專利名稱：一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，特別涉及一種以變頻電機(jī)，液壓泵站驅(qū)動(dòng)扭振激勵(lì)裝置模擬真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)狀況，以虛擬儀器測(cè)試手?jǐn)噙M(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，以計(jì)算機(jī)輔助控制分析的車用扭振減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸系一種特殊的振動(dòng)形式，它本質(zhì)上是由于軸系并非絕對(duì)剛體，存在彈性，因而在以平均速度進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)過程中，各彈性部件間會(huì)因各種原因而產(chǎn)生不同大小、不同相位的瞬時(shí)速度的起伏，形成沿旋轉(zhuǎn)方向的來回扭動(dòng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的危害是很大，內(nèi)燃機(jī)工作過程中產(chǎn)生的曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，一方面會(huì)使曲軸及其相關(guān)運(yùn)動(dòng)體產(chǎn)生附加應(yīng)力，同時(shí)，也對(duì)配套設(shè)備產(chǎn)生不利影響。當(dāng)激振力矩的頻率與內(nèi)燃機(jī)曲軸軸系固有扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率相同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生“共振”現(xiàn)象，這將使扭轉(zhuǎn)振動(dòng)得到巨大的動(dòng)態(tài)放大，從而大大增加了軸系中所受到的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，導(dǎo)致軸系發(fā)生各種事故，或造成其他附件的工作狀況異常，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)曲軸斷裂等惡性機(jī)損事故。為了減少扭振，人們?cè)诓粩嗟耐诰驕p振的方法和實(shí)現(xiàn)的形式。減少扭振可以調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率，通過改變扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，從而使整個(gè)系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速得到改變。內(nèi)燃機(jī)軸系多質(zhì)量系統(tǒng)扭振的固有自振頻率，完全取決于系統(tǒng)中各個(gè)部分慣量和彈性的數(shù)值及其分布狀況。系統(tǒng)中任何一個(gè)部件的慣性值或彈性值的變化，包括它們分布位置的變動(dòng)，都可以引起整個(gè)系統(tǒng)固有頻率的變化。因此，改變系統(tǒng)中各個(gè)部件的慣量和彈性的數(shù)值及其分布狀況，可顯著地改變系統(tǒng)固有頻率，從而有效避免強(qiáng)烈振動(dòng)。另外還可以通過減小激振的能量，增加阻尼的能量消耗等方式來減振。標(biāo)志減振器性能的主要物理參數(shù)是阻尼、慣量和剛度。其慣量在設(shè)計(jì)分析中容易計(jì)算確定，在制造中其阻尼難以計(jì)算確定，也不太容易控制。因此，一般要采用試驗(yàn)方法確定減振器的實(shí)際阻尼。硅油減振器是發(fā)動(dòng)機(jī)常用的扭轉(zhuǎn)減振器，其結(jié)構(gòu)很特殊，由封閉的環(huán)形殼體和位于其中的環(huán)形慣性圓盤組成，兩者可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。其密閉縫隙中充滿一定粘度的硅油，依靠慣性圓盤的慣性和硅油的阻尼作用就可具有消耗扭振能量、降低振動(dòng)的功能。 由于難以檢測(cè)慣性圓盤的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以必須采用特殊的試驗(yàn)技術(shù)才能測(cè)量這種減振器的阻尼參數(shù)。硅油減振器的性能受到很多因素的影響，由理論公式計(jì)算的結(jié)果往往經(jīng)過多次的試驗(yàn)反復(fù)修正，才能作為設(shè)計(jì)減振器的依據(jù)。而對(duì)于主機(jī)廠只有通過將減振器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)才能檢驗(yàn)減振效果。