专利名称：车用硅油减振器性能参数测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车用硅油减振器性能参数测试系统，特别涉及一种以变频电机， 液压泵站驱动扭振激励装置模拟真实发动机振动状况，以虚拟仪器测试手断进行数据获取，以计算机辅助控制分析的车用扭振减振器性能参数测试系统。
背景技术：
扭转振动是旋转机械轴系一种特殊的振动形式，它本质上是由于轴系并非绝对刚体，存在弹性，因而在以平均速度进行的旋转过程中，各弹性部件间会因各种原因而产生不同大小、不同相位的瞬时速度的起伏，形成沿旋转方向的来回扭动。扭转振动的危害是很大，内燃机工作过程中产生的曲轴扭转振动，一方面会使曲轴及其相关运动体产生附加应力，同时，也对配套设备产生不利影响。当激振力矩的频率与内燃机曲轴轴系固有扭转振动频率相同时，还会产生“共振”现象，这将使扭转振动得到巨大的动态放大，从而大大增加了轴系中所受到的扭转应力，导致轴系发生各种事故，或造成其他附件的工作状况异常，严重时，会出现曲轴断裂等恶性机损事故。为了减少扭振，人们在不断的挖掘减振的方法和实现的形式。减少扭振可以调整系统的固有频率，通过改变扭转振动系统的固有频率，从而使整个系统的共振转速得到改变。内燃机轴系多质量系统扭振的固有自振频率，完全取决于系统中各个部分惯量和弹性的数值及其分布状况。系统中任何一个部件的惯性值或弹性值的变化，包括它们分布位置的变动，都可以引起整个系统固有频率的变化。因此，改变系统中各个部件的惯量和弹性的数值及其分布状况，可显著地改变系统固有频率，从而有效避免强烈振动。另外还可以通过减小激振的能量，增加阻尼的能量消耗等方式来减振。标志减振器性能的主要物理参数是阻尼、惯量和刚度。其惯量在设计分析中容易计算确定，在制造中其阻尼难以计算确定，也不太容易控制。因此，一般要采用试验方法确定减振器的实际阻尼。硅油减振器是发动机常用的扭转减振器，其结构很特殊，由封闭的环形壳体和位于其中的环形惯性圆盘组成，两者可相对转动。其密闭缝隙中充满一定粘度的硅油，依靠惯性圆盘的惯性和硅油的阻尼作用就可具有消耗扭振能量、降低振动的功能。 由于难以检测惯性圆盘的运动状态，所以必须采用特殊的试验技术才能测量这种减振器的阻尼参数。硅油减振器的性能受到很多因素的影响，由理论公式计算的结果往往经过多次的试验反复修正，才能作为设计减振器的依据。而对于主机厂只有通过将减振器安装在发动机上进行台架试验才能检验减振效果。目前国内大部分减振器厂具有很强的生产能力，但是对减振器的性能没有充分的研究，主机厂进行模拟计算分析中无法得到减振器的性能参数，计算精度不高，导致减振器与发动机的匹配需要大量的装机试验，这样不仅大量浪费人力、物力和财力，而且容易导致事故发生。
发明内容
本发明的目的是克服现现有技术的不足，提供一种车用硅油减振器性能参数测试系统。车用硅油减振器性能参数测试系统包括变频器、变频电机、弹性联轴节、扭振激励装置、联轴节、第一测量齿盘、可调惯性飞轮、主轴、第二测量齿盘、减振器、第一磁电传感器、第二磁电传感器、NI-PXI6250采集卡、计算机、液压泵站；变频器、变频电机、弹性联轴节、扭振激励装置、联轴节、第一测量齿盘、可调惯性飞轮、主轴、第二测量齿盘、减振器顺次相连，液压泵站与扭振激励装置相连，在第一测量齿盘的上方设有第一磁电传感器， 在第二测量齿盘的上方设有第二磁电传感器，第一磁电传感器和第二磁电传感器分别与 NI-PXI6250采集卡相连，NI-PXI6250采集卡与计算机相连；液压泵站包括蓄能器、压力表、 电动机、止回阀、溢流阀、电磁阀、进出油口、液压油容器；液压油容器上设有蓄能器、压力表、电动机、止回阀、溢流阀、电磁阀、进出油口 ；液压泵站向扭振激励装置提供油压，变频器及变频电机驱动扭振激励装置，扭振激励装置在油压作用下旋转产生周期性的作用力，模拟发动机的工作状态，测试系统主轴两端第一测量齿盘及第二测量齿盘的磁电传感器输出信号由下位机NI-PXI6250采集板卡采集，由上位机PC机处理并计算获取减振器的阻尼性能参数。车用硅油减振器性能参数测试系统的液压泵站最大的压力为25Mpa，变频器最大功率为7. 5KW，最大扭矩为50牛米，第一测量齿盘和第二测量齿盘分别有120个齿。
