申请/专利权人：辽宁工业大学

申请日：2017-12-12

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN107870095B

主分类号：G01M17/04

分类号：G01M17/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2018.05.01#实质审查的生效;2018.04.03#公开

摘要：悬架减振器性能比较装置及比较方法，本发明提出一种能在同一激励工况下，同时测量实验两支减振器性能并比较其性能差异的比较装置和比较方法。本发明是在同一激励工况下，同时测试两支被捡减振器的外特性，即实现在一个实验循环内同时测出两支同轴或同桥的悬架减振器性能，或同时测试实验开发减振器和对标减振器性能，便于分析比较两支减振器性能的差异。本发明消除激励误差、温度误差等不确定因素对减振器性能实验结果造成的不利影响，完善了减振器性能的测试手段。

主权项：1.悬架减振器性能比较装置，其特征在于：包括有激励装置和测试系统，激励装置中设有垂直往复运动机构；测试系统中设置有拉压力传感器（11），比较器总成（12）和位移传感器（6）；所述的激励装置中的垂直往复运动机构为滑块总成（8），滑块总成（8）连接两个减振器（10）的一端，两个减振器（10）的另一端同时分别连接在一个比较器总成（12）的两端上，在每个减振器（10）与比较器总成（12）之间设有用于检测减振器（10）阻尼力值的拉压力传感器（11），位移传感器（6）设置在垂直往复运动机构与底板（1）之间，用于检测垂直往复运动机构的上下方向运动距离；通过上述装置进行减振器性能比较的方法：1）、将两个减振器（10）安装在一套激励装置中，下部通过垂直往复运动机构带动共同做往复运动，位移传感器（6）测量垂直往复运动机构上下方向移动位移，得出减振器（10）储油缸相对于活塞杆的相对运动位移和相对运动速度；2）、两个减振器（10）上部分别通过拉压力传感器（11）测量两个减振器（10）的阻尼力值，结合步骤1）中检测到的信息，形成两支被测减振器各自的示功特性和速度特性；3）、两个拉压力传感器（11）分别连接在同一个比较器总成（12）的杠杆（15）两端，杠杆（15）中部连接扭矩传感器（16），通过扭矩传感器（16）得出力矩差，力矩差=两支减振器（10）阻尼力的差值×从拉压力传感器（11）上部到杠杆（15）中心的长度，从而得到两支减振器（10）阻尼力的差值；4）、利用杠杆（15）、扭矩传感器（16）、扭矩框架（17）构成的比较器总成（12）测出两支被检减振器（10）阻尼力的差值造成的动态阻尼力矩和位移传感器（6）测出的位移信号，形成动态阻尼力扭矩示功图和动态阻尼力扭矩速度图；动态阻尼力扭矩示功图说明动态阻尼力扭矩示功特性，即在某一特定激励工况下，在不同位置点两支减振器（10）的阻尼力的差值；同时说明在一个振动往复周期内两支减振器（10）吸收振动能量的差异；动态阻尼力扭矩速度图说明动态阻尼力扭矩速度特性，即不同激励速度下两支减振器（10）的阻尼力的差值。

