发动机总成惯性参数一体化测试仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发动机总成惯性参数一体化测试仪，包括有框形基座，基座上转动安装有扭杆，扭杆的顶端安装有摆架，扭杆上套装有扭簧，扭簧的一端与扭杆固定连接，另一端与基座固定连接；摆架的上方设置有测量架，测量架的上端固定安装有测量平台，测量平台上可放置待测量惯性参数的发动机总成。本实用新型专利技术同时实现发动机总成的十个惯性参数的一次性测量，测量的精度较高，且重复性误差小。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机总成参数的测量仪器，具体是一种发动机总成惯性参数一体化测试仪。 
技术介绍
由于发动机悬置的对整车的减震降噪起到重要作用，而动力总成参数对发动机悬置的设计是不可缺少的，所以取得准确的动力总成参数就显得非常重要。由于现有的主机厂不能够准确提供动力总成参数，所以就不能够正确的设计发动机悬置的参数，设计出的发动机悬置的发动机不匹配，从而悬置的减震降噪的作用差，影响到整车的舒适性。 
技术实现思路
本技术的目的是提供一种发动机总成惯性参数一体化测试仪，同时实现发动机总成的十个惯性参数的一次性测量，测量的精度较高，且重复性误差小。 本技术的技术方案如下： 发动机总成惯性参数一体化测试仪，包括有框形基座，其特征在于：基座上有圆孔，圆孔内安装有转动配合的圆形扭杆，扭杆的顶端安装有摆架，扭杆上套装有扭簧，扭簧的一端与扭杆固定连接，另一端与基座固定连接；包括有设置于摆架的上方的测量架，测量架的上端固定安装有测量平台，测量平台上用于放置待测量惯性参数的发动机总成；测量架的下端悬置有质量质心测头，基座的上安装有质量质心测头可触碰的质量传感器、质心传感器；测量架的下端悬置有锥形导柱，摆架的上端安装有与锥形导柱配合的导套，导套的顶端支撑所述的测量架。 所述的发动机总成惯性参数一体化测试仪，其特征在于：所述的测量平台下端固定连接有转轴，所述的转轴转动安装于测量架上。 所述的发动机总成惯性参数一体化测试仪，其特征在于：所述的摆架下端顶托有升降丝杠，升降丝杠通过伺服电机传动连接，基座上开有与升降丝杠螺旋配 合的内螺纹孔，通过升降丝杠转动带动扭杆在基座上的圆孔内上、下移动。 本技术的十个惯性参数的测量的具体方案如下： 1、质量测量 待测物的质量由P1、P2二只传感器直接测得。即： M＝K1×(P1-P01)+K2×(P2-P02)    (1)， 式中，M-发动机总成的质量 P1-加载发动机后，传感器P1的读数； P01-空载时传感器P1的读数； P2-加载发动机后，传感器P2的读数； P02-空载时传感器P2的读数； K1-传感器P1的传递系数；--> K2-传感器P2的传递系数； (1)式中K1，K2的数值可由标定传感器得到，P1、P01、P2、P02可直接测量出，所以发动机的质量M可很容易测得。 2、转动惯量及惯性积的测量 通过转动惯量的测量基本原理可知：过任意轴的转动惯量可由如下公式表示： IH＝IXXcos2α+IYY cos2β+IZZcos2δ-2IXYcosαcosβ-2IYZ cosβcosδ-2IXZ cosαcosδ (2)， IH-发动机总成过其质心的转动惯量； IXX-发动机总成过其质心平行与X轴的转动惯量； IYY-发动机总成过其质心平行与Y轴的转动惯量； IZZ-发动机总成过其质心平行与Z轴的转动惯量； IXY、IXZ、IYZ-三个方向的惯性积； α-扭杆转轴H与发动机上的坐标系X轴的夹角； β-扭杆转轴H与发动机上的坐标系Y轴的夹角； δ-扭杆转轴H与发动机上的坐标系Z轴的夹角； 为了求得IXX、IYY、IZZ、IXY、IXZ、IYZ，需要建立6个方程。也就是说要让发动机在测量平台上放置6次，且每一次的姿态不重复。 从(2)式中不难看出，是否能较高精度的测得IXX、IYY、IZZ、IXY、IXZ、IYZ，关键是如何精确的测量IH以及α、β、δ。 2.1 IH的测量 通过测试仪我们只能直接测得工装及发动机总成组合体的转动惯量，但是可以通过(3)，得到IH。 I＝I0+M×ΔR2+IH        (3) 其中I-转动惯量测量值； I0为测量工装的转动惯量，也称皮转动惯量； M-发动机总成的质量； R-发动机总成质心的投影到转轴H的距离； IH＝I-I0-M×ΔR2IH=A×(T2-T02)-M×ΔR2---(4)]]>在(4)中A可以通过标定仪器得到其参数，T、T0是加载待测物与空载时的扭振周期，也可以精确的测量出，R可以通过二次质心的测量，分别得到质心在X方向与Z方向上的分量通过 R=RX2+RZ2---(5)]]>得到发动机质心到转轴的距离 2.2 RX、RZ的测量 传感器P1与P2的距离为LG，LG可以在仪器做好后精确测量出，故而可以作为常数看待。