本发明与现有技术相比具有的有益效果
1)属于国内相关领域自主研发的测试系统，可以在较低的成本下进行减振器内部性能参数的测定，大大节约了实车检测的成本及效率，并大大提高了实验的安全性，
2)可实现不同缸数发动机的模拟，并可根据惯量的计算要求调整惯量盘的惯量大小， 变频电机可调节转速区间范围大，应用范围及模拟范围较大。3)测试系统采用高频计数法，能储存单个齿经过传感器时的高频脉冲数，响应速度极快，可连续测量变化迅速的瞬时速度，并对瞬时速度的微小变化有极高的分辨能力。采用此方法，既满足了扭转振动微小难以测量的要求，也满足了旋转角度步长较小情况下的连续测量。4)本实验系统既可以用于减振器性能参数的测试，又可以用于发动机与减振器匹配测试，实现了功能多样化。
图1为车用硅油减振器性能参数测试系统结构示意图； 图2为本发明液压泵站结构示意图3为控制及分析系统功能框图。图中变频器1、变频电机2、弹性联轴节3、扭振激励装置4、联轴节5、第一测量齿盘6、可调惯性飞轮7、主轴8、第二测量齿盘9、减振器10、第一磁电传感器11、第二磁电传感器12、NI-PXI6250采集卡13、计算机14、液压泵站15、蓄能器16、压力表17、电动机18、 止回阀19、溢流阀20、电磁阀21、进出油口 22、液压油容器23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。如图1所示，一种车用硅油减振器性能参数测试系统，它包括变频器1、变频电机 2、弹性联轴节3、扭振激励装置4、联轴节5、第一测量齿盘6、可调惯性飞轮7、主轴8、第二测量齿盘9、减振器10、第一磁电传感器11、第二磁电传感器12、NI-PXI6250采集卡13、计算机14、液压泵站15 ；变频器1、变频电机2、弹性联轴节3、扭振激励装置4、联轴节5、第一测量齿盘6、可调惯性飞轮7、主轴8、第二测量齿盘9、减振器10顺次相连，液压泵站15与扭振激励装置4相连，在第一测量齿盘6的上方设有第一磁电传感器11，在第二测量齿盘9的上方设有第二磁电传感器12，第一磁电传感器11和第二磁电传感器12分别与M-PXI6250 采集卡13相连，NI-PXI6250采集卡13与计算机14相连。
如图2所示，液压泵站15包括蓄能器16、压力表17、电动机18、止回阀19、溢流阀20、 电磁阀21、进出油口 22、液压油容器23 ；液压油容器23上设有蓄能器16、压力表17、电动机18、止回阀19、溢流阀20、电磁阀21、进出油口 22 ；液压泵站15向扭振激励装置4提供油压，变频器1及变频电机2驱动扭振激励装置4，扭振激励装置4在油压作用下旋转产生周期性的作用力，模拟发动机的工作状态。如图3所示，信号采集前对硬件及软件进行参数设置，测试系统主轴8两端第一测量齿盘6及第二测量齿盘9处的第一磁电传感器11，第二磁电传感器12输出信号由下位机OT-PXI6250采集板卡13采集，对得到采集信号进行初始位置平移，畸点处理，相同值处理之后即可进行频域和时域的分析，获取减振器的阻尼性能参数，软件系统可实现数据存储回放，生成报表等功能。本发明的工作过程为
扭振激励装置4内部的凸轮通过弹性联轴节3与变频电机2相连，变频电机2受到变频器1的控制，操作人员通过调整变频器1，将所需要的扭矩和转速信号传给变频电机2，从而控制变频电机2及扭振激励装置4内部凸轮的转速和扭矩。弹性联轴节3的作用为保护变频电机2以免扭振激励装 置4输出的激振力矩对变频电机造成影响。液压泵站15为扭振激励装置4提供液压动力，液压泵站内的液压油在电动机18 的驱动作用下，经由止回阀19，溢流阀20，电磁阀21至进出油口 22输出，溢流阀20可设置上限压力，当压力超过设定值时液压油自动流回泵站，通过控制电磁阀21控制液压泵站的通断。