目前國(guó)內(nèi)大部分減振器廠具有很強(qiáng)的生產(chǎn)能力，但是對(duì)減振器的性能沒有充分的研究，主機(jī)廠進(jìn)行模擬計(jì)算分析中無法得到減振器的性能參數(shù)，計(jì)算精度不高，導(dǎo)致減振器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配需要大量的裝機(jī)試驗(yàn)，這樣不僅大量浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力，而且容易導(dǎo)致事故發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)包括變頻器、變頻電機(jī)、彈性聯(lián)軸節(jié)、扭振激勵(lì)裝置、聯(lián)軸節(jié)、第一測(cè)量齒盤、可調(diào)慣性飛輪、主軸、第二測(cè)量齒盤、減振器、第一磁電傳感器、第二磁電傳感器、NI-PXI6250采集卡、計(jì)算機(jī)、液壓泵站；變頻器、變頻電機(jī)、彈性聯(lián)軸節(jié)、扭振激勵(lì)裝置、聯(lián)軸節(jié)、第一測(cè)量齒盤、可調(diào)慣性飛輪、主軸、第二測(cè)量齒盤、減振器順次相連，液壓泵站與扭振激勵(lì)裝置相連，在第一測(cè)量齒盤的上方設(shè)有第一磁電傳感器， 在第二測(cè)量齒盤的上方設(shè)有第二磁電傳感器，第一磁電傳感器和第二磁電傳感器分別與 NI-PXI6250采集卡相連，NI-PXI6250采集卡與計(jì)算機(jī)相連；液壓泵站包括蓄能器、壓力表、 電動(dòng)機(jī)、止回閥、溢流閥、電磁閥、進(jìn)出油口、液壓油容器；液壓油容器上設(shè)有蓄能器、壓力表、電動(dòng)機(jī)、止回閥、溢流閥、電磁閥、進(jìn)出油口 ；液壓泵站向扭振激勵(lì)裝置提供油壓，變頻器及變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭振激勵(lì)裝置，扭振激勵(lì)裝置在油壓作用下旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生周期性的作用力，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，測(cè)試系統(tǒng)主軸兩端第一測(cè)量齒盤及第二測(cè)量齒盤的磁電傳感器輸出信號(hào)由下位機(jī)NI-PXI6250采集板卡采集，由上位機(jī)PC機(jī)處理并計(jì)算獲取減振器的阻尼性能參數(shù)。車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的液壓泵站最大的壓力為25Mpa，變頻器最大功率為7. 5KW，最大扭矩為50牛米，第一測(cè)量齒盤和第二測(cè)量齒盤分別有120個(gè)齒。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果1)屬于國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域自主研發(fā)的測(cè)試系統(tǒng)，可以在較低的成本下進(jìn)行減振器內(nèi)部性能參數(shù)的測(cè)定，大大節(jié)約了實(shí)車檢測(cè)的成本及效率，并大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，2)可實(shí)現(xiàn)不同缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬，并可根據(jù)慣量的計(jì)算要求調(diào)整慣量盤的慣量大小，變頻電機(jī)可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速區(qū)間范圍大，應(yīng)用范圍及模擬范圍較大。3)測(cè)試系統(tǒng)采用高頻計(jì)數(shù)法，能儲(chǔ)存單個(gè)齒經(jīng)過傳感器時(shí)的高頻脈沖數(shù)，響應(yīng)速度極快，可連續(xù)測(cè)量變化迅速的瞬時(shí)速度，并對(duì)瞬時(shí)速度的微小變化有極高的分辨能力。采用此方法，既滿足了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)微小難以測(cè)量的要求，也滿足了旋轉(zhuǎn)角度步長(zhǎng)較小情況下的連續(xù)測(cè)量。4)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)既可以用于減振器性能參數(shù)的測(cè)試，又可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)與減振器匹配測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了功能多樣化。