全文数据：悬架减振器性能比较装置及比较方法技术领域[0001]本发明涉及汽车悬架动力学测试领域，具体涉及一种汽车悬架减振器性能比较装置及比较方法。背景技术[0002]通常乘用汽车具有四套悬架，分布在汽车的前后左右，即前桥两套，后桥两套。从整车平顺性和操纵稳定性角度出发，一般要求四套悬架的性能要匹配合理，特别是同轴或同桥的悬架。因此，同轴或同桥的悬架减振器性能也要合理匹配，一般要求两者性能尽量一致。减振器是汽车悬架系统的重要总成，由于其流体阻尼的工作属性，因此汽车悬架减振器是液压阻尼装置，所以其性能即与其内部的液压阻尼结构相关，也与其受到的外部激励有关。[0003]目前普遍采用模仿规则路面和随机路面的机械激励的方法检测或实验汽车悬架减振器的性能，而产生激励的机构和系统有基于机械机构的曲柄连杆滑块机构，基于流体力学原理的液压激振系统，基于电磁感应原理的电磁激振系统等。实际中，虽然各类激励系统的工作机理不尽相同，但产生激励的品质都存在一定的差异，因而减振器检测实验结果不可避免的存在误差，该误差是由激励的一致性和稳定性存在的问题引起的激励误差。目前普遍采用的是顺序实验的方法，即同轴或同桥的悬架减振器按先后顺序依次检测实验，如此就产生了激励误差和温度误差等不定因素。这样，激励误差势必降低两支同轴或同桥悬架减振器性能的可比性;对于逆向开发减振器而言，按先后顺序依次检测实验减振器，激励误差也势必降低开发减振器与对标减振器性能的可比性。[0004]综上，在同一激励工况下同时测试实验两支同轴或同桥的悬架减振器性能，或同时测试实验开发减振器和对标减振器性能，将消除激励误差造成的不利影响并有效提高两支受检减振器性能的可比性。发明内容[0005]本发明创造提出一种悬架减振器性能比较装置及比较方法，提出一种能在同一激励工况下，同时测量实验两支减振器性能并比较其性能差异的比较装置和比较方法。本发明是在同一激励工况下，同时测试两支被捡减振器的外特性，即实现在一个实验循环内同时测出两支同轴或同桥的悬架减振器性能，或同时测试实验开发减振器和对标减振器性能，便于分析比较两支减振器性能的差异。消除激励误差、温度误差等不确定因素对减振器性能实验结果造成的不利影响。[0006]为了解决上述问题，本发明创造采用的技术方案为:悬架减振器性能比较装置，其特征在于:包括有激励装置和测试系统，激励装置中设有垂直往复运动机构;测试系统中设置有拉压力传感器，比较器总成和位移传感器;所述的激励装置中的垂直往复运动机构为滑块总成，滑块总成连接两个减振器的一端，两个减振器的另一端同时分别连接在一个比较器总成的两端上，在每个减振器与比较器总成之间设有用于检测减振器阻尼力值的传感器，位移传感器设置在垂直往复运动机构与底板之间，用于检测垂直往复运动机构的上下方运动距离。[0007]所述的激励装置中包括有曲柄，与曲柄连接的连杆，与连杆连接的球形铰接，滑块总成与球形铰接连接，从而将曲柄的旋转运动转化为滑块总成的垂直往复运动。[0008]所述的激励装置和测试系统设置在承力框架内，承力框架包括有底板、两侧的立柱、设置在垂直往复运动机构下部的下横梁、设置在垂直往复运动机构与减振器之间的中横梁，和设置在比较器总成顶部的上横梁。[0009]所述的比较器总成中杠杆的两端分别连接一个减振器，杠杆中心与扭矩传感器的一端固定连接在一起，扭矩传感器的另一端与扭矩框架固定连接在一起;扭矩框架为比较器总成的安装基础件，其上端通过调整螺杆连接外部的承力框架结构。[0010]一种利用所述的悬架减振器性能比较装置进行减振器性能比较的方法，其特征在于：1、将两个减振器安装在一套激励装置中，下部通过垂直往复运动机构带动共同做往复运动，位移传感器测量垂直往复运动机构上下方向移动位移，得出减振器储油缸相对于活塞杆的相对运动位移和相对运动速度；2、两个减振器上部分别通过拉压力传感器测量两个减振器的阻尼力值，结合步骤1中检测到的信息，形成两支被测减振器各自的示功特性和速度特性；3、两个拉压力传感器分别连接在同一个比较器总成的杠杆两端，杠杆中部连接扭矩传感器，通过扭矩传感器得出力矩差，力矩差=两支减振器阻尼力的差值X从拉压力传感器上部到杠杆中心的长度，从而得到两支减振器阻尼力的差值；4、利用杠杆、扭矩传感器、扭矩框架构成的比较器总成测出两支被检减振器阻尼力的差值造成的动态阻尼力矩和位移传感器测出的位移信号，可以形成动态阻尼力扭矩示功图和动态阻尼力扭矩速度图；动态阻尼力扭矩示功图说明动态阻尼力扭矩示功特性，即在某一特定激励工况下，在不同位置点两支减振器的阻尼力的差值；同时说明在一个振动往复周期内两支减振器吸收振动能量的差异;动态阻尼力扭矩速度图说明动态阻尼力扭矩速度特性，即不同激励速度下两支减振器10的阻尼力的差值。