1.設(shè)備簡(jiǎn)介

  該四立柱整車振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)在垂直方向布有4個(gè)作動(dòng)缸，主要用于全路面汽車路譜仿真試驗(yàn)。該系統(tǒng)推力大，能準(zhǔn)確模擬再現(xiàn)汽車在實(shí)際道路運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)環(huán)境，從而可以評(píng)價(jià)汽車懸架系統(tǒng)的安全性以及駕駛的舒適性。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，滿足用戶所要求的性能指標(biāo)，可按照客戶的需求，安裝在地基上，或安裝于可移動(dòng)的質(zhì)量塊上。

  四立柱試驗(yàn)系統(tǒng)用來(lái)完全或局部模擬整車道路行駛時(shí)的振動(dòng)環(huán)境，以及汽車在不同路面條件下的行駛狀況。能夠?qū)φ嚒④噹?、車架及車載設(shè)備等進(jìn)行耐久性試驗(yàn);能夠?qū)噹C(jī)架及車載設(shè)備等進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試試驗(yàn)。

  四立柱整車振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是根據(jù)一定的理論試驗(yàn)檢測(cè)及測(cè)定方法，對(duì)整車施加在真實(shí)有效的工況下的載荷進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析處理，得到對(duì)應(yīng)的載荷頻譜;有效進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)此載荷頻譜通過(guò)該設(shè)備進(jìn)行正常試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際工況下承受的真實(shí)有效載荷結(jié)果相一直。

  該試驗(yàn)裝置隸屬于整車室內(nèi)快速模擬試驗(yàn)設(shè)備，目的是能夠快速有效檢測(cè)出整車在振動(dòng)環(huán)境中所表現(xiàn)出來(lái)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和數(shù)據(jù)。

  該試驗(yàn)設(shè)備可提供0-50KN的加載力，并能夠?qū)崿F(xiàn)加載力的PID閉環(huán)控制;

  單軸振動(dòng)頻率可調(diào)范圍0.01~50Hz，可在電腦上自行設(shè)定;

  可進(jìn)行四軸聯(lián)動(dòng)控制，也可控制，包括目標(biāo)零點(diǎn)控制和定位;

  單作用位移100mm，控制精度0.001mm;

  單作動(dòng)器有效可控加速度范圍0~20g，可進(jìn)行頻譜與加速度設(shè)定與控制;

  荷載載重3.5T;

  前輪距可調(diào)范圍1100~1800mm(手動(dòng)調(diào)節(jié));

  后輪距可調(diào)范圍1100~1800mm(手動(dòng)調(diào)節(jié));

  軸距可調(diào)范圍1500~3600mm(手動(dòng)調(diào)節(jié));

  安裝方式為平臺(tái)基面安裝(固定式);

  本試驗(yàn)臺(tái)屬于非標(biāo)專項(xiàng)設(shè)備，該技術(shù)方案詳細(xì)介紹了設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)、主要性能參數(shù)指標(biāo)、控制原理及零部件組成等內(nèi)容，能夠讓客戶更好的了解本設(shè)備，并與其他產(chǎn)品進(jìn)行比較，以便更好地選擇符合技術(shù)要求和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

  2.設(shè)備名稱及型號(hào)

  設(shè)備名稱：四立柱道路模擬試驗(yàn)臺(tái)

  設(shè)備型號(hào)：WS-ZD-FB50VT01

  設(shè)備參考圖片：

  3.參考標(biāo)準(zhǔn)

  一般符合客戶定制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的供貨和服務(wù)符合相應(yīng)行業(yè)的規(guī)定，或符合同等的安全要求。

  ISO (標(biāo)準(zhǔn)化組織)

  IEC (電工學(xué)會(huì))

  GB (中華人民共和國(guó)國(guó)標(biāo))

  客戶標(biāo)準(zhǔn)：客戶定制(電液伺服振動(dòng)試驗(yàn));

  適用范圍：非標(biāo)定制;

  三.范圍

  供方包含如下范圍：

  1.四立柱整車振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、制造、供貨和調(diào)試。

  2.試驗(yàn)臺(tái)和電控柜間電氣控制連線

  3.試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)并預(yù)留所需介質(zhì)的管道接口和電源線接口

  4.試驗(yàn)臺(tái)具備完成上述技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。

  5.配有四柱定位裝置，液壓報(bào)警裝置，系統(tǒng)過(guò)載報(bào)警，超溫報(bào)警，油位高低報(bào)警，斷電保護(hù)裝置。

  需方包含內(nèi)容如下：

  1. 提供穩(wěn)定的三相五線制電源1路，電壓范圍：交流三相380V/220V

  2.良好的接地系統(tǒng)，要求接地電阻<1 ?

