廣州智維電子科技有限公司
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設(shè)備介紹 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)異響試驗臺可施加與實車狀態(tài)下相等的轉(zhuǎn)向負(fù)載，能按照期望模擬原齒條力負(fù)載曲線進(jìn)行加載
設(shè)備介紹
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)異響試驗臺可施加與實車狀態(tài)下相等的轉(zhuǎn)向負(fù)載，能按照期望模擬原齒條力負(fù)載曲線進(jìn)行加載。同時設(shè)備可控制方向盤輸入轉(zhuǎn)速，復(fù)現(xiàn)實車狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在打方向、換向過程中的機(jī)構(gòu)運動。并通過振動傳感器、麥克風(fēng)檢測轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的異響。能進(jìn)行轉(zhuǎn)向功能復(fù)現(xiàn)、快速換向功能復(fù)現(xiàn)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)rattle測試、噪聲測試等。
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適用標(biāo)準(zhǔn)：
技術(shù)參數(shù)
| 序號 | 部件 | 關(guān)鍵性能 | 參數(shù) |
| 1 | 整體噪聲 | 空載設(shè)備運行噪聲 | 32dB（A） |
| 2 | 駕駛員模擬器 | 恒定扭矩 | 30 Nm |
| 3 | | 瞬時峰值扭矩 | 90 Nm |
| 4 | | 頻率范圍 | DC-5Hz |
| 5 | | 角速度 | 1200°/s |
| 6 | 扭矩傳感器 | 量程 | 100 Nm |
| 7 | | 靈敏度 | 100 mV/Nm |
| 8 | | 過載保護(hù) | 扭矩200%過載保護(hù) |
| 9 | | 線性誤差 | ≤±0.5% |
| 10 | 直線載荷模擬器 | 持續(xù)負(fù)載力 | ±8000 N |
| 11 | | 峰值力 | ±16000 N |
| 12 | | 負(fù)載電機(jī)響應(yīng)頻率 | 50 Hz |
| 13 | | 行程 | ±100 mm |
| 14 | 旋轉(zhuǎn)載荷模擬器 | 輸出扭矩 | 200Nm |
| 15 | 控制器 | 對載荷模擬器同時控制 | 支持 |
| 16 | | 對載荷模擬器單獨控制 | 支持 |
| 17 | | 拉桿力的均方根誤差 | ≤±5% |
| 18 | | 轉(zhuǎn)向角度誤差 | ≤±5% |
| 19 | | 對駕駛員模擬器的控制方式 | 軸的位置、旋轉(zhuǎn)角速度、角加速度以及扭矩 |
| 20 | | 對載荷模擬器的控制方式 | 兩側(cè)拉桿的輸入力 |
設(shè)備組成
1.駕駛員模擬器裝置
駕駛員模擬器用以模擬駕駛員對車輛的操控，包括驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)法蘭、扭矩傳感器、聯(lián)軸器、傳動軸、消聲工裝及其它結(jié)構(gòu)組成，駕駛員模擬器用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，控制精度高，驅(qū)動系統(tǒng)可通過回轉(zhuǎn)工作臺調(diào)整加載角度，以匹配不同的轉(zhuǎn)向器安裝。
駕駛員模擬器主要技術(shù)指標(biāo)：
（1） 持續(xù)扭矩：±30 Nm
（2） 峰值扭矩：±90 Nm
（3） 轉(zhuǎn)速范圍：±200RPM（±1200°/s）
（4） 不連接管柱，轉(zhuǎn)向機(jī)器人在30RPM的工況下，距離轉(zhuǎn)向機(jī)器人150mm位置處，運行噪聲聲壓級不超過32dB(A)。駕駛員模擬器標(biāo)配隔震系統(tǒng)，有效隔絕噪聲和振動；
（5）可以實現(xiàn)順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)，勻速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度無極限位置；
（6）駕駛員模擬器的控制方式包括軸的位置 旋轉(zhuǎn)角速度 角加速度以及扭矩
2.直線載荷模擬器
負(fù)載電機(jī)豎直安裝，節(jié)省安裝空間。通過聯(lián)軸器連接，保證電機(jī)輸出軸的對中性能。通過搖臂將電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。將搖臂設(shè)計成可拆卸結(jié)構(gòu)，并提供不同長度的搖臂，滿足不同試驗載荷的需求。搖臂前后端均有軸承支撐，保證支撐剛度。
負(fù)載電機(jī)工裝采用半封閉式框架結(jié)構(gòu)，一方面能夠保證負(fù)載電機(jī)的安裝剛度、模態(tài)等，另一方面預(yù)留足夠的操作空間。工裝可在底板上沿Y軸移動。主要技術(shù)指標(biāo)：
