本發(fā)明創(chuàng)造涉及汽車懸架動力學測試領域，具體涉及一種與減振器總成外特性試驗同步進行的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置與測試方法。

背景技術：

通常汽車懸架減振器總成通過其活塞桿上端與汽車車身相連，因此減振器總成活塞桿上端被稱為“用戶端”，減振器總成的雙向阻尼力就是通過其用戶端傳遞到車身上。車輛行駛中，路面凸凹不平等因素會造成減振器總成阻尼力的幅值和阻尼力的方向發(fā)生突變。為防止阻尼力突變對車身產(chǎn)生沖擊，進而出現(xiàn)異常噪聲，減振器用戶端往往通過雙橡膠總成(即如圖1所示的安裝襯套總成11和下減振塊12)與車身相連并傳遞阻尼力，如圖1所示，目前常用的雙筒雙作用液壓減振器總成是由導向套總成14、儲油腔20、活塞桿腔18、活塞桿總成19、底閥腔21、工作缸總成23、儲油缸總成16和下吊環(huán)24構成。通過鎖止螺母8、緊固螺母10、安裝襯套總成11、下減振塊12和限位環(huán)13使活塞桿總成19與車身連接板17實現(xiàn)粘彈性連接。通常減振器行業(yè)將活塞桿總成19與車身連接板17連接端稱為“減振器總成用戶端”，減振器總成的用戶指車身。

減振器總成基本工作原理，由圖1所示的結構簡圖可知，復原行程(車輪遠離車身的行程)中，活塞桿腔18為高壓腔，底閥腔21為低壓腔，因此減振液由活塞桿腔18流入底閥腔21；同理，壓縮行程(車輪接近車身的行程)中底閥腔21為高壓腔，活塞桿腔18為低壓腔，減振液由底閥腔21流入活塞桿腔18。但是由于活塞桿15的存在，兩腔容積變化量不同，因此通過底閥閥片組設置的兩套閥片所形成的壓縮閥和補償閥，儲油腔20與底閥腔21之間也有少量減振液的交換。由流體力學和液壓原理可知，油液在壓差作用下流經(jīng)孔隙時會產(chǎn)生液壓阻尼，即阻尼力，因此減振器復原與壓縮行程都產(chǎn)生阻尼力，但根據(jù)汽車懸架系統(tǒng)工作原理與匹配關系，減振器總成的復原阻尼力為壓縮阻尼力的2—3倍。工作時，減振器的雙向阻尼力，即復原阻尼力和壓縮阻尼力通過下吊環(huán)24傳遞到車輪總成或車橋總成上；同時減振器的雙向阻尼力也通過活塞桿總成19的用戶端、安裝襯套總成11和下減振塊12傳遞到車身上。

因此，用戶端橡膠總成力學性能將影響減振器總成與汽車車身的連接品質(zhì)。由于橡膠屬粘彈性物資，其彈性特性和阻尼特性都是非線性且與具體工況密切相關，因此在特定工況下同時測量使雙橡膠總成變形的外力和變形量就可以得到其力學性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明創(chuàng)造目的是提供一種能同步測量實車安裝狀態(tài)下的減振器總成外特性和減振器用戶端雙橡膠總成力學性能的裝置和測試方法，使減振器總成在實車裝配狀態(tài)并受到指定實驗工況激勵下的運動，通過同時測量使雙橡膠總成變形的外力和變形量并在一個實驗循環(huán)內(nèi)同時測出包括安裝襯套和下減振塊在內(nèi)的兩種橡膠總成的性能。

本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術方案為：

減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，包括承力基礎件1，拉壓力傳感器2，傳力框架4，小位移傳感器7和激振位移傳感器22；

所述承力基礎件1下方固連拉壓力傳感器2；

所述拉壓力傳感器2用于測試減振器總成阻尼力，拉壓力傳感器2下方與傳力框架上框固連；

所述傳力框架4用于仿車身連接板，傳力框架下框安裝在減振器用戶端上，使得減振器總成的雙向阻尼力傳遞到傳力框架4上；

所述小位移傳感器7，設置在傳力框架上框與減振器用戶端之間，用于測試兩者間相對位移的變化；這些相對位移的變化就是安裝襯套11或下減振塊12在阻尼力作用下產(chǎn)生的變形。