  3.試驗(yàn)所需介質(zhì)

  四.設(shè)備功能概述

  ? 道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)類型

  l 整車道路模擬試驗(yàn);

  l 根據(jù)道路試驗(yàn)測(cè)試得到的車輛的位移、加速度、應(yīng)變數(shù)據(jù)，在道路模擬系統(tǒng)上復(fù)現(xiàn)載荷譜;

  l 車身耐久性試驗(yàn);

  l 在實(shí)際車輛上進(jìn)行的部件振動(dòng)測(cè)試;

  ? 道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)波形

  l 由實(shí)際道路試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間歷程曲線及壓縮、強(qiáng)化后的路譜;

  l 頻譜再現(xiàn);

  l 周期正弦、隨機(jī)波形以及正弦掃頻波形;

  ? 道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)可模擬的道路類型

  l 一般及平滑路面、山區(qū)路面;

  l 凸凹不平路面、比利時(shí)路面、搓板路面、魚鱗坑路面、卵石路面;

  l 扭曲路面、搓板路面、溝渠路面、越野路面等;

  l 噪音發(fā)生路面、共振路面;

  五.系統(tǒng)組成

  1.動(dòng)力部分---液壓站

  設(shè)備是通過(guò)液壓動(dòng)力站產(chǎn)生壓力源，后經(jīng)伺服閥將額定壓力傳遞給作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)振動(dòng)缸筒。

  液壓主電機(jī)采用西門子變頻電機(jī)，輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定穩(wěn)定，過(guò)載負(fù)荷能力，程度滿足伺服系統(tǒng)動(dòng)作響應(yīng);主泵采用大流量葉片泵，限度降低油泵的噪音，為客戶提供一個(gè)良好的使用環(huán)境，正常使用時(shí)環(huán)境噪音分貝值為70~90之間，相比其他液壓泵類噪音降低40%以上，特別適合長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行疲勞測(cè)試試驗(yàn)的要求;此系統(tǒng)也可在有灰塵和潮濕環(huán)境條件長(zhǎng)期下運(yùn)行。

  該系統(tǒng)響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于需要控制的領(lǐng)域。其控制原理就是利用偏差信號(hào)去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

  2.靜壓支撐伺服作動(dòng)器

  采用德國(guó)進(jìn)口的一種長(zhǎng)壽命、高頻響靜壓支撐伺服缸，是一種雙向雙出桿動(dòng)態(tài)伺服缸，具有高響應(yīng)低磨擦等特點(diǎn)。

  靜壓支撐伺服作動(dòng)器不使用任何密封圈，借助靜壓支撐軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞桿與缸體的密封與導(dǎo)向。在工作時(shí)，無(wú)論被支承的元件是處于靜止?fàn)顟B(tài)，還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都存在一層潤(rùn)滑油膜將摩擦副的工作表面分隔開，更適合精度要求比較高的測(cè)試。

  l 沒有機(jī)械密封圈、無(wú)摩擦、無(wú)粘阻、無(wú)磨損

  l 具有超高的控制精度，精度保持性好，運(yùn)動(dòng)精度高

  l 液態(tài)摩擦，壽命長(zhǎng)

  l 高頻響、高靈敏度、高運(yùn)動(dòng)速度

  l 優(yōu)異抗側(cè)向能力，具備自動(dòng)對(duì)中功能

  l 特殊圖層自潤(rùn)滑

  靜壓支撐軸向伺服作動(dòng)器參數(shù)指標(biāo)

  作動(dòng)器采用雙葉片雙向靜壓軸承結(jié)構(gòu)(雙出桿靜壓支撐結(jié)構(gòu))

  動(dòng)態(tài)試驗(yàn)力：±50kN

  位移行程：±50mm

  高頻響：0.01-400Hz

  高速度：標(biāo)準(zhǔn)型可達(dá)4m/s(高速型可達(dá)20 m/s)

  工作油壓：21MPa

  3.全數(shù)字伺服控制器

  全數(shù)字式控制器，采用了當(dāng)今控制領(lǐng)域的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)技術(shù)以及WINDOWS XP 系統(tǒng)下的高速實(shí)時(shí)硬件中斷技術(shù)，命令信號(hào)、控制信號(hào)全 由數(shù)字運(yùn)算產(chǎn)生，保證了控制系統(tǒng)的可靠性和重復(fù)性，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的伺服加載功能，在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

  4.系統(tǒng)主要模塊

  *計(jì)算機(jī)模塊，采用研華品牌工控機(jī)保障系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)工作的可靠性。

  *DSP 實(shí)時(shí)信號(hào)處理模塊，該模塊是本系統(tǒng)的核心，可以產(chǎn)生各種控制波形，實(shí)現(xiàn)控制以及控制補(bǔ)償功能。