[0011]本发明创造的有益效果是：1、两支被捡减振器的活塞杆用户端安装在同一构件上，即比较器总成的杠杆I5上;两支被捡减振器的下端安装在同一构件上，即滑块总成8的上端，因此确保了两支被捡减振器的安装尺寸相同，因此试验行程位置与范围相同，消除了由于减振器安装尺寸不同以及试验行程位置不同造成的误差。[0012]2、通过曲柄连杆滑块机构带动减振器做往复运动，造价低，运行可靠性高。[0013]3、能够在检测两个减振器的外特性的同时，得出比较结果，使用方便，效率高。附图说明[0014]图1:本发明创造结构示意图。[0015]图2:比较器总成结构示意图。具体实施方式[0016]悬架减振器性能比较装置，其特征在于:包括有激励装置和测试系统，激励装置中设有垂直往复运动机构;测试系统中设置有拉压力传感器11，比较器总成12和位移传感器6;所述的激励装置中的垂直往复运动机构为滑块总成8,滑块总成8连接两个减振器10的一端，两个减振器1〇的另一端同时分别连接在一个比较器总成12的两端上，在每个减振器10与比较器总成12之间设有用于检测减振器1〇阻尼力值的传感器11，位移传^器6设置在垂直往复运动机构与底板1之间，用于检测垂直往复运动机构的上下方运动距离。[0017]所述的激励装置中包括有曲柄3，与曲柄3连接的连杆4，与连杆4连接的球形铰接5,滑块总成8与球形铰接5连接，从而将曲柄3的旋转运动转化为滑块总成8的垂直往复运动。[0018]所述的激励装置和测试系统设置在承力框架内，承力框架包括有底板1、两侧的立柱2、设置在垂直往复运动机构下部的下横梁7、设置在垂直往复运动机构与减振器10之间的中横梁9，和设置在比较器总成12顶部的上横梁13。[0019]所述的比较器总成12中杠杆15的两端分别连接一个减振器1〇,杠杆15中心与扭矩传感器16的一端固定连接在一起，扭矩传感器16的另一端与扭矩框架17固定连接在一起；扭矩框架17为比较器总成12的安装基础件，其上端通过调整螺杆14连接外部的承力框架结构。[0020]一种利用所述的悬架减振器性能比较装置进行减振器性能比较的方法，其特征在于：1、将两个减振器1〇安装在一套激励装置中，下部通过垂直往复运动机构带动共同做往复运动，位移传感器6测量垂直往复运动机构上下方向移动位移，得出减振器1〇储油缸相对于活塞杆的相对运动位移和相对运动速度；2、两个减振器10上部分别通过拉压力传感器11测量两个减振器1〇的阻尼力值，结合步骤1中检测到的信息，形成两支被测减振器各自的示功特性和速度特性；3、两个拉压力传感器11分别连接在同一个比较器总成12的杠杆15两端，杠杆15中部连接扭矩传感器16,通过扭矩传感器16得出力矩差，力矩差=两支减振器1〇阻尼力的差值X从拉压力传感器11上部到杠杆15中心的长度，从而得到两支减振器1〇阻尼力的差值；4、利用杠杆15、扭矩传感器16、扭矩框架17构成的比较器总成12测出两支被检减振器10阻尼力的差值造成的动态阻尼力矩和位移传感器6测出的位移信号，可以形成动态阻尼力扭矩示功图和动态阻尼力扭矩速度图；动态阻尼力扭矩示功图说明动态阻尼力扭矩示功特性，即在某一特定激励工况下，在不同位置点两支减振器1〇的阻尼力的差值;同时说明在一个振动往复周期内两支减振器10吸收振动能量的差异;动态阻尼力扭矩速度图说明动态阻尼力扭矩速度特性，即不同激励速度下两支减振器10的阻尼力的差值。[0021]具体使用时：1、测试原理如图1所示，汽车悬架减振器性能比较装置由激励装置、测试系统、承力框架组成。其中激励装置由曲柄3、连杆4、两个球形铰接5和滑块总成8组成。测试系统由1个位移传感器6、两个拉压力传感器11和比较器总成12组成。承力框架由底板1、下横梁7、中横梁9、上横梁13和两根立柱2组成。[0022]两支减振器10活塞杆用户端分别固定连接安装在两个拉压力传感器11下端;两支减振器10下端分别固定连接安装在滑块总成8的滑块导向体上方;两个拉压力传感器11分别测量两支减振器10的阻尼力，同时两个拉压力传感器11上端固定连接安装在比较器总成12的杠杆两端上，且两侧杠杆的长度相等。这样两支减振器10的阻尼力的差值会对比较器总成12产生力矩;力矩大小为两支减振器10的阻尼力的差值与比较器总成12的杠杆长度的乘积。由于两支减振器10下端分别固定连接安装在滑块总成8的滑块导向体上方，因此两支减振器10的阻尼力是在同一激励工况作用下产生的，激励强度、相位、频率完全相同，所以消除了激励误差可能对两支减振器1〇的阻尼力产生的影响。