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汽車的振動測試技術

日期：2010-07-23　　有1927人瀏覽

　　汽車供應商們采用先進的振動測試技術來保證汽車在行駛中的安靜和平穩。汽車上的零件和組裝件必須經受振動可控測試技術的檢驗。

　　汽車內部從儀表板到桌椅，從安全氣囊傳感器到引擎注油泵，諸多零部件都要經過精確振動模式和幅度的測試。
在有些情況下，要用振動測試法驗證汽車的各種裝置在一般路面條件下不會損壞。在另一些情況下，通過振動測試來識別機械發出的煩人的噪聲。

　　在振動控制的工業中，開發成功的數字信號處理技術有可能在實驗室和生產線上制造成更加貼近真實的振動環境。今天，振動測試除了使用隨機波、正弦波和沖擊波的傳統方法，又增加了更加復雜的方法，比如隨機波上加正弦波和波形復制。

　
　　正如名稱所示，隨機正弦波是把隨機振動與正弦波結合起來形成復雜的振動形式；波形復制振動模仿出真實的汽車振動環境。隨機正弦波振動把多個正弦波與具有寬頻帶的噪聲結合在一起。正弦波振動可以是固定的或者是掃描式的諧波或非諧波振動，而且在整個頻帶內的振動幅度是可變的。就模仿在路面變化行駛中的隨機振動的汽車來說，其引擎轉速增加或減少時，隨機正弦波振動是很好的測試方法。
實際應用

　　采用隨機正弦波振動和波形復制方法對汽車進行測試，可真實地再現汽車行駛中的實際環境，用作設計驗證和質量控制。

　　·儀表板
　　許多汽車制造廠對儀表板組件進行振動測試以檢查其發出的咯吱聲和卡嗒聲。這一項是新車購買者可能ZUI不滿意的地方，在保證金中占很大份額。
　　為了測試建造了專用振動臺，它不使用風扇，為的是造成清靜的環境來驗證振動中的儀表板是否有咯吱聲和卡嗒聲。因為沒有通風散熱，只能在溫升超過工作溫度時做短時間的振動測試，然后測試要暫停一會兒讓設備冷卻下來。
　　除振動臺外，所有能發出噪聲的儀器設備，包括振動臺的控制器都應放在測試室的列邊。遙控面板和顯示器要懸掛在測試裝置的上面，便于工作人員能聽見噪聲并控制測試過程。
　　用于檢驗咯吱聲和卡嗒聲的振動模式，由隨機波、掃描正弦波和代表負荷的多段波形所構成。其振動幅度要控制在汽車正常行駛中的額定實驗值內。為了避免振動過于猛烈。要維修部件并做好緊固工作。
　　在振動測試中，操作人員起著關鍵性的作用，例如施加掃描式正弦波來重復加速引擎的振動模式，此時可能要加上幾次掃頻來發現異常的噪聲。由于咯吱聲和卡嗒聲難于發現起因，操作者必須停止對儀表板做下一步的操作，并且用于動方式來控制振動頻率和振幅，檢查產生噪音的真正原因。這樣才能找到產生噪聲的機理，許多設備生產廠也采用這種方法作為質量控制的手段。
　　檢測咯吱聲和卡嗒聲時，有時采用加溫與日光照射相結合的振動實驗。有些汽車公司安裝一種集成測試系統，在大的溫度控制室內安裝有電動振動臺和太陽陣列，操作人員在中央控制中心調節溫度、振動模式和振幅以及陣列來探測噪聲。

　　·汽車座椅
　　已有多家汽車公司使用高新技術的振動測試設備檢驗發出咯吱聲的座椅。把座椅安裝在電動液壓振動臺的俯仰板上。用動態信號分析儀自動檢查噪聲，得到1/3倍頻程頻譜。采用儀器監視而非人工檢測，當噪聲超過預設的電平時，才通知操作人員。
　　由于汽車座椅更容易受到路面振動的影響，要對座椅和它的安全帶進行測試ZUI好采用模仿路面技術。復制真實路面振動波形代替傳統的振動方法，可取得更好的測試結果。
　　路面仿真用振動臺重現紀錄的歷史情況。有時由4個或6個振動臺組成的裝置來重現汽車車輪同時振動的環境。使用ZUI先進的信號處理技術和快速的數字信號處理器可精確模仿實際的振動環境。
　　以前，即便是模仿一般路況的持續時間不足一小時，卻需要一天的計算時間。而今天，用一臺振動控制器便可無限期模仿路面的歷史情況，也無需幾個小時或一天的脫機計算。甚至能同時使用幾個振動臺在幾個測試點上做模仿試驗。
　

　
　　·后視鏡
　　后視鏡組合件的穩定性測試可用振動臺模仿路面振動。用后視鏡反射光束的散射測量鏡子的振動，并查出令汽車買主討厭的振顫部件。
　　由于反射光束被鏡子放大了兩倍，在驅動條件下鏡子有很小振動都能使后視鏡影像變得模糊。要在測試過程中找出引起后視鏡影像模糊的振動頻率，使用了可控加速度幅度的掃描正弦振動加在后視鏡上。用激光圖像系統來監視鏡子的圖像，并在鏡子諧振時拍攝出現的圖像。激光圖像系統中的程序與振動控制系統通信，把振動頻率、振幅和其它有關參數（時間和日期）儲存起來。
　　亦可用振動測試來鑒別后視鏡組件的自然振動頻率的模范？性質，用儀器錘子產生振動代替可控振動臺。
　　汽車后視鏡生產廠家對后視鏡組件進行振動測試的過程是：用沖擊測試法鑒別鏡子的諧振頻率和由于引擎振動引發的潛在結構缺陷；用動態信號分析儀測出產品對沖擊的反應，測出產品的諧振頻率并與預先設置的頻譜相比較。這樣便可在制造期間自動檢驗產品的質量。

　　·注油泵
　　注油泵承受著泵體組合件對路面和引擎的聯合振動環境。代表引擎振動的正弦波振動疊加在隨機振動的背境上，準確地模仿路面的振動的背境上，準確地模仿路面的振動狀況。再加上用幾個正弦波諧波來模仿引擎的振動就非常貼近真實情況。你聽到的由振動臺發出的噪聲，就等于聽到實際汽車在路上發出的聲響。
　　為了模仿實際安裝在引擎上的注油泵，用振動臺上的夾具把注油泵固定后再進行振動測試。由于夾具本身也增加了檢測的復雜性，它的機械諧振為十字軸運動增加額外的幅度，因此要使用一種稱為開槽的技術來施加限制。
ZUI大允許的隨機和正弦振動的幅度取決于極限頻譜、每個正弦諧波的振幅和隨機振動附加的能譜密度。在測試期間，在十字軸方向上測得的加速度不允許超過極限頻譜。減少驅動信號的頻率便可避免達到這個極限。在ZUI終的控制頻譜上出現槽口，表示有極限頻譜存在。

　　·防撞傳感器
　　氣囊防撞傳感器制造廠用模仿瞬時加速度的辦法測試每一個傳感器。測試的目的是要保證這些傳感器在未達到一定加速度之前不會激發氣囊，當加速度達到既定值時立即激發氣囊。
　　驅動振動臺產生一個半正弦形加速脈沖，或者用在實際撞車時記錄下的加速波形模仿瞬時加速度。為了驗證在每次沖撞時的動作是有效的，要把傳感器拴在測試器具上，由控制振動臺的同一個計算機程序來監視和控制。