一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置及壽命試驗方法
【專利摘要】本發明公開了一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置及壽命試驗方法重卡消聲器通過固定工裝安裝在電控振動臺上，電控振動臺與控制電控振動臺振動的控制系統連接。本發明的重卡消聲器壽命試驗裝置及應用所述試驗裝置進行壽命試驗的方法，能夠模擬重卡在不同的道路載荷工況下，消聲器所受的載荷，完成重卡消聲器模擬道路載荷下的壽命試驗，縮短試驗時間，節省試驗成本，提高開發效率。本發明的裝置及方法適用不同項目，通用性強。
【專利說明】一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置及壽命試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及重型卡車消音器試驗方法領域，具體是一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置及壽命試驗方法。
【背景技術】
[0002]重型卡車通常發動機排量大，功率大，所以消聲器容積設計較大，且隨著排放和噪聲法規的加嚴以及客戶對整車噪聲要求的提高，重卡消聲器內部結構復雜，通常集成了 SCR后處理系統，使得消聲器的重量變大，而重卡消聲器由于容積大，重量大，通常布置在側面且有很多安裝支架，有時為了外觀或清潔要求，會增加護板等附屬零件，這使得消聲器的強度及壽命會產生很大的降低，重卡道路耐久試驗成本高，周期長，很少主機廠會專門為消聲器零件而單獨去跑壽命試驗，消聲器的強度校核很大程度依賴有限元分析，分析載荷及分析模型都會經過一定程度簡化，與實際工作狀態存在很大差距。
[0003]
【發明內容】
本發明的目的是提供一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置及壽命試驗方法，以解決現有技術重卡消聲器試驗數據不可靠的問題。
[0004]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為:
一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，其特征在于:包括電動振動臺、與電動振動臺連接的控制系統，重卡消聲器通過固定工裝安裝在電動振動臺上，所述固定工裝包括固定安裝在電動振動臺上的底板，重卡消聲器固定在底板上，所述底板上還垂直連接有多個支撐桿，每個支撐桿頂端分別連接有水平壓在重卡消聲器頂部的壓板。
[0005]所述的一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，其特征在于:所述底板通過螺栓固定安裝在電動振動臺上。
[0006]所述的一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，其特征在于:所述的控制系統中預設有50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl，重卡道路試驗隨機載荷譜PSD為重卡整車在標準道路試驗中采集的重卡消聲器加速度載荷隨機振動載荷譜，振動臺輸入隨機載荷譜以道路試驗中采集的隨機載荷PSD為基礎，通過一定的強化及安全系數計算后的50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl作為初始振動臺振動輸入，有效評估重卡消聲器通過特定道路循環試驗的壽命。
[0007]一種壽命試驗方法，其特征在于:包括以下步驟:
(1)、將待試驗的重卡消聲器安裝到電控振動臺上；
(2)、向控制系統輸入重卡道路試驗隨機載荷譜PSD，所述的電控振動臺根據重卡道路試驗隨機載荷譜PSD數據振動，帶動通過固定工裝2固定安裝的重卡消聲器振動。
[0008](3)、對重卡消聲器在整車道路載荷工況下進行加速度測試，根據等效疲勞原理，對重卡道路試驗隨機載荷譜PSD進行一定強化放大處理，使試驗時間為50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl與原始測試重卡道路試驗隨機載荷譜PSD損傷相同，對振動臺加初始隨機載荷譜PSD2等于PSD1，監控重卡消聲器上與道路加速度同一測點的加速度隨機載荷譜響應PSD3，不斷調整PSD2的輸入，使得重卡消聲器的加速度響應譜PSD3與50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl —致。