  *信號(hào)調(diào)理模塊：

  力信號(hào)調(diào)理單元

  位移信號(hào)調(diào)理單元、

  變形信號(hào)調(diào)理單元

  *各個(gè)單元關(guān)鍵器件全部采用美國(guó)AD公司(Analog Device)高性能模擬器件設(shè)計(jì)而成，具有低溫漂、低噪音、線性好等優(yōu)點(diǎn)，保障了系統(tǒng)測(cè)量精度與測(cè)量穩(wěn)定性。

  *伺服閥驅(qū)動(dòng)模塊，該模塊可以驅(qū)動(dòng)多路伺服閥

  2、控制器參數(shù)指標(biāo)

  *采用全數(shù)字式伺服控制器。

  *控制處理器采用32位DSP芯片，軟件操作系統(tǒng)運(yùn)行于WINDOWS XP平臺(tái)。

  *函數(shù)發(fā)生器頻率：0.01～100Hz。

  *試驗(yàn)頻率：0.01～50Hz。

  *控制方式：位移、負(fù)荷、變形三種控制方式，并可平滑切換。

  *函數(shù)發(fā)生器波形：正弦波、三角波、方波、鋸齒波、隨機(jī)波等。

  *功率220V 2kW

  3.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)

  應(yīng)用軟件運(yùn)行在WINDOWS平臺(tái)上，所有操作均在中文虛擬面板上進(jìn)行，可以方便的進(jìn)行各種靜態(tài)、動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)設(shè)定以及參數(shù)設(shè)定功能;試驗(yàn)數(shù)據(jù)可導(dǎo)入word、excel等軟件下，。

  對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與存儲(chǔ)。實(shí)時(shí)繪制多種曲線。完善的圖形處理功能，如具有曲線放大、曲線中心點(diǎn)移動(dòng)、曲線手工標(biāo)記，能實(shí)時(shí)繪制負(fù)荷—時(shí)間、位移—時(shí)間等多種曲線。

  4.智能冷卻系統(tǒng)(溫度智能控制)

  設(shè)備采用冷卻塔水冷方式，冷卻塔冷卻風(fēng)量80m?/min，采用兩套冷卻供水系統(tǒng)，低負(fù)載工況只開一組水泵，高負(fù)載情況下自動(dòng)開啟另一組水泵，實(shí)現(xiàn)***節(jié)能控制;水箱容積1.2~1.8m?，配置有自動(dòng)補(bǔ)水閥，低溫自動(dòng)控制，出現(xiàn)結(jié)冰情況時(shí)，自動(dòng)排水;水位太低時(shí)，水泵自動(dòng)停止工作，聲光報(bào)警。

  5.安全裝置

  設(shè)備配備有緊急按鈕，遇緊急故障按下將自動(dòng)停機(jī);

  液壓站配備有液位報(bào)警器，液位到達(dá)下限時(shí)，整機(jī)不能啟動(dòng)或加熱;液壓油溫超高或者低于使用溫度將發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作人員采取必要措施;系統(tǒng)壓力超高將自動(dòng)停機(jī);壓力突降或發(fā)生嚴(yán)重泄露聲光報(bào)警，系統(tǒng)將停機(jī)。

  在道路模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的安全保護(hù)中，有兩個(gè)重要的主動(dòng)保護(hù)策略，一個(gè)是掉電保護(hù)，另一個(gè)是伺服控制計(jì)算機(jī)的死機(jī)保護(hù)。

  掉電保護(hù)：當(dāng)出現(xiàn)市電掉電的情形時(shí)，伺服控制計(jì)算機(jī)檢測(cè)到市電掉電信號(hào)，進(jìn)行應(yīng)急處理，保證模擬振動(dòng)臺(tái)裝置和被試件的安全。

  伺服控制計(jì)算機(jī)死機(jī)保護(hù)：當(dāng)伺服控制計(jì)算機(jī)死機(jī)時(shí)，由硬件看門狗接管控制權(quán)，并將模擬振動(dòng)臺(tái)裝置鎖緊在安全位置。

  伺服作動(dòng)器的保護(hù)，采用等時(shí)效閉環(huán)PID控制，當(dāng)發(fā)生頻譜失效時(shí)實(shí)現(xiàn)智能停機(jī)，不允許超載及超限模式工作;當(dāng)發(fā)生負(fù)載超調(diào)，或者超差情況時(shí)，聲光報(bào)警，將自動(dòng)停機(jī);

  6.被測(cè)試整車安裝與調(diào)整

  先將整車水平放置到臺(tái)面上，根據(jù)試驗(yàn)要求決定是否需要固定及角度調(diào)整，由于各個(gè)作動(dòng)器均有零點(diǎn)調(diào)整功能，可實(shí)測(cè)各個(gè)作動(dòng)器零點(diǎn)是否一致，根據(jù)需求進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。