品的可靠性是設計出來的、制造出來的、管理出來的。提高産品可靠性的方法有很多,其中(zhōng)可靠性試驗是一(yī)種有效的手段。針對不同的産品,選擇适宜的試驗科目,将對提升産品可靠性具有重要的作用。
本文介紹汽車(chē)行業常用的振動試驗,了解一(yī)下(xià)汽車(chē)零部件如何開(kāi)展振動試驗的?
零部件的振動測試是汽車(chē)可靠性的重要保障,采用先進的振動測試技術,能有效地提高整車(chē)的的質量與可靠性。随着各種新車(chē)型日益完善的功能和人們對乘車(chē)感受的不斷追求,要求汽車(chē)生(shēng)産企業必須在零部件的質量和可靠性作出監控,保證汽車(chē)整車(chē)的安全性與可靠性。
汽車(chē)供應商(shāng)們采用先進的振動測試技術來保證汽車(chē)在行駛中(zhōng)的安靜和平穩。汽車(chē)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(chē)内部從儀表闆到桌椅,從安全氣囊傳感器到引擎注油泵,諸多零部件都要經過精确振動模式和幅度的測試。在振動控制的工(gōng)業中(zhōng),開(kāi)發成功的數字信号處理技術有可能在實驗室和生(shēng)産線上制造成更加貼近真實的振動環境。今天,振動測試除了使用随機波、正弦波和沖擊波的傳統方法,又(yòu)增加了更加複雜(zá)的方法,比如随機波上加正弦波和波形複制。
随機正弦波是把随機振動與正弦波結合起來形成複雜(zá)的振動形式;波形複制振動模仿出真實的汽車(chē)振動環境。随機正弦波振動把多個正弦波與具有寬頻(pín)帶的噪聲結合在一(yī)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(pín)帶内的振動幅度是可變的。就模仿在路面變化行駛中(zhōng)的随機振動的汽車(chē)來說,其引擎轉速增加或減少時,随機正弦波振動是很好的測試方法。
采用随機正弦波振動和波形複制方法對汽車(chē)進行測試,可真實地再現汽車(chē)行駛中(zhōng)的實際環境,用作設計驗證和質量控制。
儀表闆
許多汽車(chē)制造廠對儀表闆組件進行振動測試以檢查其發出的咯吱聲和卡嗒聲。這一(yī)項是新車(chē)購買者可能最不滿意的地方,在保證金中(zhōng)占很大(dà)份額 。爲了測試建造了專用振動台,它不使用風扇,爲的是造成清靜的環境來驗證振動中(zhōng)的儀表闆是否有咯吱聲和卡嗒聲。因爲沒有通風散熱,隻能在溫升超過工(gōng)作溫度時做短時間的振動測試,然後測試要暫停一(yī)會兒讓設備冷卻下(xià)來。
除振動台外(wài),所有能發出噪聲的儀器設備,包括振動台的控制器都應放(fàng)在測試室的列邊。遙控面闆和顯示器要懸挂在測試裝置的上面,便于工(gōng)作人員(yuán)能聽(tīng)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,由随機波、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(chē)正常行駛中(zhōng)的額定實驗值内。爲了避免振動過于猛烈。要維修部件并做好緊固工(gōng)作。
在振動測試中(zhōng),操作人員(yuán)起着關鍵性的作用,例如施加掃描式正弦波來重複加速引擎的振動模式,此時可能要加上幾次掃頻(pín)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闆做下(xià)一(yī)步的操作,并且用于動方式來控制振動頻(pín)率和振幅,檢查産生(shēng)噪音的真正原因。這樣才能找到産生(shēng)噪聲的機理,許多設備生(shēng)産廠也采用這種方法作爲質量控制的手段。
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(chē)公司安裝一(yī)種集成測試系統,在大(dà)的溫度控制室内安裝有電動振動台和太陽陣列,操作人員(yuán)在中(zhōng)央控制中(zhōng)心調節溫度、振動模式和振幅以及陣列來探測噪聲。
汽車(chē)座椅
已有多家汽車(chē)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台的俯仰闆上。用動态信号分(fēn)析儀自動檢查噪聲,得到1/3倍頻(pín)程頻(pín)譜。采用儀器監視而非人工(gōng)檢測,當噪聲超過預設的電平時,才通知(zhī)操作人員(yuán)。
由于汽車(chē)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最好采用模仿路面技術。複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。路面仿真用振動台重現紀錄的曆史情況。有時由4個或6個振動台組成的裝置來重現汽車(chē)車(chē)輪同時振動的環境。使用最先進的信号處理技術和快速的數字信号處理器可精确模仿實際的振動環境。
以前,即便是模仿一(yī)般路況的持續時間不足一(yī)小(xiǎo)時,卻需要一(yī)天的計算時間。而今天,用一(yī)台振動控制器便可無限期模仿路面的曆史情況,也無需幾個小(xiǎo)時或一(yī)天的脫機計算。甚至能同時使用幾個振動台在幾個測試點上做模仿試驗。
後視鏡
後視鏡組合件的穩定性測試可用振動台模仿路面振動。用後視鏡反射光束的散射測量鏡子的振動,并查出令汽車(chē)買主讨厭(yàn)的振顫部件。
由于反射光束被鏡子放(fàng)大(dà)了兩倍,在驅動條件下(xià)鏡子有很小(xiǎo)振動都能使後視鏡影像變得模糊。要在測試過程中(zhōng)找出引起後視鏡影像模糊的振動頻(pín)率,使用了可控加速度幅度的掃描正弦振動加在後視鏡上。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(zhōng)的程序與振動控制系統通信,把振動頻(pín)率、振幅和其它有關參數(時間和日期)儲存起來。
車(chē)後視鏡生(shēng)産廠家對後視鏡組件進行振動測試的過程是:用沖擊測試法鑒别鏡子的諧振頻(pín)率和由于引擎振動引發的潛在結構缺陷;用動态信号分(fēn)析儀測出産品對沖擊的反應,測出産品的諧振頻(pín)率并與預先設置的頻(pín)譜相比較。這樣便可在制造期間自動檢驗産品的質量。
注油泵
注油泵承受着泵體(tǐ)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随機振動的背境上,準确地模仿路面的振動的背境上,準确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(tīng)到的由振動台發出的噪聲,就等于聽(tīng)到實際汽車(chē)在路上發出的聲響。
爲了模仿實際安裝在引擎上的注油泵,用振動台上的夾具把注油泵固定後再進行振動測試。由于夾具本身也增加了檢測的複雜(zá)性,它的機械諧振爲十字軸運動增加額外(wài)的幅度,因此要使用一(yī)種稱爲開(kāi)槽的技術來施加限制。
最大(dà)允許的随機和正弦振動的幅度取決于極限頻(pín)譜、每個正弦諧波的振幅和随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(pín)譜。減少驅動信号的頻(pín)率便可避免達到這個極限。在最終的控制頻(pín)譜上出現槽口,表示有極限頻(pín)譜存在。
防撞傳感器
囊防撞傳感器制造廠用模仿瞬時加速度的辦法測試每一(yī)個傳感器。測試的目的是要保證這些傳感器在未達到一(yī)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。
驅動振動台産生(shēng)一(yī)個半正弦形加速脈沖,或者用在實際撞車(chē)時記錄下(xià)的加速波形模仿瞬時加速度。爲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,由控制振動台的同一(yī)個計算機程序來監視和控制。