一种发动机悬置动刚度的测试装置的制作方法

本发明涉及一种发动机悬置动刚度的测试装置，属于车辆振动测试领域。

背景技术：

近年来，汽车NVH性能越来越受到重视，发动机悬置系统将动力总成与车架弹性连接，可以对动力总成与车架之间的振动进行双向隔离。因此，发动机悬置系统的设计好坏直接影响到发动机振动向车架的传递，影响整车的NVH性能。

发动机正常工作，对悬置的作用力是动载荷，因此对悬置动载荷下抵抗变形的能力，即动刚度的探究对悬置系统的改善具有很强的实际意义。

现有技术主要是用力锤手工敲击悬置以模拟动载荷，测试的精度低。现在是用激振器产生自定义激振力来模拟。

技术实现要素：

本发明的目的是解决发动机悬置动刚度测试精度低的问题，提供一种发动机悬置动刚度的测试装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种发动机悬置动刚度的测试装置，包括控制系统、激振器、激振杆、力锤、预加载质量块、待测悬置、传感器、基座和螺栓；

连接关系：

控制系统包括32通道LMS数据采集系统和功率放大器；功率放大器一端与32通道LMS数据采集系统连接，另一端与激振器连接；

基座上方依次放置待测悬置和预加载质量块，然后通过螺栓将待测悬置和预加载质量块固定安装在基座；通过调节螺栓可以给待测悬置施加不同的预载荷；预加载质量块上方依次固定连接力锤、激振杆和激振器；待测悬置表面连接有传感器；

所述传感器包括力传感器和加速度传感器；

工作过程：

步骤一、发动机在不工作时对悬置就有一个作用力，这个作用力称为预载荷。通过预加载质量块给悬置施加的作用力来模拟悬置所受的预载荷，预载荷的大小通过调节螺栓的预紧力来控制。

步骤二、发动机工作时，悬置受动载荷作用。LMS数据采集系统发出控制信号，经过功率放大器，控制激振器产生激振力，激振力通过激振杆和力锤作用到悬置上，模拟悬置所受的动载荷，激振力的加载方向与悬置受力方向一致。

步骤三、悬置表面安装的力传感器和加速度传感器，将采集到的力和加速度信号传递给LMS数据采集系统。

步骤四、LMS数据采集系统对步骤三采集的力与加速度数据做处理，计算该悬置的动刚度。

有益效果

本发明专利利用激振器加载，能更精确的模拟发动机悬置在实际工作状态下的受力情况，能得到更加精确的动刚度值。

附图说明

图1为装置组成图；

图2为工作流程图；

图3为实施例测试的频率响应曲线；

图4为实施例的测试动刚度曲线；

图5为实施例的仿真动刚度曲线。

其中，1—控制系统、2—激振器、3—激振杆、4—力锤、5—预加载质量块、6—待测悬置、7—传感器、8—基座、9—螺栓。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

利用本发明测试某军用柴油机研究所提供的发动机橡胶悬置的动刚度，包括控制系统1、激振器2、激振杆3、力锤4、预加载质量块5、待测悬置6、传感器7、基座8和螺栓9；如图1所示。

连接关系：

控制系统1包括32通道LMS数据采集系统和功率放大器；功率放大器一端与32通道LMS数据采集系统连接，另一端与激振器2连接；

基座8上方依次放置待测悬置6和预加载质量块5，然后通过螺栓9将待测悬置6和预加载质量块5固定安装在基座8；通过调节螺栓9可以给待测悬置6施加不同的预载荷；预加载质量块5上方依次固定连接力锤4、激振杆3和激振器2；待测悬置6表面连接有传感器7；

所述传感器7包括力传感器和加速度传感器；

工作过程，如图2所示：

步骤一、发动机布置在悬置上方，悬置承受发动机的重力，因此发动机在不工作时对悬置就有一个作用力，这个作用力称为预载荷。通过预加载质量块给悬置施加的作用力来模拟悬置所受的预载荷，预载荷的大小通过调节螺栓的预紧力来控制。本次悬置对应的发动机质量为1290Kg，调节螺栓的预紧力，直到悬置上的力传感器所测的力大小为12900N，此时完成悬置预载荷的加载。

步骤二、发动机工作时，悬置受动载荷作用。LMS数据采集系统发出控制信号，经过功率放大器，控制激振器产生激振力，激振力通过激振杆和力锤作用到悬置上，模拟悬置所受的动载荷，激振力的加载方向与悬置受力方向一致。在LMS数据采集系统里设置分析频率段为0～1000Hz，通过test-sweep-with load加载。

步骤三、悬置表面安装的力传感器和加速度传感器，将采集到的力和加速度信号传递给LMS数据采集系统。通过test-sweep-with load加载测试后，得到两个测点之间Z向即竖直方向的频响函数(FRF)，包括实部和虚部。附图3所示为测试得到的系统输入输出两端点的频响曲线。

步骤四、LMS数据采集系统对步骤三采集的力与加速度数据做处理，计算该悬置的动刚度。进一步对数据进行多项式拟合，最终得到动刚度曲线，如附图4所示。在此基础上，对本次测试的橡胶悬置进行1000Hz以内的动刚度特性有限元仿真计算，得到了随频率变化的刚度特性曲线，如附图5所示。最后做系统的对比研究，分析发现仿真数据和试验数据变化曲线基本一致，同时数值误差能保持在一定范围内，说明本发明的悬置动刚度测试装置是可行的。