所述激振位移傳感器22，設置在傳力框架下框與減振器的下吊環(huán)24之間，用于測試兩者間相對位移的變化或相對運動。這些相對運動就是減振器總成的缸體相對活塞的運動，也就是使減振器總成產(chǎn)生阻尼力的運動；激振位移傳感器22所測得的運動參數(shù)與拉壓力傳感器2所測得的阻尼力組合形成減振器總成的外特性，即示功特性和速度特性。

所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，還具有傳力螺栓3，所述拉壓力傳感器2下方與傳力框架上框通過傳力螺栓3固定連接。使得減振器雙向阻尼力通過減振器用戶端安裝襯套11或下減振塊12分別傳遞到傳力框架4上，并伴隨著減振器總成的復原和壓縮行程對傳力框架4形成交替變化的作用力；

所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，所述小位移傳感器7上端通過上拉片5和上拉片圓螺母6安裝在傳力框架上框；小位移傳感器7下端通過下拉片9和下拉片圓螺母31安裝在傳力框架下框或減振器用戶端上。

所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，所述上拉片5為z型板狀結構，具有第一安裝邊ⅰ5.1，第二安裝邊ⅰ5.2、以及位于第一安裝邊ⅰ和第二安裝邊ⅰ之間的豎折邊ⅰ5.3；第一安裝邊ⅰ5.1固定安裝在傳力框架上框；小位移傳感器上端連接在第二安裝邊ⅰ5.2上，且在第二安裝邊ⅰ5.2上與小位移傳感器上端連接的部位壓制出加強筋ⅰ5.4；

下拉片9為z型板狀結構，具有第一安裝邊ⅱ9.1，第二安裝邊ⅱ9.2、以及位于第一安裝邊ⅱ和第二安裝邊ⅱ之間的豎折邊ⅱ9.3；第一安裝邊ⅱ9.1安裝在減振器用戶端上；小位移傳感器下端連接在第二安裝邊ⅱ9.2上，且在第二安裝邊ⅱ9.2上與小位移傳感器下端連接的部位壓制出加強筋ⅱ9.4。為防止上拉片5和下拉片9受力后產(chǎn)生變形影響小位移傳感器7的測試精度，所述上拉片5和下拉片9采取了防止變形的結構措施；上拉片5把小位移傳感器7的上端與傳力框架4上方固連，傳遞兩者之間垂直方向的力；由于上拉片5屬于薄板類件，垂直方向抵抗變形能力差，因此需要利用上述上拉片5的結構提高其抵抗垂直方向抵抗變形能力；同理下拉片9把小位移傳感器7的下端與活塞桿15上端，即用戶端連接在一起，使小位移傳感器7的下端與活塞桿15上端實現(xiàn)同步運動；由于下拉片9屬于薄板類件，垂直方向抵抗變形能力低；而下拉片9需要傳遞小位移傳感器7下端與活塞桿15上端之間的作用力，以及下拉片9與活塞桿15上端同步運動時產(chǎn)生的慣性力會造成下拉片9垂直方向的變形，影響小位移傳感器7的測試精度。特別是在復原與壓縮行程或壓縮與復原行程轉(zhuǎn)換時，換向慣性力會使下拉片9產(chǎn)生較大變形，為此需要利用上述下拉片9的結構提高其抵抗垂直方向抵抗變形能力。

所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，所述減振器用戶端即活塞桿上端，所述活塞桿上端具有安裝在活塞桿15上的安裝襯套總成11和下減振塊12，所述傳力框架下框安裝在活塞桿15上且位于安裝襯套總成11和下減振塊12之間。

所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，所述傳力框架4下框具有向外側(cè)延伸的飛邊結構4.1，所述激振位移傳感器22上端通過飛邊結構4.1與傳力框架4相連；激振位移傳感器22下端通過路況下拉片28與下吊環(huán)24相連。

所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，所述路況下拉片28為l型板狀結構，具有相互垂直的第一安裝邊ⅲ28.1和第二安裝邊ⅲ28.2，第一安裝邊ⅲ28.1安裝在下吊環(huán)24上，激振位移傳感器22下端安裝在第二安裝邊ⅲ28.2上；第二安裝邊ⅲ28.2上與激振位移傳感器22下端相連部位壓制出加強筋ⅲ28.3。采用上述結構以避免其因運動慣性力和在激振位移傳感器22下端與下吊環(huán)24間傳遞力產(chǎn)生變形，影響激振位移傳感器22的測試精度。

