[发明专利]发动机动力总成质量质心测试方法在审
申请号: | 201710068159.0 | 申请日: | 2017-02-07 |
公开(公告)号: | CN106840520A | 公开(公告)日: | 2017-06-13 |
发明(设计)人: | 陈树勋;韦齐峰;陈瑞兵 | 申请(专利权)人: | 广西大学 |
主分类号: | G01M1/12 | 分类号: | G01M1/12 |
代理公司: | 广西南宁公平知识产权代理有限公司45104 | 代理人: | 杨立华 |
地址: | 530004 广西壮族*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 发动 机动力 总成 质量 质心 测试 方法 | ||
技术领域
本发明属于刚体质量质心测试技术领域,尤其涉及一种发动机动力总成质量质心测试方法。
技术背景
汽车动力总成是由发动机和变速器构成的总成。汽车发动机动力总成质量和质心在动力总成中位置的准确数据是汽车平衡与减振设计不可或缺的重要基本数据。然而,由于动力总成内部结构非常复杂,难以建立准确的结构数值分析的数字化模型,所以动力总成的质量质心难以由结构数值分析计算取得,一般都要通过实际测试获得。目前对动力总成质量质心数据的测试方法主要有经纬仪测试法、光栅位移测试法、运动方程求解法、三线摆法、托架法、三角基座力矩平衡法等。
其中,经纬仪测试法、光栅位移测试法是利用经纬仪、光栅位移敏感器等构成质量质心位置电测系统,优点是测试精度高,但系统价格昂贵、调试过程复杂、调试困难。运动方程求解法是根据刚体动力学方程,由动力总成运动所受的力和运动加速度度求解动力总成的质量质心和惯性矩等惯性参数。三线摆法测试动力总成质量质心需要反复调整被测物体姿态(6到7次以上),试验过程费时费力。托架法、三角基座力矩平衡法的基本原理均是根据重力矩平衡方程求解被测动力总成的质量质心,托架法结构复杂测试精度较差;三角基座力矩平衡法是将动力总成摆放在三点支撑的测试平台上,测试过程中需要动力总成在两次摆放中完全垂直,这就给测试工作带来很大困难,而且由于测试平台基准点少,不能对测试操作进行自动评价,测试精度较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、操作简易、结果精确的发动机动力总成质量质心测试方法,以准确获得动力总成质量与质心在动力总成中的位置坐标。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
发动机动力总成质量质心测试方法,将发动机动力总成摆放在压力敏感器支撑的测试平台上,测试平台由上下两层钢板构成,两层钢板间在四个角点设置4个压力敏感器,压力敏感器的支撑端与下层钢板固定,压力敏感器的的受力端与上层钢板接触;然后测量动力总成预定参考点与测试平台支撑点的距离,并读取压力敏感器显示读数,改变动力总成摆放姿态,重复以上过程2到3次,利用测试平台4个角点的位置、动力总成设计时预定的3个参考点在动力总成坐标系中的坐标以及上述所测距离和所示读数计算获得发动机动力总成质量质心的测试指标。
上述发动机动力总成质量质心测试方法,包括以下步骤:
一、搭建测试平台;二、摆放动力总成;三、测量参考点与角点距离;
四、读取压力敏感器显示读数;五、输入与计算;六、重复步骤二到步骤五;
七、计算质心位置;八、再次变换姿态。
步骤一按以下操作进行:测试平台由上下两层钢板构成,两层钢板间在四个角点设置4个压力敏感器,4个压力敏感器分别与各自显示器通过导线相连;压力敏感器的支撑端与下层钢板固定,压力敏感器的的受力端与上层钢板接触;下层钢板下面四角装支撑螺栓与地面基础面接触,借助水平仪调整上层钢板上表面为水平面,上层钢板四个角点Q1、Q2、Q3、Q4与相应的压力敏感器的受力端在同一垂线上,Q1、Q2、Q3、Q4构成水平面内的矩形,该矩形相邻两边的方向和垂直方向构成测试平台直角坐标系的三个坐标方向。
步骤二按以下操作进行:将被测动力总成摆放在在测试平台上层钢板表面上。
步骤三按以下操作进行:测量动力总成三个参考点P1、P2、P3到上层钢板四个角点Q1、Q2、Q3、Q4的距离。
步骤四按以下操作进行:读取测试平台上层钢板放置动力总成和去掉该动力总成两种情况下,4个压力敏感器的显示器所显示的读数,共8个数据。
步骤五按以下操作进行:将测试平台4个角点的位置、动力总成设计时预定的3个参考点在动力总成坐标系中的坐标以及在步骤三与步骤四中测得的20个数据输入计算软件进行计算;所述计算软件按以下进行计算:
<1>由压力敏感器读数计算动力总成的质量和质心在测试平台坐标系水平面中的坐标;
A.动力总成+平台的总质量m1计算公式为:
m1=(F11+F12+F13+F14)/g,
其中,F11、F12、F13、F14、g分别为四个压力敏感器读数和重力加速度;
B.动力总成+平台+垫块的总质心在水平面内投影的x、y坐标分别为:
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