扭转轴H固定在传感器P1与P2的中点。发动机总成的质心在X轴的投影到H轴-->的距离为： (RX+Lg2)×M=P2X×K2×Lg]]>RX=P2X×K2×LgM-Lg2---(6)]]>其中P2X-为传感器P2的读数； K2-传感器P2的传递系数； Lg-传感器P1，P2的距离 M-发动机总成的质量 同理，可以转动测量平台90°，得到发动机总成的质心在Z轴上的投影到H轴的距离： RZ=P2Z×K2×LgM-Lg2---(7)]]>2.3α、β、δ的测量 为了精确的测量α、β、δ，需要依靠发动机总成的数模。首先要在发动机上找至少3个特征点，(为了可以让发动机任意放置6种姿态后都可以方便测量，最好多找一些点)，我们事先要知道这些特征点相对于发动机坐标系的坐标，比如特征点D1的坐标为(XD1，YD1，ZD1)，特征点D2的坐标为(XD2，YD2，ZD2)…另外在测量平台上也找3个特征点A，B，C。通过测量发动机上的特征点到平台上的点的距离，便可以得到一个三元二次非线性方程组，解这个方程组可以将平台上的点相对于发动机坐标求出，进而得到α、β、δ。 3.质心三维坐标的测量 以上介绍了如何测量RX、RZ，同理可以将发动机任意放置，偏转一定角度后测得在此偏转角下的质心位置，通过程序计算，便可得到发动机总成的三维质心位置(GX，GY，GZ)。 本技术的优点是： 本技术结构简单、安装使用方便，实现了发动机总成的十个惯性参数的一次性测量，测量的精度较高，且重复性误差小，满足了使用要求。 附图说明图1为本技术的结构示意图。 具体实施方式参见附图，发动机总成惯性参数一体化测试仪，包括有框形基座1，基座1上有圆孔，圆孔内安装有可转动与上、下滑动的扭杆2，扭杆2的顶端安装有摆架3，扭杆2上套装有扭簧，扭簧的一端与扭杆固定连接，另一端与基座1固定连接；摆架3的上方设置有测量架4，测量架4的上端固定安装有测量平台5，测量平台5用于放置待测量惯性参数的发动机总成6；测量架4的下端悬置有质量、质心测头7，基座的上端置有质量质心测头7可触碰的质量传感器9、质心 传感器10；测量架的下端悬置有锥形导柱11，摆架3的上端安装有与锥形导柱配合的导套12，导套12的顶端支撑所述的测量架4。摆架下端顶托有升降丝杠，升降丝杠通过伺服电机8传动连接，基座上开有与升降丝杠螺旋配合的内螺纹孔，通过升降丝杠转动带动扭杆在基座上的圆孔内上、下移动，这样可能使得摆架与测量架通过锥形导柱与导套限位连接；或者使得摆架下行，这样质量、质心测头直接与质量、质心传感器-->接触。 测量平台5下端固定连接有转轴13，所述的转轴13转动安装于测量架4上。 具体的操作流程如下： 1.打开质量质心测试二次仪表，并且预热20分钟； 2.进入测量程序； 3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
发动机总成惯性参数一体化测试仪，包括有框形基座，其特征在于：基座上有圆孔，圆孔内安装有转动配合的圆形扭杆，扭杆的顶端安装有摆架，扭杆上套装有扭簧，扭簧的一端与扭杆固定连接，另一端与基座固定连接；包括有设置于摆架的上方的测量架，测量架的上端固定安装有测量平台，测量平台上用于放置待测量惯性参数的发动机总成；测量架的下端悬置有质量质心测头，基座的上安装有质量质心测头可触碰的质量传感器、质心传感器；测量架的下端悬置有锥形导柱，摆架的上端安装有与锥形导柱配合的导套，导套的顶端支撑所述的测量架。

【技术特征摘要】
1.发动机总成惯性参数一体化测试仪，包括有框形基座，其特征在于：基座上有圆孔，圆孔内安装有转动配合的圆形扭杆，扭杆的顶端安装有摆架，扭杆上套装有扭簧，扭簧的一端与扭杆固定连接，另一端与基座固定连接；包括有设置于摆架的上方的测量架，测量架的上端固定安装有测量平台，测量平台上用于放置待测量惯性参数的发动机总成；测量架的下端悬置有质量质心测头，基座的上安装有质量质心测头可触碰的质量传感器、质心传感器；测量架的下端悬置有锥形导...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴承宝，吴瑞峰，吴德志，彭建芳，
申请(专利权)人：安徽中鼎减震橡胶技术有限公司，夏鼎湖，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]