成的基本形状。并在数据分析处理装置8的数据分析软件中完成几何建模;
[0025]5)初始化数据采集装置上的模态测试模块,初始化数据分析处理装置8中的模态测试和分析模块,利用多点激励多点响应的方法完成数据采集;数据采集装置连接数据分析处理装置;
[0026]6)利用模态分析模块获得动力总成悬置系统的模态振型,从模态振型获得悬置系统在实际装车状态下的各阶模态频率,并且通过模态振型计算获得动力总成悬置系统的振动解耦率。
[0027]利用该方法获得的动力总成刚体模态频率、振型及解耦度避开了车架模态、车架悬挂系统等外界因素的影响,与设计、仿真状态最为贴近,可以高效的验证动力总成悬置设计的合理性,如果发现问题可以得到及时修改,提高研发效率。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的一个实施例中的动力总成悬置系统的刚体模态测试装置的结构示意图。
[0029]图中:1激振器2悬置支架3动力总成悬置4发动机5变速箱6加速度传感器7动态数据采集仪8数据处理电脑
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明。应理解,这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明表述的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0031]如图1所示,一种重型汽车动力总成刚体模态测试装置,设备部门包括用于测试用的动力总成悬置装置、悬置安装支架、加速度传感器及数据采集装置、两套激振器,将测试用的动力总成及悬置安装于测试台架上,动力总成特征位置布置加速度传感器,并将加速度传感器连接到数据采集装置上。
[0032]动力总成悬置支架第一阶弹性体模态大于等于500Hz。动力总成悬置支架通过地脚螺栓固定于地面上。激励源采用激振器,至少2套激振器安装在动力总成前后位置;每个激振器头部连接力传感器。在其他实施例中,激励源也可以采用力锤。
[0033]激振器的安装角度保证在车辆坐标系X、Y、Z三方向上均有振动能量。
[0034]动力总成包括发动机、变速箱,三向加速度传感器布置在发动机及变速箱的特征点上,各特征点即为测点,测点的数量大于等于8个,测点的几何连线反应动力总成的基本形状。数据分析处理装置采用电脑,电脑中设置有模态测试和分析软件,所述软件为公知技术或本领域技术人员可正常获得的内容。
[0035]实验前首先将激振器I固定牢靠并与发动机4、变速箱5连接、将加速度传感器6安装于发动机4、变速箱5的特征点上并与数据采集装置连接。
[0036]该刚体模态测试方法试验前的准备工作及详细测试步骤如下:
[0037]第一步:按照设计要求将发动机4、变速箱5安装于悬置支架上,固定好激振器I ;
[0038]第二步:在发动机4、变速箱5上选择响应测试点(布置至少8个测点),并测量测试点的坐标,建立动力总成测试模型,在激振器末端布置力传感器,作为模态数据频率响应函数计算的参考通道;
[0039]第三步:初始化数据采集装置上的模态测试软件,初始化数据分析处理电脑8中的模态测试和分析软件;
[0040]第四步:利用触发随机信号(频率带宽2-30HZ)激励发动机,同时触发采集仪记录响应点的加速度数据,完成一次采集,共采集不少于20组数据,然后做平均处理。
[0041]第五步:利用数据采集装置所匹配的模态分析软件获得动力总成悬置系统的振动振型,从模态振型过的悬置系统的各阶固有频率,并通过模态振型计算获得振动解耦率。
[0042]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本案的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本案技术方案的精神,其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,包括激励源、振动传感器、动态数据采集仪、动力总成悬置支架,动力总成及悬置安装于动力总成悬置支架上,振动传感器安装于动力总成表面,振动传感器连接至动态数据采集仪,动态数据采集仪连接数据分析处理装置,激励源布置在动力总成上。2.根据权利要求1所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,动力总成悬置支架第一阶弹性体模态大于等于500Hz。3.根据权利要求1或2所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,动力总成悬置支架通过地脚螺栓固定于地面上。4.根据权利要求1至3任一所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,振动传感器的移动位置反映动力总成的几何形状。5.根据权利要求1至4任一所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,所述的激励源采用激振器,至少2套激振器安装在动力总成前后位置;每个激振器头部连接力传感器。6.根据权利要求5所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,所述的激振器的安装角度保证在车辆坐标系X、Y、Z三方向上均有振动能量。7.根据权利要求1至6任一所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,所述的振动传感器采用加速度传感器。8.根据权利要求7所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,所述的动力总成包括发动机、变速箱,所述的加速度传感器布置在发动机及变速箱的特征点上,各特征点即为测点,测点的数量大于等于8个,测点的几何连线反应动力总成的基本形状。9.根据权利要求1至8任一所述的一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置,其特征在于,所述的数据分析处理装置采用电脑,电脑中设置有数据分析处理模块。10.一种重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试方法,包括以下步骤: 1)将动力总成悬置(3)安装在悬置支架(2)上,悬置支架通过地脚螺栓牢固的与地面连接; 2)根据设计图纸将发动机(4)及变速箱(5)组装,然后与动力总成悬置(3)连接。 3)在动力总成前、后部位寻找特征点,特征点能够有平面以安装力传感器,布置激振器(1、2),激振器(1、2)布置建议在X、Y、Z三方向均有激励能量;激振器连接力传感器; 4)将加速度传感器(6)布置在发动机(4)及变速箱(5)的特征点上,测量布置点的几何坐标,测点数量需多8个,测点的几何连线基本能够反映动力总成的基本形状。并在数据分析处理装置(8)的数据分析软件中完成几何建模; 5)初始化数据采集装置上的模态测试模块,初始化数据分析处理装置8中的模态测试和分析模块,利用多点激励多点响应的方法完成数据采集;数据采集装置连接数据分析处理装置; 6)利用模态分析模块获得动力总成悬置系统的模态振型,从模态振型获得悬置系统在实际装车状态下的各阶模态频率,并且通过模态振型计算获得动力总成悬置系统的振动解耦率。
【文档编号】G01M17/007GK106033027SQ201510102211
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月9日
【发明人】运伟国, 陈瑞峰, 吴继辉, 杨少华, 武智方
【申请人】陕西重型汽车有限公司
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