液压泵站上安装有压力表17可直接观察当前压力，蓄能器16用于消除输出压力的波动。高压液压油通过出油口 22将高压油送至扭振激励装置4处，扭振激励装置内部凸轮在旋转的过程中受到周期性阻碍，从而产生激振力矩。NI-PXI6250采集卡13共有68路采集通道，其中包含2路5V直流电压输出端，2 路计数器通道，采集卡13的2路直流电压输出向磁电传感器11，12供电，2路计数器通道采用高频计数法对数据进行记录。所采集的数据从板卡缓存写入计算机文本后，即可对数据进行瞬时转速，转速波动，扭振幅值，减振器阻尼性能参数的分析计算。
权利要求
1.一种车用硅油减振器性能参数测试系统，其特征在于包括变频器(1)、变频电机 (2)、弹性联轴节(3)、扭振激励装置(4)、联轴节(5)、第一测量齿盘(6)、可调惯性飞轮(7)、 主轴(8)、第二测量齿盘(9)、减振器(10)、磁电传感器(11)、磁电传感器(12)、NI-PXI6250 采集卡(13)、计算机(14)、液压泵站(15);变频器(1)、变频电机(2)、弹性联轴节(3)、扭振激励装置(4)、联轴节(5)、第一测量齿盘(6)、可调惯性飞轮(7)、主轴(8)、第二测量齿盘 (9)、减振器(10)顺次相连，液压泵站(15)与扭振激励装置(4)相连，在第一测量齿盘(6) 的上方设有磁电传感器(11)，在第二测量齿盘(9)的上方设有磁电传感器(12)，第一磁电传感器(11)和第二磁电传感器(12)分别与NI-PXI6250采集卡(13)相连，NI-PXI6250采集卡(13)与计算机(14)相连；液压泵站(15)包括蓄能器(16)、压力表(17)、电动机(18)、 止回阀(19)、溢流阀(20)、电磁阀(21)、进出油口(22)、液压油容器(23)；液压油容器(23) 上设有蓄能器(16)、压力表(17)、电动机(18)、止回阀(19)、溢流阀(20)、电磁阀(21)、进出油口(22)；液压泵站(15)向扭振激励装置⑷提供油压，变频器⑴及变频电机⑵驱动扭振激励装置(4)，扭振激励装置(4)在油压作用下旋转产生周期性的作用力，模拟发动机的工作状态，测试系统主轴(8)两端第一测量齿盘(6)及第二测量齿盘(9)处的第一磁电传感器(11)，第二磁电传感器(12)输出信号由下位机NI-PXI6250采集板卡(13)采集， 由上位机PC机处理并计算获取减振器的阻尼性能参数。
2.根据权利要求1所述的一种车用硅油减振器性能参数测试系统，其特征在于所述的液压泵站15输出最大压力为25Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种车用硅油减振器性能参数测试系统，其特征在于所述的变频器1最大功率为7. 5KW，最大扭矩为50牛米。
4.根据权利要求1所述的一种车用硅油减振器性能参数测试系统，其特征在于所述的第一测量齿盘6和第二测量齿 盘9分别有120个齿。
全文摘要
本发明公开了一种车用硅油减振器性能参数测试系统。它包括顺次相连的变频器、变频电机、弹性联轴节、扭振激励装置、联轴节、第一测量齿盘、可调惯性飞轮、主轴、第二测量齿盘、减振器，扭振激励装置与液压泵站相连，第一测量齿盘上方设有第一磁电传感器，第二测量齿盘上方设有第二磁电传感器，第一、二磁电传感器分别与NI-PXI6250采集卡相连、NI-PXI6250采集卡与计算机相连。本发明可以模拟不同缸数的发动机，调整惯量盘惯量大小，实现转速较大范围的调节；测试系统可以连续测量变化迅速的瞬时速度，并对瞬时速度的微小变化有极高的分辨能力，响应速度快；测试系统节约了实车检测的成本，降低了实车测试的危险性，实现低成本下高效测量减振器内部性能参数的功能。
文档编号G01M7/02GK102221470SQ201110081699
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者俞小莉, 刘波, 刘海军, 刘震涛, 叶晓, 尹旭, 张鹏伟, 李 杰 申请人:浙江大学