共振式汽车悬挂减振器检测台的原理分析

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公! 路! 与! 汽! 运!!!

第2期2007年3月共振式汽车悬挂减振器检测台的原理分析

庄严

(云南能源职业技术学院机电工程系9云南曲靖655001)

摘要! 共振式汽车悬挂装置检测台被广泛应用于汽车悬挂装置性能综合评价O 检测时9检

测台的支承台面与被检车辆的车轮和车身构成一个三自由度振动系统O 文中从系统的角度对共振式汽车悬挂装置检测台的检测原理进行了阐述和分析O

关键词! 汽车; 共振式汽车悬挂装置检测台; 振动系统

中图分类号! U467.5文献标识码! A 文章编号! 1671-2668" 2007#02-0018-02

是汽车悬挂装置是汽车底盘的一个重要总成9

车身和车轴的弹性连接部件9通常由弹性元件\导向装置和减振器3部分组成O 对在用汽车悬挂装置的检测9主要是测试其减振器性能9因为减振器和与之相连的弹性元件等构成了复杂的振动系统9在评价减振器性能的同时9也就对悬挂装置的性能作出了综合评价O 检测汽车悬挂装置主要使用悬挂装置检测台O 共振式汽车悬挂减振器检测台性能稳定\数据可靠9因此9得到广泛应用O

检测时9共振式汽车悬挂减振器检测台通过电机\偏心轮\储能飞轮和弹簧组成的激振器9迫使汽车悬挂装置产生振动9激振数秒钟9达到角频率为断开电动机电源9与电动机I 0的稳定强迫振动后9

紧固的储能飞轮以起始频率为I 0的角频率进行扫即频激振O 由于电机的频率I 0比车轮固有频率高9因停在台面上的车轮固有频率处于I 0和零之间9此9飞轮逐渐减速的扫频激振总可以扫到车轮固有频率处9从而使台面-汽车系统产生共振O 断开驱动电机电源的同时9启动采样测试装置9检测\记录激振后振动衰减过程中力或位移的振动曲线及数据9求出频率和衰减特性9便可判断汽车悬挂装置减振器的工作性能O

1共振式汽车悬挂减振器检测台的结构形式

共振式汽车悬挂减振器检测台由电子电器控制

和台架机械2部分构成9其结构如图1所示O

2共振式汽车悬挂减振器检测台的原理分析

共振式汽车悬挂减振器检测台工作时9检测台

的支承台面与被检车辆的车轮和车身构成一个三自由度振动系统9系统模型如图2所示O 该三自由度系统的数学模型可以用动力学普遍方程对其进行完整描述O 其矩阵形式的动力学方程式为

MX ~+CX , +KX =f (t ) (1)

图1共振式汽车悬挂减振器检测台的结构

图2三自由度系统模型

总第119期~ig

h wa $s 8a ut o m otiue a P P lic ations 公! 路! 与! 汽! 运!!!!

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具体形式为

m

00 0~0

0, 0m 010 1

~

+0c 201,

+00

m 2J 2

~

J

00

c 3J 2

~J

+ 1- 1

0- 1

1+ 2

2 -1=0

- 2 2J 2J

0 s + 0 s 0020

0J

式中: s 为激振信号 即正弦快速扫频信号0

对式020进行拉氏变换 设系统的初始状态为零 即X n ~000=0 X n , =0 得到系统的模型: 0s 0X 0s 0=f 0s 0030

式中: 0s 0~X 0s 0~f 0s 0为系统阻抗0

- 1

0m 0s 2+c 0s + 0+ 1

s 0=

- m 2

1

1s +c 2s + 1+ 2-c 2s - 20

-c 2s - 2

m 22s +c 2s + 2J

000

0s

0c 0s + 00 s 0s 0s 0=10s 0f 0s 0=020s 0J 0J

其中 激励信号的拉式变换 s ,

0t 0]=s s 0

s 0-s 000 s 0

00=0 则系统的传递函数矩阵为~12~13~0s 0= 0s 0

-1

~

11=~21

~22~23

040

~31

~32

~33J

~11= 0m 1s 2+c 2s + 1+ 200m 2s 2+c 2s + 20-0-c 2s - 202

]/A ~12=~21=- 10m 2s 2+c 2s + 20

/A ~13=~31=- 10-c 2s - 202

/A

~22=0m 0s 2+c 0s + 0+ 100m 2s 2+c 2s + 20/A ~23=~32=0m 0s 2+c 0s + 0+ 100-c 2s - 20

/A ~33= 0m 0s 2+c 0s + 0+ 100m 2s 2

+c 2s + 1+

20-0- 10]

/A A =0m 0s 2

+c 0s + 0+ 100m 1s 2

+c 2s + 1+

200m 2s 2+c 2s + 20-0m 0s 2

+c 0s + 0+

100-c 2s - 202-0m 2s 2+c 2s + 200- 10

2

实际检测时 系统读取台面处的位移值 0并以其作为采样信号 按线性关系折算成压力值进行处理0对该系统 s 0s 0为输入信号 00

s 0为输出信号0应用自动控制理论建立该输入输出系统方块图模型

0如图3所示00该系统的传递函数为

0s 0=

0001205X s 0s 0=670

1- 5 6 7- 0

2 3 04 5

5图3系统方块图

3结论

从以上分析可知 共振式汽车悬挂减振器检测台的检测过程就是采集 车辆-检测台 系统振动时的台面响应过程0虽然按同一系统振动原理设计 但不同的检测台往往具有不同的力学参数0动力学方程式中任一量的变化将引起检测结果的变化0因此 同一辆车在不同检测台上的测试结果往往不同 有时差别还较大0

对于 车辆-检测台 振动系统 设 M ]~ K ]~

C ]和e M , ]~ K , ]~ C , ]和e, 分别为2台检测台的参数 E 和E , 分别为同一车辆在2台检测台上的检测结果 则有如下函数关系:

E = 0

M ] K ] C ] e 0E , = 0

M , ] K , ] C , ] e, 0设 S M ]= M ]- M , ] S K ]= K ]- K , ] S C ]= C ]- C , ] S e =e -e, 如果 S M ]= S K ]= S C ]=S e =0 则E =E , 0

由于 S M ]~ S K ]~ S C ]~S e 都不为零 导致同一辆车在2台检测台上的检测结果不同0参考文献!

1]张建俊. 汽车检测设备应用技术 M ]. 北京:机械工业出版社 2002. 2]崔靖. 汽车综合性能检测 M ]. 上海:上海科学技术文献出版社 1999.

3]王静文. 汽车诊断与检测技术 M ]. 北京:人民交通出版社 1998. 收稿日期:2006-05-12

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