專利名稱：汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺、匹配性測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程機械領(lǐng)域，具體涉及ー種汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺、匹配性測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車減震器是汽車懸架系統(tǒng)重要的組成部件之一，其作用是耗散車身和車輪之間的垂直方向運動能量，避免汽車出現(xiàn)共振?，F(xiàn)在汽車廣泛使用的懸架系統(tǒng)由鋼板彈簧、液壓減震器和傳カ導向裝置組成。汽車鋼板彈簧與減震器的性能匹配好壞直接影響到鋼板彈簧和減震器的壽命、駕駛室舒適性。尋求與鋼板彈簧性能匹配最佳的減震器，能夠有效提高懸架的壽命、及乘車舒適性，因此對鋼板彈簧與減震器的匹配研究提出了較高的要求。 現(xiàn)有相關(guān)匹配方法均是通過經(jīng)驗公式的計算，這種匹配方法的弊端在于無法解決實際情況中的不可預知的失效形式，如減震器或鋼板彈簧及其零部件不能達到預期的使用壽命、某一零部件極易損壞等，這些問題均是車輛懸架系統(tǒng)開發(fā)過程中的常見問題。此夕卜，通過經(jīng)驗公式計算進行減震器選型過程較為復雜并且缺乏實驗依據(jù)，很難保證其匹配性能。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本實用新型的第一目的在于提供ー種有效的汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺，包括支架、用于等效單側(cè)軸重的配重裝置、驅(qū)動油缸、第一傳感器及第ニ傳感器；支架包括底座、豎直導軌、升降臺；豎直導軌固定安裝在底座上；升降臺與豎直導軌連接，并可沿著豎直導軌上下運動；配重裝置安裝在升降臺的上表面；升降臺的下表面設(shè)置有用于連接鋼板彈簧的第一連接件，升降臺上設(shè)置有用于連接減震器的第二連接件；驅(qū)動油缸的第一端連接底座，第二端用于連接鋼板彈簧，驅(qū)動油缸用于模擬實時路況對鋼板彈簧施加推拉力，驅(qū)動升降臺沿著豎直導軌上下運動；第一傳感器用于感測減震器的加速度信號；第二傳感器用于感測鋼板彈簧的加速度信號。進ー步地，第一傳感器安裝在升降臺上。進ー步地，測試臺還包括連接裝置；驅(qū)動油缸的第二端與連接裝置的第一端連接，連接裝置的第二端用于連接鋼板彈簧。進ー步地，連接裝置的長度與車輪的高度一致。進ー步地，第二傳感器安裝在連接裝置上。進ー步地，測試臺還包括用于感測驅(qū)動油缸推拉力的カ傳感器，驅(qū)動油缸第二端通過カ傳感器與連接裝置的第一端連接。進ー步地，配重裝置包括質(zhì)量塊及盒體，盒體安裝在升降臺的上表面，質(zhì)量塊放置在盒體中。進ー步地，測試臺還包括第一導輪及第ニ導輪，第一導輪安裝在升降臺的兩側(cè)，并與豎直導軌組成運動副；第二導輪安裝在盒體的兩側(cè)，并與豎直導軌組成運動副。[0012]進ー步地，測試臺還包括路況模擬控制裝置，用于根據(jù)預存的道路載荷譜控制驅(qū)動油缸動作。進ー步地，支架還包括與豎直導軌連接的橫梁。進ー步地，第一連接件為吊耳支座。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本實用新型的第二目的在于提供一種汽車減震器與鋼板彈簧的匹配性測試系統(tǒng)，包括上述任一種測試臺、路況模擬控制裝置、相干性分析裝置；路況模擬控制裝置用于根據(jù)預存的道路載荷譜控制測試臺中的驅(qū)動油缸動作；相干性分析裝置用于接收測試臺中的第一傳感器感測到的減震器的加速度信號及第ニ傳感器感測到的鋼板彈簧的加速度信號，并對鋼板彈簧的加速度信號及減震器的加速度信號進行相干性分析。進ー步地，上述測試系統(tǒng)還包括顯示裝置，用于接收并顯示相干性分析的結(jié)果。本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的加速度模擬測試系統(tǒng)通過利用鋼板彈簧與減震器二者的加速度信號的相干性分析以確定二者是否匹配，避免利用經(jīng)驗公式計算，有利于提聞準確率。

圖I為本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的側(cè)視圖；圖3為本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的匹配性測試系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的匹配性測試方法實施例的流程圖。圖5為鋼板彈簧的加速度信號與汽車減震器的加速度信號的相干性函數(shù)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖I及圖2所示，本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺實施例包括支架