[0009]所述的壽命試驗方法，其特征在于:所述重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，試驗向控制系統輸入調整標定后的消聲器道路測試載荷譜PSD1，電控振動臺根據標定后的載荷譜數據進行振動，基本試驗時間為50h，根據不同設計安全系數，試驗時間可以適當延長，但一般控制在10h以內，安全系數一般控制在1.7?2以內。
[0010]所述的壽命試驗方法，其特征在于:所述重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，當電控振動臺根據整車道路試驗載荷譜數據進行試驗時，通過控制系統對電控振動臺輸入整車道路試驗載荷譜數據進行放大或調整，從而調整施加到重卡消聲器上的試驗載荷，可以進一步縮短試驗時間。
[0011]所述的壽命試驗方法，其特征在于:根據重卡消聲器薄弱區域位置及方向，調整重卡消聲器在電控振動上的安裝方向，可以對重卡消聲器不同位置進行壽命試驗。
[0012]所述的壽命試驗方法，其特征在于:所述的試驗驗證范圍不但包括重卡消聲器本身，還可以驗證焊接在重卡消聲器上其他附屬部件
本發明有益效果如下:
本發明的重卡柴油機壽命試驗裝置及應用試驗裝置進行壽命試驗的方法，通過一個支架固定工裝，使重卡消聲器總成系統通過支架固定工裝安裝在電控振動臺中，再通過控制系統對電振動臺施加道路隨機載荷譜，從而能夠道路載荷，完成重卡消聲器壽命試驗，縮短試驗時間，節省試驗成本，提高開發效率。本發明的裝置及方法適用不同項目，通用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明所述的重卡消聲器壽命試驗裝置的結構示意圖。
[0014]圖2為本發明所述的隨機載荷功率譜密度曲線圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，包括電動振動臺3、與電動振動臺3連接的控制系統4，重卡消聲器I通過固定工裝2安裝在電動振動臺3上，固定工裝2包括固定安裝在電動振動臺上的底板5，重卡消聲器I固定在底板5上，底板5上還垂直連接有多個支撐桿6，每個支撐桿6頂端分別連接有水平壓在重卡消聲器I頂部的壓板7。
[0016]底板5通過螺栓固定安裝在電動振動臺3上。
[0017]控制系統4中預設有50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl，重卡道路試驗隨機載荷譜PSD為重卡整車在標準道路試驗中采集的重卡消聲器加速度載荷隨機振動載荷譜。振動臺輸入隨機載荷譜以道路試驗中采集的隨機載荷PSD為基礎，通過一定的強化及安全系數計算后的50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl作為初始振動臺振動輸入，有效評估重卡消聲器通過特定道路循環試驗的壽命。
[0018]一種基于重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置的壽命試驗方法，包括以下步驟:
(1)、將待試驗的重卡消聲器安裝到電控振動臺上；
(2)、向控制系統輸入重卡道路試驗隨機載荷譜PSD，所述的電控振動臺根據重卡道路試驗隨機載荷譜PSD數據振動，帶動通過固定工裝2固定安裝的重卡消聲器振動。
[0019](3)、對重卡消聲器在整車道路載荷工況下進行加速度測試，根據等效疲勞原理，對重卡道路試驗隨機載荷譜PSD進行一定強化放大處理，使試驗時間為50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl與原始測試重卡道路試驗隨機載荷譜PSD損傷相同，對振動臺加初始隨機載荷譜PSD2等于PSD1，監控重卡消聲器上與道路加速度同一測點的加速度隨機載荷譜響應PSD3，不斷調整PSD2的輸入，使得重卡消聲器的加速度響應譜PSD3與50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl —致。
[0020]重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，試驗向控制系統輸入調整標定后的消聲器道路測試載荷譜PSD1，電控振動臺根據標定后的載荷譜數據進行振動，基本試驗時間為50h，根據不同設計安全系數，試驗時間可以適當延長，但一般控制在10h以內，安全系數一般控制在1.7?2以內。
[0021]重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，當電控振動臺根據整車道路試驗載荷譜數據進行試驗時，通過控制系統對電控振動臺輸入整車道路試驗載荷譜數據進行放大或調整，從而調整施加到重卡消聲器上的試驗載荷，可以進一步縮短試驗時間。
[0022]根據重卡消聲器薄弱區域位置及方向，調整重卡消聲器在電控振動上的安裝方向，可以對重卡消聲器不同位置進行壽命試驗。