圖1為車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型液壓泵站結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為控制及分析系統(tǒng)功能框圖。圖中變頻器1、變頻電機(jī)2、彈性聯(lián)軸節(jié)3、扭振激勵(lì)裝置4、聯(lián)軸節(jié)5、第一測(cè)量齒盤6、可調(diào)慣性飛輪7、主軸8、第二測(cè)量齒盤9、減振器10、第一磁電傳感器11、第二磁電傳感器12、NI-PXI6250采集卡13、計(jì)算機(jī)14、液壓泵站15、蓄能器16、壓力表17、電動(dòng)機(jī)18、 止回閥19、溢流閥20、電磁閥21、進(jìn)出油口 22、液壓油容器23。
具體實(shí)施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。如圖1所示，一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，它包括變頻器1、變頻電機(jī) 2、彈性聯(lián)軸節(jié)3、扭振激勵(lì)裝置4、聯(lián)軸節(jié)5、第一測(cè)量齒盤6、可調(diào)慣性飛輪7、主軸8、第二測(cè)量齒盤9、減振器10、第一磁電傳感器11、第二磁電傳感器12、NI-PXI6250采集卡13、計(jì)算機(jī)14、液壓泵站15 ；變頻器1、變頻電機(jī)2、彈性聯(lián)軸節(jié)3、扭振激勵(lì)裝置4、聯(lián)軸節(jié)5、第一測(cè)量齒盤6、可調(diào)慣性飛輪7、主軸8、第二測(cè)量齒盤9、減振器10順次相連，液壓泵站15與扭振激勵(lì)裝置4相連，在第一測(cè)量齒盤6的上方設(shè)有第一磁電傳感器11，在第二測(cè)量齒盤9的上方設(shè)有第二磁電傳感器12，第一磁電傳感器11和第二磁電傳感器12分別與M-PXI6250 采集卡13相連，NI-PXI6250采集卡13與計(jì)算機(jī)14相連。如圖2所示，液壓泵站15包括蓄能器16、壓力表17、電動(dòng)機(jī)18、止回閥19、溢流閥 20、電磁閥21、進(jìn)出油口 22、液壓油容器23 ；液壓油容器23上設(shè)有蓄能器16、壓力表17、電動(dòng)機(jī)18、止回閥19、溢流閥20、電磁閥21、進(jìn)出油口 22 ；液壓泵站15向扭振激勵(lì)裝置4提供油壓，變頻器1及變頻電機(jī)2驅(qū)動(dòng)扭振激勵(lì)裝置4，扭振激勵(lì)裝置4在油壓作用下旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生周期性的作用力，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。如圖3所示，信號(hào)采集前對(duì)硬件及軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，測(cè)試系統(tǒng)主軸8兩端第一測(cè)量齒盤6及第二測(cè)量齒盤9處的第一磁電傳感器11，第二磁電傳感器12輸出信號(hào)由下位機(jī)OT-PXI6250采集板卡13采集，對(duì)得到采集信號(hào)進(jìn)行初始位置平移，畸點(diǎn)處理，相同值處理之后即可進(jìn)行頻域和時(shí)域的分析，獲取減振器的阻尼性能參數(shù)，軟件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回放，生成報(bào)表等功能。本實(shí)用新型的工作過程為扭振激勵(lì)裝置4內(nèi)部的凸輪通過彈性聯(lián)軸節(jié)3與變頻電機(jī)2相連，變頻電機(jī)2受到變頻器1的控制，操作人員通過調(diào)整變頻器1，將所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速信號(hào)傳給變頻電機(jī) 2，從而控制變頻電機(jī)2及扭振激勵(lì)裝置4內(nèi)部凸輪的轉(zhuǎn)速和扭矩。彈性聯(lián)軸節(jié)3的作用為保護(hù)變頻電機(jī)2以免扭振激勵(lì)裝置4輸出的激振力矩對(duì)變頻電機(jī)造成影響。液壓泵站15為扭振激勵(lì)裝置4提供液壓動(dòng)力，液壓泵站內(nèi)的液壓油在電動(dòng)機(jī)18 的驅(qū)動(dòng)作用下，經(jīng)由止回閥19，溢流閥20，電磁閥21至進(jìn)出油口 22輸出，溢流閥20可設(shè)置上限壓力，當(dāng)壓力超過設(shè)定值時(shí)液壓油自動(dòng)流回泵站，通過控制電磁閥21控制液壓泵站的通斷。液壓泵站上安裝有壓力表17可直接觀察當(dāng)前壓力，蓄能器16用于消除輸出壓力的波動(dòng)。高壓液壓油通過出油口 22將高壓油送至扭振激勵(lì)裝置4處，扭振激勵(lì)裝置內(nèi)部凸輪在旋轉(zhuǎn)的過程中受到周期性阻礙，從而產(chǎn)生激振力矩。NI-PXI6250采集卡13共有68路采集通道，其中包含2路5V直流電壓輸出端，2 路計(jì)數(shù)器通道，采集卡13的2路直流電壓輸出向磁電傳感器11，12供電，2路計(jì)數(shù)器通道采用高頻計(jì)數(shù)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。所采集的數(shù)據(jù)從板卡緩存寫入計(jì)算機(jī)文本后，即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速波動(dòng)，扭振幅值，減振器阻尼性能參數(shù)的分析計(jì)算。