10、用于等效單側(cè)軸重的配重裝置、驅(qū)動油缸13、第一傳感器191及第ニ傳感器193。其中，支架10包括底座101、豎直導軌103、升降臺105 ;豎直導軌103固定安裝在底座I上；升降臺105與豎直導軌103連接，并可沿著豎直導軌103上下運動。升降臺105相當于車架；減震器15、鋼板彈簧17與升降臺105的安裝關(guān)系與實際車輛中的裝配關(guān)系ー致。配重裝置包括質(zhì)量塊111及盒體113，盒體113安裝在升降臺105的上表面，質(zhì)量塊111放置在盒體113中；具體操作吋，該配重裝置可以僅為一個安裝在升降臺105上表面的質(zhì)量塊即可。升降臺105的下表面設(shè)置有用于連接鋼板彈簧17的第一連接件，如吊耳支座181等連接件，鋼板彈簧17通過第一連接件懸掛在升降臺105的下表面；升降臺105上還設(shè)置有用于連接減震器15的第二連接件，這樣，在測試時，減震器15的兩端可以分別連接升降臺105與鋼板彈簧17 ;驅(qū)動油缸13的第一端連接底座101，第二端用于連接鋼板彈簧17，驅(qū)動油缸13用于模擬實時路況施加推拉力，驅(qū)動升降臺105等沿著豎直導軌103上下運動；第一傳感器191用于感測減震器15的加速度信號；第二傳感器193用于感測鋼板彈簧17的加速度信號?？梢岳斫獾氖?，如現(xiàn)有技術(shù)中利用油缸模擬實際路況的手段一祥，上述測試臺還可以包括如圖3所示的路況模擬控制裝置3，預先將標準的道路載荷譜(可以購買獲得)或?qū)嶋H測試得到道路載荷譜數(shù)據(jù)載入路況模擬控制裝置3，路況模擬控制裝置3根據(jù)道路載荷譜生成相應的控制程序，進而控制驅(qū)動油缸13動作以模擬實際路況。第一傳感器191的安裝位置可以有多種選擇，如減震器15上；優(yōu)選地，第一傳感器191安裝在升降臺105上。優(yōu)選地，測試臺還包括連接裝置12 ;驅(qū)動油缸13的第二端與連接裝置12的第一端連接，連接裝置12的第二端用于連接鋼板彈簧17。進ー步優(yōu)選地，連接裝置12的長度與車輪的高度一致，以更好地模擬車輛實際狀況。第二傳感器193的安裝位置也可以有多種選擇；優(yōu)選地，第二傳感器193安裝在連接裝置12上。具體操作時，連接裝置12可以是軸 頭エ裝或夾具。優(yōu)選地，測試臺還包括力傳感器14，該カ傳感器14用于感測驅(qū)動油缸13推拉力，驅(qū)動油缸13的第二端通過カ傳感器14與連接裝置12的第一端連接。該カ傳感器14方便檢測驅(qū)動油缸13模擬實際路況的情況。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實現(xiàn)升降臺105沿豎直導軌103上下運動的方式有多種，優(yōu)選地，可以設(shè)置第一導輪161，將第一導輪161安裝在升降臺105的兩側(cè)，并與豎直導軌103組成運動副。進ー步優(yōu)選地，為了保證升降臺105及配重裝置兩側(cè)同步運動，還可以設(shè)置第二導輪163，將第二導輪161安裝在盒體113的兩側(cè)，并與豎直導軌103組成運動
畐IJ。優(yōu)選地，為了增加支架10的穩(wěn)定性，其還可以包括與豎直導軌103連接的橫梁107。具體操作時，可以利用支座183將驅(qū)動油缸13固定在底座101上。本實施例通過將鋼板彈簧與減震器按照設(shè)計裝配尺寸組裝，且利用驅(qū)動油缸模擬實際路況，為車輛懸架系統(tǒng)的鋼板彈簧與減震器性能匹配設(shè)計了ー套與實際行駛エ況近似的裝置；利用該裝置進行各路況下單側(cè)懸架系統(tǒng)中鋼板彈簧與減震器的加速度模擬測量，為鋼板彈簧與減震器匹配性試驗提供分析數(shù)據(jù)，避免將匹配性試驗放在車輛的實際行駛過程中而導致増大修改和變更工作的難度以及經(jīng)濟損失。如圖3所示，本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的匹配性測試系統(tǒng)的實施例包括上述各種測試臺I、路況模擬控制裝置3、相干性分析裝置5，其中，路況模擬控制裝置3用于根據(jù)預存的道路載荷譜控制測試臺I中的驅(qū)動油缸13動作；相干性分析裝置5用于接收測試臺I中的第一傳感器191感測到的減震器15的加速度信號及第ニ傳感器193感測到的鋼板彈簧17的加速度信號，并對減震器15的加速度信號及鋼板彈簧17的加速度信號進行相干性分析，以及在相干性分析的結(jié)果小于預設(shè)閾值時，確定減震器15與鋼板彈簧17匹配。