減振器用戶端橡膠總成力學性能測試方法，采用所述的減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，具體為：

a.利用拉壓力傳感器測試減振器總成阻尼力，該阻尼力包括減振器復原阻尼力和減振器壓縮阻尼力；

b.同時利用小位移傳感器7通過測量減振器用戶端的垂直運動，即測量安裝襯套總成11和下減振塊12總成因受力產(chǎn)生的變形；

c.同時利用激振位移傳感器22測量下吊環(huán)24垂直運動規(guī)律；

拉壓力傳感器2所測減振器復原阻尼力與小位移傳感器7所測安裝襯套總成11變形構成了安裝襯套總成力學性能；拉壓力傳感器2所測減振器復原阻尼力與激振位移傳感器22所測下吊環(huán)垂直運動規(guī)律構成了減振器復原行程的外特性；

拉壓力傳感器2所測減振器壓縮阻尼力與小位移傳感器7所測下減振塊12變形構成了下減振塊力學性能；拉壓力傳感器2所測減振器壓縮阻尼力與激振位移傳感器22所測下吊環(huán)24垂直運動規(guī)律構成了減振器壓縮行程的外特性。

因此本發(fā)明創(chuàng)造在保證減振器總成外特性實驗工況與減振器用戶端橡膠總成力學性能實驗工況同步進行的前提下(即減振器總成外特性實驗和用戶端橡膠總成力學性能實驗在同一工況或同一激勵在進行)，實現(xiàn)在一個實驗循環(huán)內(nèi)同時測出包括安裝襯套和下減振塊在內(nèi)的兩種橡膠總成的性能，并同步測出減振器總成外特性的目的，以便于即得到減振器用戶端雙橡膠總成動態(tài)力學性能，也同時得到減振器總成外特性，同時也便于分析兩種特性(性能)匹配的合理性，完善減振器總成性能的測試與評價手段。

本發(fā)明創(chuàng)造減振器用戶端橡膠總成(包括安裝襯套總成和下減振塊總成)力學性能測試裝置即有利于提高測試效率，也有利于兩者的匹配分析。同工況下測試還體現(xiàn)在本發(fā)明創(chuàng)造的測試工況與減振器總成外特性的實驗工況相同，即在完成減振器總成外特性實驗的同時，也完成了兩個橡膠總成力學性能的測試。同工況測試，有利于橡膠總成力學性能與減振器總成外特性的匹配分析。一般減振器總成外特性實驗的實驗速度(減振器缸筒相對于減振器活塞的速度)范圍較大(0.05—1.5m/s)而本發(fā)明創(chuàng)造把橡膠總成力學性能的測試與減振器總成外特性實驗合為一體完成，因此能夠?qū)崿F(xiàn)橡膠總成靜態(tài)和動態(tài)力學性能測試。

附圖說明

圖1為汽車懸架減振器總成與車身連接結構簡圖。

圖2為圖2活塞桿總成與車身連接結構簡圖。

圖3減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置結構簡圖。

圖4為圖3中傳力框架4結構簡圖。

圖5.1為圖3中上拉片5結構簡圖a。

圖5.2為圖3中上拉片5結構簡圖b。

圖6.1為圖3中下拉片9結構簡圖a。

圖6.2為圖3中下拉片9結構簡圖b。

圖7.1為圖3中路況下拉片9結構簡圖a。

圖7.2為圖3中路況下拉片9結構簡圖b。

圖8為圖3中安裝襯套總成11力學性能曲線。

圖9為圖3中下減振塊12力學性能曲線。

其中1-承力基礎件；2-拉壓力傳感器；3-傳力螺栓；4-傳力框架；5-上拉片；6-上拉片圓螺母；7-小位移傳感器；8-鎖止螺母；9-下拉片；10-緊固螺母；11-安裝襯套總成；12-下減振塊；13-限位環(huán)；14-導向套總成；15-活塞桿；16-儲油缸總成；17-車身連接板；18-活塞桿腔；19-活塞桿總成；20-儲油腔；21-底閥腔；22-激振位移傳感器；23-工作缸總成；24-下吊環(huán)；25-鉸制螺栓；26-路況激振頭；27-大螺母；28-路況下拉片；29-路況下拉片圓螺母；30-路況位移螺母；31-下拉片圓螺母；32-活塞；33-流通閥片組；34-復原閥片組。