權(quán)利要求1.一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括變頻器(1)、變頻電機(jī) (2)、彈性聯(lián)軸節(jié)(3)、扭振激勵(lì)裝置(4)、聯(lián)軸節(jié)(5)、第一測(cè)量齒盤(6)、可調(diào)慣性飛輪(7)、 主軸(8)、第二測(cè)量齒盤(9)、減振器(10)、磁電傳感器(11)、磁電傳感器(12)、NI-PXI6250 采集卡(13)、計(jì)算機(jī)(14)、液壓泵站(15);變頻器(1)、變頻電機(jī)(2)、彈性聯(lián)軸節(jié)(3)、扭振激勵(lì)裝置G)、聯(lián)軸節(jié)(5)、第一測(cè)量齒盤(6)、可調(diào)慣性飛輪(7)、主軸(8)、第二測(cè)量齒盤 (9)、減振器(10)順次相連，液壓泵站(1 與扭振激勵(lì)裝置(4)相連，在第一測(cè)量齒盤(6) 的上方設(shè)有磁電傳感器(11)，在第二測(cè)量齒盤(9)的上方設(shè)有磁電傳感器(12)，第一磁電傳感器(11)和第二磁電傳感器(12)分別與NI-PXI6250采集卡(13)相連，NI-PXI6250采集卡(13)與計(jì)算機(jī)(14)相連；液壓泵站(15)包括蓄能器(16)、壓力表(17)、電動(dòng)機(jī)(18)、 止回閥(19)、溢流閥(20)、電磁閥(21)、進(jìn)出油口(22)、液壓油容器(23)；液壓油容器(23) 上設(shè)有蓄能器(16)、壓力表(17)、電動(dòng)機(jī)(18)、止回閥(19)、溢流閥(20)、電磁閥(21)、進(jìn)出油口 02)；液壓泵站(15)向扭振激勵(lì)裝置⑷提供油壓，變頻器⑴及變頻電機(jī)⑵驅(qū)動(dòng)扭振激勵(lì)裝置G)，扭振激勵(lì)裝置(4)在油壓作用下旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生周期性的作用力，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，測(cè)試系統(tǒng)主軸(8)兩端第一測(cè)量齒盤(6)及第二測(cè)量齒盤(9)處的第一磁電傳感器(11)，第二磁電傳感器(1 輸出信號(hào)由下位機(jī)NI-PXI6250采集板卡(1 采集， 由上位機(jī)PC機(jī)處理并計(jì)算獲取減振器的阻尼性能參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的液壓泵站(15)輸出最大壓力為25Mpa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的變頻器(1)最大功率為7. 5KW，最大扭矩為50牛米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述的第一測(cè)量齒盤(6)和第二測(cè)量齒盤(9)分別有120個(gè)齒。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種車用硅油減振器性能參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。它包括順次相連的變頻器、變頻電機(jī)、彈性聯(lián)軸節(jié)、扭振激勵(lì)裝置、聯(lián)軸節(jié)、第一測(cè)量齒盤、可調(diào)慣性飛輪、主軸、第二測(cè)量齒盤、減振器，扭振激勵(lì)裝置與液壓泵站相連，第一測(cè)量齒盤上方設(shè)有第一磁電傳感器，第二測(cè)量齒盤上方設(shè)有第二磁電傳感器，第一、二磁電傳感器分別與NI-PXI6250采集卡相連、NI-PXI6250采集卡與計(jì)算機(jī)相連。本實(shí)用新型可以模擬不同缸數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，調(diào)整慣量盤慣量大小，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速較大范圍的調(diào)節(jié)；測(cè)試系統(tǒng)可以連續(xù)測(cè)量變化迅速的瞬時(shí)速度，并對(duì)瞬時(shí)速度的微小變化有極高的分辨能力，響應(yīng)速度快；測(cè)試系統(tǒng)節(jié)約了實(shí)車檢測(cè)的成本，降低了實(shí)車測(cè)試的危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)低成本下高效測(cè)量減振器內(nèi)部性能參數(shù)的功能。
文檔編號(hào)G01M17/04GK202018385SQ201120093329
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者俞小莉, 劉波, 劉海軍, 劉震濤, 葉曉, 尹旭, 張鵬偉, 李 杰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)