（1） 持續(xù)負(fù)載力：±8000N
（2） 峰值力：±16000N
（3） 負(fù)載電機(jī)響應(yīng)頻率：50Hz
（4） 位移：≥±100mm
3.旋轉(zhuǎn)載荷模擬器
旋轉(zhuǎn)載荷模擬器采用與轉(zhuǎn)向輸入電機(jī)同類型的電機(jī)，安裝在萬向盤上，可調(diào)節(jié)電機(jī)軸線與轉(zhuǎn)向管柱在水平面內(nèi)的夾角。萬向盤安裝在仰角調(diào)節(jié)裝置上，可調(diào)節(jié)電機(jī)軸線與轉(zhuǎn)向管柱在豎直平面內(nèi)的夾角。主要技術(shù)指標(biāo)：
（1） 加載范圍：±200Nm
（2） 角速度：無限制
（3） 角位置：無限制
4.輸入驅(qū)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
駕駛員模擬裝置通過萬向盤安裝到滑塊上，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向輸入電機(jī)與轉(zhuǎn)向管柱軸線的角度；滑塊安裝到滑軌2上，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向輸入電機(jī)的Z向高度；立柱通過萬向盤安裝到滑塊上，可以調(diào)節(jié)立柱繞Z的角度；通過斜支撐，提高立柱的模態(tài)頻率；滑塊沿滑軌1可以X向移動，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向輸入電機(jī)X向的位置；滑軌1安裝在底座上，可以沿Y向移動。駕駛員模擬器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)測試時為抱死狀態(tài)，主要技術(shù)指標(biāo)：
負(fù)載（垂向）：200 kg
定位精度：1 mm
橫向調(diào)節(jié)范圍：0-3000 mm
縱向調(diào)節(jié)范圍：0-1240 mm
高度方向調(diào)節(jié)范圍：300-1800mm旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)范圍：無限制
5.管柱安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
管柱安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括升降機(jī)、立柱、直線滑軌、行程開關(guān)、回轉(zhuǎn)工作臺、調(diào)節(jié)板、調(diào)節(jié)絲桿、手輪、底座管柱夾具及其它結(jié)構(gòu)組成，可以實現(xiàn)橫向、縱向、高度及角度調(diào)節(jié)，滿足不同轉(zhuǎn)向器管柱的安裝。整體結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便快捷。
| 6.試驗臺底座 試驗臺底座為鐵地板結(jié)構(gòu)，上層表面配置T型槽，用于 安裝試驗臺其余所有機(jī)械結(jié)構(gòu)及支撐作用，具有極大的剛度及強度。 試驗臺底座參數(shù)：長4000mm，寬3000mm，厚300mm，總質(zhì)量約 2000kg。 |  |
| 7.齒輪齒條轉(zhuǎn)向器夾具 轉(zhuǎn)向器通過兩個立柱安裝在連接板上。連接板可以相 對立柱沿Z向調(diào)節(jié)高度。立柱安裝在底板上，底板可以沿X向調(diào)節(jié)位置。 |  |
設(shè)備功能及測試方法
1. 試驗準(zhǔn)備
模擬實車狀態(tài)或者水平安裝轉(zhuǎn)向助力裝置，其中方向盤側(cè)連接轉(zhuǎn)角控制裝置，中間軸側(cè)連接載荷加載裝置（見圖1、圖2）。連接電源與控制器，設(shè)置車速為0 km/h，使助力電機(jī)處于工作狀態(tài)。將采用1000 Hz，94 dB(A)的純音標(biāo)定過的傳聲器垂直布置在距助力電機(jī)殼體徑向200 mm處，加速度傳感器布置在齒輪齒條嚙合位置、蝸輪蝸桿嚙合位置和調(diào)整間隙位置。
載荷加載裝置施加70%負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角控制裝置分別以180?/s、270?/s、360?/s的速度帶動輸入軸轉(zhuǎn)動，待輸入軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，設(shè)置聲音采樣率為48 kHz和振動采樣頻率為5120 Hz，分別采集傳聲器和加速度信號，測試時間30 s。
設(shè)置頻率分辨率1Hz，對采集的聲音和加速度信號進(jìn)行20 Hz～2000 Hz的帶通濾波，計算聲音信號的A計權(quán)經(jīng)過帶通濾波后的總值或三個位置的加速度的有效值（RMS）。
| 圖1 轉(zhuǎn)向管柱總成旋轉(zhuǎn)噪音測試示意圖 標(biāo)引序號說明： 1—消音環(huán)境；2—電動助力轉(zhuǎn)向管柱總成；3—噪音測試夾具；4—傳聲器；5—載荷加載裝置；6—轉(zhuǎn)角控制裝置： | 圖2 轉(zhuǎn)向器總成旋轉(zhuǎn)噪音測試示意圖 標(biāo)引序號說明： 1—消音環(huán)境；2—載荷加載裝置；3—加速度傳感器1； 4—電動助力轉(zhuǎn)向器總成；5—麥克風(fēng)；6—中間軸； 7—加速度傳感器2；8—轉(zhuǎn)角控制裝置；9—轉(zhuǎn)向器固定臺架；10—加速度傳感器3。 |