優(yōu)選地，相干性分析裝置包括接收模塊(圖未示，其功能參見圖4中步驟41的解釋說明)，用于接收測試臺中的第一傳感器感測到的減震器的加速度信號及第ニ傳感器感測到的鋼板彈簧的加速度信號;分析模塊(圖未示，其功能參見圖4中步驟42及步驟43的解釋說明)，用于對鋼板彈簧的加速度信號進行傅里葉變換得到第一自功率譜及對減震器的加速度信號進行傅里葉變換得到第二自功率譜；并計算第一功率譜信號及第ニ功率譜信號的卷積，得到互功率譜；且根據(jù)互功率譜、第一自功率譜及第ニ自功率譜，確定減震器的加速度信號與鋼板彈簧的加速度信號的相干性函數(shù)；以及在相干性函數(shù)的值小于預設(shè)閾值時，確定減震器與鋼板彈簧匹配。優(yōu)選地，上述測試系統(tǒng)還包括顯示裝置7，用于接收并顯示相干性分析的結(jié)果，該相干性分析結(jié)果可以理解為上述分析模塊得到的相干性函數(shù)。本實施例通過利用路況模擬控制裝置3通過道路載荷譜控制驅(qū)動油缸模擬實際路況，并通過相干性分析裝置5利用減震器及鋼板彈簧的加速度信號的相干性來進行ニ者的匹配性試驗，能夠建立以整體性實驗為依據(jù)的各零部件參數(shù)與整體疲勞性能的對應關(guān)系，為進一歩提高懸架系統(tǒng)的使用壽命、乘車舒適性提供可能，為懸架系統(tǒng)的開發(fā)、選型以 及量產(chǎn)提供了實驗依據(jù)。如圖4所示，本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧的匹配性測試方法的實施例包括步驟41 :接收第一傳感器191感測到的減震器15的加速度信號及第ニ傳感器193感測到的鋼板彈簧17的加速度信號；步驟42 :對鋼板彈簧17的加速度信號(視為輸入信號)及減震器15的加速度信號(視為響應信號)進行相干性分析；其中相干性分析的手段為一般相干性的分析手段，具體如首先，對鋼板彈簧17的加速度信號進行傅里葉變換得到第一自功率譜Gxx ；其次，對減震器15的加速度信號進行傅里葉變換得到第二自功率譜Gyy ；最后，計算第一功率譜信號及第ニ功率譜信號的卷積，得到互功率譜Gxy ;并根據(jù)互功率譜、第一自功率譜及第ニ自功率譜，確定減震器15的加速度信號與鋼板彈簧17的加速度信號的相干性函數(shù)；如Coh2(Z) = ~' “ブ)丨—— (I )
(Uf)-OJf)其中，Coh2 (f)為上述相干性函數(shù)，也可以稱為傳遞函數(shù)，如圖5所示的傳遞函數(shù)，如若將預設(shè)閾值設(shè)置為0. 5，在8-16，20-30Hz兩個頻率段，輸入信號和響應信號的相干性高于0. 5，故此時鋼板彈簧17和減震器15的匹配性不好，會導致鋼板彈簧17的壽命降低且駕駛員的舒適性較差；此時，可以改變減震器15 (或鋼板彈簧17)阻尼等相關(guān)參數(shù)，執(zhí)行道路載荷譜，重新測試兩個加速度信號，最終尋找到兩者之間的最佳匹配關(guān)系；可以理解的是，按照上述公式(I)確定相干性函數(shù)，其最大峰值的理論值為1，如圖5所示，該實際值為0. 93，具體操作時，可以根據(jù)需要在0-0. 93之間選擇預設(shè)閾值；如果通過其他的計算方式對互功率譜、第一自功率譜及第ニ自功率譜三者進行運算，計算閾值也可以隨之調(diào)整，亦可實現(xiàn)發(fā)明目的；步驟43 :在相干性分析的結(jié)果小于預設(shè)閾值吋，確定減震器15與鋼板彈簧17匹配；并保存匹配的減震器15與鋼板彈簧17的參數(shù)?？梢岳斫獾氖牵緦嵤├w現(xiàn)的是利用鋼板彈簧17與減震器15 二者的加速度信號的相干性分析以確定二者是否匹配，二者的加速度信號可以是測試臺I模擬測試得到的，也可以是在車輛實際行駛過程中得到的。本實用新型汽車減震器與鋼板彈簧匹配性測試方法通過利用鋼板彈簧17與減震器15 二者的加速度信號的相干性分析以確定二者是否匹配，避免利用經(jīng)驗公式計算，有利于提高準確率。 以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺，其特征在于，包括支架(10)、用于等效單側(cè)軸重的配重裝置、驅(qū)動油缸(13)、第一傳感器(191)及第ニ傳感器(193)； 所述支架(10)包括底座(101)、豎直導軌(103)、升降臺(105);所述豎直導軌(103)固定安裝在所述底座(I)上；所述升降臺(105)與所述豎直導軌(103)連接，并可沿著所述豎直導軌(103)上下運動； 所述配重裝置安裝在所述升降臺(105)的上表面；所述升降臺(105)的下表面設(shè)置有用于連接鋼板彈簧(17)的第一連接件，所述升降臺(105)上設(shè)置有用于連接減震器(15)的第二連接件； 所述驅(qū)動油缸(13)的第一端連接所述底座(101)，第二端用于連接所述鋼板彈簧(17)，所述驅(qū)動油缸(13)用于模擬實時路況對所述鋼板彈簧(17)施加推拉カ，驅(qū)動所述升降臺(105)沿著所述豎直導軌(103)上下運動； 