[0023]試驗驗證范圍不但包括重卡消聲器本身，還可以驗證焊接在重卡消聲器上其他附屬部件。
[0024]如圖2所示，橫坐標為頻率，終坐標為功率譜密度，重卡消聲器壽命試驗裝置進行壽命試驗是以50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl作為重卡消聲器振動臺隨機振動試驗的加速度響應控制目標，不斷調整振動臺隨機載荷譜輸入曲線頻譜形狀和大小，使重卡消聲器加速度響應譜PSD2的頻譜曲線不但形狀和PSDl —致，而且大小也要相同。
[0025]本發明中，對重卡消聲器道路載荷進行路譜采集，采集完后對載荷進行壓縮、分析、處理成可以輸入到電振動臺的隨機載荷譜PSD。
[0026]本發明中，將重卡消聲器I通過固定工裝2安裝到電動振動臺3上，要求安裝要牢固，不能在試驗過程中松動。
[0027]本發明中，將道路載荷測試所得到的載荷譜作為重卡消聲器在振動臺上振動響應目標，調整振動臺輸入載荷譜PSD1，使得振動臺在輸入載荷譜PSDl條件下，重卡消聲器響應譜PSD2與道路測試的載荷譜PSD —致，將PSDl作為振動臺振動譜輸入，完成重卡消聲器壽命試驗。
[0028]本發明中，試驗周期的確定是根據道路載荷測試周期及循環數和整車總壽命要求根據等壽命設計疲勞原理，計算出一定放大系數PSD譜所對應的試驗時間hl，而實際實驗試驗通常在計算理論試驗時間基礎上取一定安全系數1.--2.0。
[0029]本發明為一種重卡消聲器壽命試驗裝置，試驗裝置包括電控振動臺3，電控振動臺3上安裝支架固定工裝2，重卡消聲器I通過固定工裝2安裝在電控振動臺3上，所述的電控振動臺3與控制電控振動臺3振動的控制系統4連接。
[0030]固定工裝2包括底板5，底板5上設置多個連接孔，穿過多個連接孔的多個螺栓將底板5與電控振動臺3固定連接，底板5上安裝數個支撐桿6，支撐桿6頂端安裝壓板7，通過壓板7將重卡消聲器I壓緊在電控振動臺3上。
[0031]控制系統設置為能夠輸入隨機振動加速度載荷譜PSD，頻率范圍至少在5?400Hz。隨機振動加速度載荷譜PSDl設置為控制與電控振動臺連接的重卡消聲器固定工裝振動的結構。
[0032]本發明還提供一種應用所述的重卡消聲器壽命試驗裝置進行壽命試驗的方法，重卡消聲器壽命試驗時，按以下試驗步驟進行:
(1)對重卡消聲器道路載荷進行路譜采集，采集完后對載荷進行壓縮、分析、處理成可以輸入到電振動臺的隨機載荷譜PSD ；
(2)將重卡消聲器I通過固定工裝2安裝到電控振動臺3上，要求安裝要牢固，不能在試驗過程中松動；
(3)將道路載荷測試所得到的載荷譜作為重卡消聲器在振動臺上振動響應目標，調整振動臺輸入載荷譜PSD1，使得振動臺在輸入載荷譜PSDl條件下，重卡消聲器響應譜PSD2與道路測試的載荷譜PSD —致；
(4)試驗周期的確定是根據道路載荷測試周期及循環數和整車總壽命要求根據等壽命設計疲勞原理，計算出一定放大系數PSD譜所對應的試驗時間hl，而實際實驗試驗通常在計算理論試驗時間基礎上取一定安全系數1.--2.0。
[0033]優選地，重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，可以根據試驗準確性與實驗成本要求，調整試驗載荷輸入、縮短試驗時間，臺架試驗載荷放大系數越大，試驗時間越低，試驗的準確性會相應降低，相反，試驗載荷越接近道路載荷，試驗時間越長，試驗準確性就越高，試驗成本越高，臺架耐久試驗時間可以靈活控制。
[0034]優選地，為保證重卡消聲器臺架試驗載荷與道路載荷一致，需要對振動臺輸入的載荷譜密度形狀及大家進行不斷調整，直到重卡消聲器加速度相應載荷譜與整車道路載荷測試一致。
[0035]優選地，試驗方法進行試驗的時間一般是按照等效壽命疲勞理論計算試驗時間的
1.倍，即試驗安全系數控制在1.--2倍之間。
[0036]優選地，重卡消聲器通過固定工裝安裝在電振動臺上，要求安裝牢固，安裝方向可以按照整車安裝方向安裝，也可以根據根據需要驗證的薄弱位置及受力方向進行安裝。
[0037]優選地，本試驗方法除驗證重卡消聲器壽命外，還可以驗證重卡消聲器上支架及安裝在上面的附屬零件壽命。
[0038]本發明的重卡消聲器壽命試驗裝置及及應用所述試驗裝置進行壽命試驗的方法，通過一個支架固定工裝，使重卡消聲器總成系統通過固定工裝安裝在電控振動臺中，再通過控制系統對電振動臺施加道路隨機載荷譜，從而能夠模擬整車道路振動，完成柴重卡消聲器壽命試驗，縮短試驗時間，節省試驗成本，提高開發效率。本發明的裝置及方法適用不同項目，通用性強。