功能二.轉(zhuǎn)向助力裝置換向噪聲
1. 試驗準(zhǔn)備
模擬實車狀態(tài)安裝轉(zhuǎn)向助力裝置，其中方向盤側(cè)連接轉(zhuǎn)角控制裝置，中間軸側(cè)連接載荷加載裝置。（見圖1、圖2）連接電源與控制器，設(shè)置車速為0 km/h，使助力電機(jī)處于工作狀態(tài)。將采用1000 Hz，94 dB(A)的純音標(biāo)定過的傳聲器布置在距助力電機(jī)殼體徑向（垂直于殼體表面）200 mm處，加速度傳感器布置在齒輪齒條嚙合位置、蝸輪蝸桿嚙合位置和調(diào)整間隙位置。
載荷加載裝置施加25%的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角控制裝置以±5?/3 Hz～5 Hz的速度往復(fù)運動；載荷加載裝置施加50%的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角控制裝置以± 30?/1 Hz～2 Hz的速度往復(fù)運動；待運行狀態(tài)穩(wěn)定后，設(shè)置聲音采樣率為
48 kHz和振動采樣頻率為5120Hz，分別采集傳聲器和加速度信號，測試時間30 s。每個位置測量三次，兩次測量至少間隔2分鐘。
對采集的聲音和加速度信號進(jìn)行20 Hz～2000 Hz的帶通濾波分析，計算聲音
信號的A計權(quán)經(jīng)過帶通濾波后的聲壓級總值或三個位置的加速度的有效值（RMS）。
功能三.轉(zhuǎn)向助力裝置撞擊噪聲
模擬實車狀態(tài)安裝轉(zhuǎn)向助力裝置，齒條位于中位，轉(zhuǎn)向器小齒輪端的拉桿上連接一個載荷加載裝置，另一側(cè)拉桿連接彈簧系統(tǒng)，彈性系數(shù)為300 N/mm±30 N/mm；輸入軸端連接慣量為0.04 kg.m2慣量盤。（見圖3）
在齒條襯套處殼體正上方、間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)處殼體正上方，分別布置一個三向加速度傳感器。麥克風(fēng)垂殼體徑向200 mm處（垂直于殼體表面）。
內(nèi)拉桿角度處于設(shè)計狀態(tài)，控制載荷加載裝置在拉桿上施加頻率5-20 Hz掃頻，
幅值0.35倍設(shè)計載荷的力，設(shè)置聲音采樣率為48 kHz和振動采樣頻率為5120 Hz，待測試系統(tǒng)運行穩(wěn)定后采集傳聲器和加速度傳感器的信號，測試時間30秒，重復(fù)測試三次，兩次測試之間至少間隔2分鐘。
內(nèi)拉桿角度處于全上跳和全下跳狀態(tài)時，重復(fù)上述試驗過程。
對采集的聲音和加速度信號進(jìn)行20 Hz～2000 Hz的帶通濾波分析，計算聲音信
號的A計權(quán)經(jīng)過帶通濾波后的聲壓級總值或三個位置的加速度的有效值（RMS）。
圖3 轉(zhuǎn)向器總成振動噪音測試示意圖
標(biāo)引序號說明：1—消音環(huán)境；2—載荷加載裝置；3—加速度傳感器1；4—轉(zhuǎn)向器總成；5—麥克風(fēng)；6—慣量盤；7—加速度傳感器2；8—彈簧系統(tǒng)；9—轉(zhuǎn)向器固定臺架；10—加速度傳感器3。
可將實車采集的轉(zhuǎn)向器輸入角度以及轉(zhuǎn)向拉桿的負(fù)載，在試驗臺進(jìn)行迭代后可準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在實際路面的工況，可用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的噪音測試及耐久測試。
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1. 試驗準(zhǔn)備
模擬實車狀態(tài)安裝后輪轉(zhuǎn)向裝置，齒條位于中位，轉(zhuǎn)向器拉桿上連接一個載荷加載裝置；
在電機(jī)殼體位置、減速機(jī)構(gòu)輸入端殼體位置、減速機(jī)構(gòu)輸出端殼體位置、位置傳感器殼體位置、車架安裝點位置，分別布置一個三向加速度傳感器。傳聲器布置電機(jī)殼軸向中心垂殼體正后方300 mm處和滾珠絲杠殼體中心正上方 300mm處。
運行噪聲測試：
2、運行速度：1mm/s，5mm/s，10mm/s，5mm/s步長至移動速度
3、負(fù)載力：3kN，5kN，10kN，13.5kN，15kN至負(fù)載力
換向噪聲測試：
1、輪胎轉(zhuǎn)角以±0.1°/3Hz~5 Hz 的速度往復(fù)運動，25%負(fù)載轉(zhuǎn)矩，設(shè)置車速為0km/h；
2、輪胎轉(zhuǎn)角以±0.6°/1Hz~2 Hz 的速度往復(fù)運動，50%負(fù)載轉(zhuǎn)矩，設(shè)置車速為0km/h；
Rattle噪聲測試：
1、正弦掃頻頻率5-25Hz，負(fù)載力：單邊±3kN，±4kN，，±5kN，±5.25kN。
圖4 后輪轉(zhuǎn)向振動噪音測試圖
設(shè)備案例
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