所述第一傳感器(191)用于感測所述減震器(15)的加速度信號；所述第二傳感器(193 )用于感測所述鋼板彈簧(17 )的加速度信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試臺，其特征在于，所述第一傳感器(191)安裝在所述升降臺(105)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測試臺，其特征在于，還包括連接裝置(12);所述驅(qū)動油缸(13)的第二端與所述連接裝置(12)的第一端連接，所述連接裝置(12)的第二端用于連接所述鋼板彈簧(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試臺，其特征在于，所述連接裝置(12)的長度與車輪的高度一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的測試臺，其特征在于，所述第二傳感器(193)安裝在所述連接裝置(12)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的測試臺，其特征在于，還包括用于感測所述驅(qū)動油缸(13)推拉カ的力傳感器(14)，所述驅(qū)動油缸(13)的第二端通過所述力傳感器(14)與所述連接裝置(12)的第一端連接。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求1-4中任一項所述的測試臺，其特征在于，所述配重裝置包括質(zhì)量塊(111)及盒體(113)，所述盒體(113)安裝在所述升降臺(105)的上表面，所述質(zhì)量塊(111)放置在所述盒體(113)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試臺，其特征在于，還包括第一導輪(161)及第ニ導輪(163)，所述第一導輪(161)安裝在所述升降臺(105)的兩側(cè)，并與所述豎直導軌(103)組成運動副； 所述第二導輪(161)安裝在所述盒體(113)的兩側(cè)，并與所述豎直導軌(103)組成運動畐IJ。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求1-4中任一項所述的測試臺，其特征在于，還包括路況模擬控制裝置(3)，用于根據(jù)預存的道路載荷譜控制所述驅(qū)動油缸(13)動作。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求1-4中任一項所述的測試臺，其特征在于，所述支架(10)還包括與所述豎直導軌(103)連接的橫梁(107)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求1-4中任一項所述的測試臺，其特征在于，所述第一連接件為吊耳支座(181)。
12.—種汽車減震器與鋼板彈簧的匹配性測試系統(tǒng)，其特征在于，包括如上述權(quán)利要求1-11中任一項所述的汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺(I)、路況模擬控制裝置(3)、相干性分析裝置(5); 所述路況模擬控制裝置(3)用于根據(jù)預存的道路載荷譜控制所述測試臺(I)中的所述驅(qū)動油缸(13)動作； 所述相干性分析裝置(5)用于接收所述測試臺(I)中的第一傳感器(191)感測到的減震器(15)的加速度信號及第ニ傳感器(193)感測到的鋼板彈簧(17)的加速度信號，并對所述鋼板彈簧(17)的加速度信號及所述減震器(15)的加速度信號進行相干性分析。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示裝置(7)，用于接收并顯示所述相干性分析的結(jié)果。
專利摘要本實用新型提出了一種汽車減震器與鋼板彈簧的測試臺、匹配性測試系統(tǒng)，其中，該匹配性測試系統(tǒng)包括測試臺、路況模擬控制裝置、相干性分析裝置；路況模擬控制裝置用于根據(jù)預存的道路載荷譜控制測試臺中的驅(qū)動油缸動作；相干性分析裝置用于接收測試臺中的第一傳感器感測到的減震器的加速度信號及第二傳感器感測到的鋼板彈簧的加速度信號，并對鋼板彈簧的加速度信號及減震器的加速度信號進行相干性分析，以及在相干性分析的結(jié)果小于預設(shè)閾值時，確定減震器與鋼板彈簧匹配。本實用新型能避免利用經(jīng)驗公式計算，有利于提高準確率。
文檔編號G01M17/04GK202511976SQ20112052624
公開日2012年10月31日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者廖政, 王少華, 陳國桂 申請人:三一重工股份有限公司