专利名称：发动机总成惯性参数一体化测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
背景技术：
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。
实用新型内容本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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PI、P2 二只传感器直接测得。即M = KlX (P1-P01) +K2 X (P2-P02) (1)，式中，M-发动机总成的质量Pl-加载发动机后，传感器Pl的读数；POl-空载时传感器Pl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；Kl-传感器Pl的传递系数；[0018]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，Ρ1、Ρ01、Ρ2、Ρ02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 = IxxCos2 α+Iyy cos2 β +IzzCos2 δ -2IXYcos α cos β ~2ΙΥΖ cos β cos δ-2ΙΧΖ cos α cos δ(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、YUL、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⑵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1扎I = I0+MX AR2+Ih(3)其中I-转动惯量测量值；10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-MX AR2Ih =Ax(T2-T02)-MxAR2 ⑷在(4)中A可以通过标定仪器得到其参数，Τ、Τ0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 =批+R2z(5)得到发动机质心到转轴的距离2. 2 Rx、Rz 的测量传感器Pl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Pl与P2的中点。发动机总成的质心在X轴的投影到H轴
4的距离为 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Pl，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 罔 2. 3 α、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Dl的坐标为 (XD1, YD1, Zdi)，特征点D2的坐标为(XD2, Yd2，Im)…另外在测量平台上也找3个特征点�。珺， 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)。本实用新型的优点是本实用新型结构简单、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。
图1为本实用新型的结构示意图。
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.通过电动升降装置，使测量平台下降并使测头压在质量、质心传感器上；4.通过测量程序，自动测量并记录传感器Pl，P2的数据，记为“皮重”；5.通过电动升降装置使测量平台上升，并脱离称重传感器，通过转换装置，使处于 “转动惯量测试状态”；6.通过光电采集系统，计算机可以自动采集并记录空载时的扭振周期TO ；7.将发动机任意放置在测量平台上；[0075]8.将发动机上的特征点的坐标输入至测量程序，(XD1，YD1，ZD1)，(XD2，Yd2，ZD2)，(XD3，Yd3' Zd3)‘(XD4 ？ Υβ4' ZD4)[0076]9.测量发动机上的三个特征点分别到测量平台上特征点的距离；如发动机上的特征点为Dl, D2，D3，平台上的特征点为A，B, C。则需要测量[0077]DlA的距离Idia ；[0078]DlB的距离Idib ；[0079]DlC的距离Idic ；[0080]D2A的距离1D2A ；[0081]D2B的距离Id2b ；[0082]D2C的距离Id2c ；[0083]D3A的距离1D3A ；[0084]D3B的距离Id3b ；[0085]D3C的距离Id3c ；[0086]并把测量结果输入计算机，计算机会自动计算出夹角α、β、δ。[0087]10.控制电动升降系统使测量平台下降，并与质量质心传感器接触。并且使可旋转
测量平台上的刻度对准0度，在发动机放置好后，数据采集系统便会自动采集测量数据并 给出发动的质心在X轴上的投影到扭转轴的距离RX测量值。11.将可旋转测量平台上的刻度对准90度，在发动机放置好后，数据采集系统便 会自动采集测量数据并给出发动的质心在Z轴上的投影到扭转轴的距离RZ测量值。12.将转换装置放置在测转动惯量的位置，测量其扭振周期，计算机便会自动计算 其转动惯量；13.任意改变发动机在测量平台上的姿态，重复以上的操作步骤9 12，共计算出 发动机六种姿态下的转动惯量；14.根据六个转动惯量测量值，计算机便会自动计算出，Ixx, IYY, Izz, Ixy, Izx, Iyz15.同时计算机将给出发动机总成的质心位置(GX，GY，Gz)。
权利要求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。
2.根据权利要求1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。
3.根据权利要求1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。专利摘要本实用新型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。
文档编号G01M15/05GK201666852SQ20092018058
公开日2010年12月8日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者吴德志, 吴承宝, 吴瑞峰, 彭建芳 申请人:安徽中鼎减震橡胶技术有限公司;夏鼎湖
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