[0039]本發明的重卡消聲器壽命試驗裝置及及應用所述試驗裝置進行壽命試驗的方法，進行試驗時試驗時間及試驗載荷可以根據等效壽命原理自行調整，試驗資源基本不受限制，且對于不同項目的通用性強，試驗時間遠低于整車耐久時間，試驗成本有很大的降低，一個重卡消聲器壽命試驗在整車路試中非常昂貴，主機廠基本不可能為了消聲器而去安排壽命試驗，而目前行業標準對該方面的要求很低，與實際工作狀態相差甚遠，起不到產品設計驗證的目的，尤其是當出現斷裂等問題是，更是評價經驗或者束手無策，而是用本發明的試驗方法，試驗載荷條件與整車道路載荷基本一致，試驗時間靈活，根據精度和成本要求，開發周期及成本彈性控制空間很大，時間可以從10幾小時到幾百小時，費用在幾萬到幾十萬，開發周期大大縮短，開發費用有較大降低，且試驗資源不受發動機及整車限制。
[0040]上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明具體的實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其他場合的，均在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，其特征在于:包括電動振動臺、與電動振動臺連接的控制系統，重卡消聲器通過固定工裝安裝在電動振動臺上，所述固定工裝包括固定安裝在電動振動臺上的底板，重卡消聲器固定在底板上，所述底板上還垂直連接有多個支撐桿，每個支撐桿頂端分別連接有水平壓在重卡消聲器頂部的壓板。
2.根據權利要求1所述的一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，其特征在于:所述底板通過螺栓固定安裝在電動振動臺上。
3.根據權利要求1所述的一種重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置，其特征在于:所述的控制系統中預設有50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl，重卡道路試驗隨機載荷譜PSD為重卡整車在標準道路試驗中采集的重卡消聲器加速度載荷隨機振動載荷譜，振動臺輸入隨機載荷譜以道路試驗中采集的隨機載荷PSD為基礎，通過一定的強化及安全系數計算后的50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl作為初始振動臺振動輸入，有效評估重卡消聲器通過特定道路循環試驗的壽命。
4.一種基于權利要求1所述重型卡車消聲器結構壽命試驗裝置的壽命試驗方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)、將待試驗的重卡消聲器安裝到電控振動臺上； (2)、向控制系統輸入重卡道路試驗隨機載荷譜PSD，所述的電控振動臺根據重卡道路試驗隨機載荷譜PSD數據振動，帶動通過固定工裝2固定安裝的重卡消聲器振動； (3)、對重卡消聲器在整車道路載荷工況下進行加速度測試，根據等效疲勞原理，對重卡道路試驗隨機載荷譜PSD進行一定強化放大處理，使試驗時間為50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl與原始測試重卡道路試驗隨機載荷譜PSD損傷相同，對振動臺加初始隨機載荷譜PSD2等于PSD1，監控重卡消聲器上與道路加速度同一測點的加速度隨機載荷譜響應PSD3，不斷調整PSD2的輸入，使得重卡消聲器的加速度響應譜PSD3與50h等效道路試驗隨機載荷譜PSDl —致。
5.根據權利要求4所述的壽命試驗方法，其特征在于:所述重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，試驗向控制系統輸入調整標定后的消聲器道路測試載荷譜PSD1，電控振動臺根據標定后的載荷譜數據進行振動，基本試驗時間為50h，根據不同設計安全系數，試驗時間可以適當延長，但一般控制在10h以內，安全系數一般控制在1.7?2以內。
6.根據權利要求4所述的壽命試驗方法，其特征在于:所述重卡消聲器在電控振動臺上進行試驗時，當電控振動臺根據整車道路試驗載荷譜數據進行試驗時，通過控制系統對電控振動臺輸入整車道路試驗載荷譜數據進行放大或調整，從而調整施加到重卡消聲器上的試驗載荷，可以進一步縮短試驗時間。
7.根據權利要求4所述的壽命試驗方法，其特征在于:根據重卡消聲器薄弱區域位置及方向，調整重卡消聲器在電控振動上的安裝方向，可以對重卡消聲器不同位置進行壽命試驗。
8.根據權利要求4所述的壽命試驗方法，其特征在于:所述的試驗驗證范圍不但包括重卡消聲器本身，還可以驗證焊接在重卡消聲器上其他附屬部件。
【文檔編號】G01M17/007GK104236830SQ201410466155
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】梁和平, 束銘宇, 陳貽云, 王玉茂 申請人:玉柴聯合動力股份有限公司