[0023]由图2所示，比较器总成12由杠杆15、扭矩传感器16、扭矩框架17组成。杠杆15中心与扭矩传感器16的一端固联在一起;扭矩传感器16的另一端与扭矩框架17固联在一起。这样作用在杠杆15两端的两支减振器10的阻尼力同时会对扭矩传感器16作用方向相反的扭矩，最终扭矩传感器16测量到的是两支减振器10的阻尼力的动态差值产生的动态阻尼力扭矩。[0024]通过位移传感器6和两个拉压力传感器11所测信号可以分别测得两支减振器10的示功特性和速度特性；通过扭矩传感器16所测动态阻尼力扭矩的方向可以识别两支减振器之间阻尼力差值方向，即如果扭矩传感器16所测动态阻尼力扭矩为顺时针扭矩，则左侧被测减振器的阻尼力大于右侧被测减振器的阻尼力，反之亦然。因此能判断出那支减振器阻尼力大，哪只减振器阻尼力小;通过扭矩传感器16所测动态阻尼力扭矩信号和位移传感器6所测位移信号可以形成动态阻尼力扭矩示功图和动态阻尼力扭矩速度图；动态阻尼力扭矩示功图说明在某一特定激励工况下，在不同位置点两支减振器10的阻尼力的差值；同时说明在一个振动往复周期内两支减振器1〇吸收振动能量的差异;动态阻尼力扭矩速度图说明不同激励速度下两支减振器1〇的阻尼力的差值。[0025]由于被测减振器是同轴或同桥的悬架减振器或开发减振器和对标减振器，因此两支减振器10的性能不会差异太大，所以采用小量程、高精度的扭矩传感器16可以大大提高两支减振器10性能的比较灵敏度和比较精度。[0026]2.汽车悬架减振器性能比较装置结构如图1所示，汽车悬架减振器性能比较装置由激励装置、测试系统、承力框架组成。[0027]2.1激励装置及运动激励装置由曲柄3、连杆4,连接曲柄和连杆以及连接连杆与滑块总成8的两个球形铰接5、滑块总成8组成;采用可以调速的动力装置驱动曲柄3旋转，由曲柄3、连杆4和滑块总成8组成的曲柄连杆滑块机构将曲柄3的旋转运动转化为滑块总成8的垂直往复移动。滑块总成8垂直往复移动的幅度取决于曲柄3的长度;滑块总成8垂直往复移动的最大速度取决于曲柄3的长度和曲柄3回转的速度;因此滑块总成8垂直运动的规律基本是准简谐运动规律。为更接近简谐运动规律，连杆4长度至少是曲柄3长度的5倍。[0028]2.2测试系统测试系统由1个位移传感器6、两个拉压力传感器11和比较器总成12组成;其中位移传感器6测量的是滑块总成8相对于底板1的位置的变化量;且由图1可见，被测减振器10下端与滑块总成8的上端固联在一起;被测减振器10上端即活塞杆用户端，通过拉压力传感器11和比较器总成12、调整螺杆14以及上横梁13固联在一起，且上横梁13通过立柱2与底板1固联；因此位移传感器6实际测量的是被测减振器10上下端移动距离，即被测减振器10储油缸相对于活塞杆的相对运动位移和相对运动速度。规格型号、精度等级等参数完全相同的两个拉压力传感器11分别直接测量两支相互对比的减振器的阻尼力;这样由两个拉压力传感器11分别测量的减振器阻尼力值与位移传感器6测量的位移值和速度值可以分别形成两支被测减振器1〇的外特性，即示功特性和速度特性。[0029]如图2所示，比较器总成12由杠杆15、扭矩传感器16、扭矩框架17组成。其中，扭矩框架17是比较器总成12的安装基础件，其上端通过调整螺杆14与上横梁13连接并传递各种力与力矩；比较器总成12的核心部件扭矩传感器16的一端与扭矩框架17固联;核心部件扭矩传感器16的另一端在扭矩框架17的支撑下与杠杆15中部固联;杠杆15的两端分别与两个拉压力传感器11固联，由于杠杆15中部到其两端的距离相等，即臂长相等，因此两个拉压力传感器11所测减振器阻尼力差值形成的动态阻尼力扭矩就会作用在扭矩传感器I6上。由此，利用杠杆15、扭矩传感器16、扭矩框架17构成的比较器总成12测出两支被捡减振器阻尼力的差值造成的动态阻尼力矩和位移传感器6测出的位移信号可以形成动态阻尼力扭矩示功图和动态阻尼力扭矩速度图；动态阻尼力扭矩示功图说明动态阻尼力扭矩示功特性，即在某一特定激励工况下，在不同位置点两支减振器1〇的阻尼力的差值；同时说明在一个振动往复周期内两支减振器1〇吸收振动能量的差异;动态阻尼力扭矩速度图说明动态阻尼力扭矩速度特性，即不同激励速度下两支减振器1〇的阻尼力的差值。[0030]2.3承力框架承力框架由两根立柱2、底板1、下横梁7、中横梁9、上横梁13组成，并形成本发明装置的安装基础总成。其中下横梁7、中横梁9主要为滑块总成8提供运动导向；上横梁I3通过其中部的螺套与调整螺杆14相连，既可以承受调整螺杆14传来的各种力和扭矩，又可以调整调整螺杆14的垂直方向位置，进而实现减振器安装尺寸的调整。

