减振器异响故障快速定位及诊断试验装置

摘要

本发明涉及一种减振器异响故障快速定位及诊断试验装置，其特征在于测试台上设有用于固定待测减震器的支架，测试台下方设有激振器，所述支架包括四个支杆和一个顶板，顶板的四角经四个支杆固定在测试台台面上，顶板的底面设有减振器安装上支架，待测减振器与减振器安装上支架相连接，待测减振器下端设有减振器安装下摆臂；测试台上还设有声音传感器滑轨机构，声音传感器滑轨机构包括垂直滑轨和固定在测试台台面上的水平滑轨，其中垂直滑轨的底部经滑块与水平滑轨相连接，还设有声音传感器、振动加速度传感器、数字摄像头以及试验控制及数据采集仪。

说明书

技术领域：

本发明涉及减振器产品的异响故障定位及诊断技术领域，具体地说是一种针对车辆减振器产品在使用和生产过程中产生的异响故障，通过单声音传感器和数字相机的配合进行升学成像和快速异响定位，通过加速度传感器对故障原因进行诊断的减振器异响故障快速定位及诊断试验装置。

背景技术：

减振器是各类车辆经常使用的用于吸收机械振动、保障车辆运行平顺性和舒适性的重要零部件。减振器的振动吸收功能一般通过减振液体在阀体中进行快速流通产生的阻尼作用来实现。当减振液体在减振器的各阀体中流动式，阀体产生的阻尼作用将液体的动能转化为热能，从而吸收振动的能量，达到减振作用。因此，减振器产品属于机械与液压综合的产品，产品设计难度大，技术含量高。

在目前汽车行业广泛采用的减振器产品中，异响故障是较为突出的故障形式，通过市场调研，异响故障的投诉占所有用户投诉的70％以上。对减振器的异响故障的原因诊断是一项非常复杂的工作，不仅与减振器的阀体零件、减振液体、减振器弹簧、减振器橡胶座套、减振器安装螺栓等状态有关，而且还与车辆行驶的路面不平度、轮胎传递特性、车辆底盘和车身覆盖件的模态特性，甚至车辆本身动力系统的振动及传递特性均有耦合作用，因此，异响故障原因的判断非常复杂，需要大量的传感器数据和深入的理论分析。同时减振器异响故障的表现形式也非常多，在声音上有“斯斯”“咕咕”“呼呼”“咯吱咯吱”等各种声音，发生声音的位置也有较大的不同,不同声音生成的原因也有很大的不同。

目前的大多数的减振器试验台基本上有2种，一是减振器性能测试试验台，其功能是测量减振器的示功图曲线和性能指标；二是减振器可靠性试验台，其功能是测试减振器的寿命和可靠性。对于减振器的异响故障的诊断上，基本上仍然是依靠减振器性能测试试验台，根据发生异响故障的减振器和无故障的减振器之间的性能差异来判断减振器故障原因。然而，这种方法存在许多技术障碍，如：(1)性能试验台的测试方法一般较为固定，有时无法再现异响故障，测量不到性能变化；(2)性能检测即使发现了偏差，但是很难判断引起性能偏差的原因；(3)无法通过性能偏差快速发现故障发生的位置。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种通过单声音传感器和数字相机的配合进行升学成像和快速异响定位，通过加速度传感器对故障原因进行诊断的减振器异响故障快速定位及诊断试验装置及方法。

本发明通过以下措施达到：

一种减振器异响故障快速定位及诊断试验装置，设有测试台，其特征在于测试台上设有用于固定待测减震器的支架，测试台下方设有激振器，所述支架包括四个支杆和一个顶板，顶板的四角经四个支杆固定在测试台台面上，顶板的底面设有减振器安装上支架，待测减振器与减振器安装上支架相连接，待测减振器下端设有减振器安装下摆臂；测试台上还设有声音传感器滑轨机构，声音传感器滑轨机构包括垂直滑轨和固定在测试台台面上的水平滑轨，其中垂直滑轨的底部经滑块与水平滑轨相连接，还设有声音传感器、振动加速度传感器、数字摄像头以及试验控制及数据采集仪，其中声音传感器经滑块与垂直滑轨相连接，振动加速度传感器置于待测减振器本体上，数字摄像头固定在支架上，声音传感器、振动加速度传感器、数字摄像头分别与试验控制及数据采集仪相连接。