权利要求：1.悬架减振器性能比较装置，其特征在于:包括有激励装置和测试系统，激励装置中设有垂直往复运动机构；测试系统中设置有拉压力传感器（11，比较器总成（12和位移传感器6;所述的激励装置中的垂直往复运动机构为滑块总成8，滑块总成8连接两个减振器（10的一端，两个减振器（1〇的另一端同时分别连接在一个比较器总成（12的两端上，在每个减振器（10与比较器总成（12之间设有用于检测减振器（1〇阻尼力值的传感器11，位移传感器6设置在垂直往复运动机构与底板（1之间，用于检测垂直往复运动机构的上下方运动距离。2.根据权利要求1所述的悬架减振器性能比较装置，其特征在于:所述的激励装置中包括有曲柄3，与曲柄3连接的连杆4,与连杆4连接的球形铰接5，滑块总成8与球形铰接5连接，从而将曲柄3的旋转运动转化为滑块总成8的垂直往复运动。3.根据权利要求1所述的悬架减振器性能比较装置，其特征在于:所述的激励装置和测试系统设置在承力框架内，承力框架包括有底板1、两侧的立柱2、设置在垂直往复运动机构下部的下横梁7、设置在垂直往复运动机构与减振器1〇之间的中横梁9，和设置在比较器总成（12顶部的上横梁（13。4.根据权利要求1所述的悬架减振器性能比较装置，其特征在于：所述的比较器总成12中杠杆15的两端分别连接一个减振器10，杠杆15中心与扭矩传感器16的一端固定连接在一起，扭矩传感器（16的另一端与扭矩框架（17固定连接在一起；扭矩框架17为比较器总成（12的安装基础件，其上端通过调整螺杆（14连接外部的承力框架结构。5.—种利用权利要求1-4中任意一项所述的悬架减振器性能比较装置进行减振器性能比较的方法，其特征在于：1、将两个减振器（10安装在一套激励装置中，下部通过垂直往复运动机构带动共同做往复运动，位移传感器6测量垂直往复运动机构上下方向移动位移，得出减振器（10储油缸相对于活塞杆的相对运动位移和相对运动速度；2、两个减振器（10上部分别通过拉压力传感器（11测量两个减振器（10的阻尼力值，结合步骤1中检测到的信息，形成两支被测减振器各自的示功特性和速度特性；3、两个拉压力传感器（11分别连接在同一个比较器总成（12的杠杆（15两端，杠杆15中部连接扭矩传感器（16，通过扭矩传感器16得出力矩差，力矩差=两支减振器（10阻尼力的差值X从拉压力传感器（11上部到杠杆（15中心的长度，从而得到两支减振器10阻尼力的差值；4、利用杠杆（15、扭矩传感器（16、扭矩框架（17构成的比较器总成（12测出两支被检减振器（10阻尼力的差值造成的动态阻尼力矩和位移传感器6测出的位移信号，可以形成动态阻尼力扭矩示功图和动态阻尼力扭矩速度图；动态阻尼力扭矩示功图说明动态阻尼力扭矩示功特性，即在某一特定激励工况下，在不同位置点两支减振器（10的阻尼力的差值；同时说明在一个振动往复周期内两支减振器（10吸收振动能量的差异；动态阻尼力扭矩速度图说明动态阻尼力扭矩速度特性，即不同激励速度下两支减振器10的阻尼力的差值。

百度查询： 辽宁工业大学 悬架减振器性能比较装置及比较方法

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