本发明中设有分别位于待测减振器本体上、中、下三个部位的三个振动加速度传感器。

本发明所述试验控制及数据采集仪采用现有的检测仪器。

本发明在使用的过程中，通过可移动的声音传感器和固定的数字摄像头相互配合，同时通过上、中、下三处加速度传感器测量振动信号，可以完成减振器异响故障的快速定位和异响原因诊断；减振器上安装支架可以在通过导轨进行左右调整，从而调节减振器的安装角度；减振器的下端安装在下摆臂上，可以通过下摆臂的几何尺寸模拟减振器在车辆上的真实安装形态；通过声音传感器的垂直和水平滑轨，移动声音传感器测量振动时的减振器异响声音，配合固定的数字摄像头，获得声音传感器移动平面范围内的全部声音信息，进行声学成像，对异响的故障点进行快速定位；通过上、中、下三处的振动加速度传感器测量减振器振动状态下的加速度信号，结合声学成像的故障定位信息，实现故障原因的快速诊断。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图标记：测试台1、支架2、激振器3、减振器安装上支架4、待测减振器5、减振器安装下摆臂6、垂直滑轨7、水平滑轨8、声音传感器 9、振动加速度传感器10、数字摄像头11、试验控制及数据采集仪 12。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如附图所示，本发明提出了一种减振器异响故障快速定位及诊断试验装置，设有测试台1，其特征在于测试台1上设有用于固定待测减震器的支架2，测试台1下方设有激振器3，所述支架2包括四个支杆和一个顶板，顶板的四角经四个支杆固定在测试台1台面上，顶板的底面设有减振器安装上支架4，待测减振器5与减振器安装上支架4相连接，待测减振器5下端设有减振器安装下摆臂6；测试台1 上还设有声音传感器滑轨机构，声音传感器滑轨机构包括垂直滑轨7 和固定在测试台台面上的水平滑轨8，其中垂直滑轨7的底部经滑块与水平滑轨8相连接，还设有声音传感器9、振动加速度传感器10、数字摄像头11以及试验控制及数据采集仪12，其中声音传感器9经滑块与垂直滑轨7相连接，振动加速度传感器10置于待测减振器5 本体上，数字摄像头11固定在支架2上，声音传感器9、振动加速度传感器10、数字摄像头11分别与试验控制及数据采集仪12相连接。

本发明中设有分别位于待测减振器5本体上、中、下三个部位的三个振动加速度传感器。

为了使被检测的减振器在测试系统中能够尽可能真实的再现在车辆上使用时发生的异响故障，本测试系统的试验平台在减振器的安装和激振源的设置上进行了新颖而特殊的设计。如附图1所示，首先减振器上安装架可以在减振器测试平台顶部的滑轨上进行左右调整，从而方便的调整减振器的安装角度。其次减振器的下安装架安装在一个下摆臂上，模拟车辆上的横臂。再次，激振源的激振点作用在下摆臂上。通过以上三个方面的设计，从而使减振器在测试平台上的工作状态与车辆上完全相同。

为了实现减振器异响故障的快速诊断，快速定位异响声源是本发明的重要手段之一。本发明采用单个声音传感器，将声音传感器安装在可以垂直和水平运动的滑轨上，通过滑轨的运动使声音传感器可以扫掠整个减振器附近的平面。声音传感器扫掠采集异响信息的同时，采用数字摄像头将整个采集过程的图像信息记录下来。最后通过声音信息和图像信息的合成获得整个声音采集平面内的声场信息。经过对声场信息的处理和分析，获得异响发生的具体位置，定位精度可以达到5mm以内。本发明的异响声源定位速度快、精度高，能够为后续的故障诊断提供重要的故障源信息。

由于声音信息的采集容易受到环境的影响，信噪比较低，同时减振器的故障在实验室环境下有时候无法实现异响的再现。因此，本发明采用了三处加速度传感器分别测量减振器上端、中端和下端三个位置处的振动信号，通过振动信号获得减振器故障的具体特征，通过对特征的提取进行减振器故障原因的详细诊断。

为了使减振器故障诊断测试系统尽可能真实再现减振器在车辆使用上的故障，本发明采用数控的激振器对减振器安装横臂进行激振。激振的频谱采用车辆减振器异响故障发生时的实车采集频谱。因此测试平台可以真实的模拟减振器使用真实状况,这是对减振器故障实现精确诊断成功的重要基础。