具體實施方式

實施例1減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置

如圖3所示，包括承力基礎件1，拉壓力傳感器2，傳力框架4，小位移傳感器7和激振位移傳感器22。

承力基礎件1下方固連拉壓力傳感器2；拉壓力傳感器2是用于測試減振器總成阻尼力的力傳感器；拉壓力傳感器2下方通過傳力螺栓3與傳力框架上框固連；傳力螺栓一端與拉壓力傳感器2固連，傳力螺栓另一端穿過傳力框架上框并通過傳力螺母與傳力框架上框固連。傳力框架4用于仿車身連接板，傳力框架下框安裝在活塞桿15上且位于安裝襯套總成11和下減振塊12之間即車身連接板17的安裝位置。這樣減振器雙向阻尼力通過活塞桿15、安裝襯套總成11或下減振塊12分別傳遞到傳力框架4上，并伴隨著減振器總成的復原和壓縮行程對傳力框架4形成交替變化的作用力。

如圖3所示，小位移傳感器7設置在傳力框架上框與活塞桿用戶端之間，用于測試兩者間相對位移的變化。這些相對位移的變化就是安裝襯套總成11或下減振塊12在阻尼力作用下產(chǎn)生的變形。小位移傳感器7上端通過上拉片5和上拉片圓螺母6與傳力框架4上框固連；小位移傳感器7下端分別通過下拉片9和下拉片圓螺母31與活塞桿15或傳力框架4固連。

如圖5.1、5.2、6.1、6.2所示為防止上拉片5和下拉片9受力后產(chǎn)生變形影響小位移傳感器7的測試精度，兩個拉片采取了防止變形的結構措施。上拉片5把小位移傳感器7上端與傳力框架上框固連，傳遞兩者之間垂直方向的力；如圖5.1、5.2所示上拉片5為z型板狀結構，板材厚度為2mm，其具有第一安裝邊ⅰ5.1，第二安裝邊ⅰ5.2、以及位于第一安裝邊ⅰ和第二安裝邊ⅰ之間的豎折邊ⅰ5.3；第一安裝邊ⅰ5.1安裝在傳力螺栓3上位于傳力螺母和傳力框架上框之間，且通過傳力螺母將第一安裝邊ⅰ5.1緊固在傳力框架上框上；小位移傳感器上端連接在第二安裝邊ⅰ上，且在第二安裝邊ⅰ上與小位移傳感器上端連接的部位壓制出足夠長度的加強筋ⅰ5.4，以提高其抵抗垂直方向變形的能力；由于上拉片5屬于薄板類件，垂直方向抵抗變形能力差，因此需要利用如圖5.1、5.2所示的上拉片5的結構提高其抵抗垂直方向抵抗變形能力；

同理下拉片9把小位移傳感器7下端與活塞桿15上端，即用戶端連接在一起，使小位移傳感器7下端與活塞桿15上端實現(xiàn)同步運動；如圖6.1、6.2所示下拉片9為z型板狀結構，板材厚度為2mm，其具有第一安裝邊ⅱ9.1，第二安裝邊ⅱ9.2、以及位于第一安裝邊ⅱ和第二安裝邊ⅱ之間的豎折邊ⅱ9.3；第一安裝邊ⅱ9.1安裝在活塞桿15上位于鎖止螺母8和緊固螺母10之間，且通過鎖止螺母8和緊固螺母10緊固；小位移傳感器下端連接在第二安裝邊ⅱ上，且在第二安裝邊ⅱ上與小位移傳感器下端連接的部位壓制出足夠長度的加強筋ⅱ9.4，以提高其抵抗垂直方向變形的能力；由于下拉片9屬于薄板類件，垂直方向抵抗變形能力低；而下拉片9需要傳遞小位移傳感器7下端與活塞桿15上端之間的作用力，以及下拉片9與活塞桿15上端同步運動時產(chǎn)生的慣性力會造成下拉片9垂直方向的變形，影響小位移傳感器7的測試精度。特別是在復原與壓縮行程或壓縮與復原行程轉(zhuǎn)換時，換向慣性力會使下拉片9產(chǎn)生較大變形，為此需要利用如圖6.1、6.2所示的下拉片9的結構提高其抵抗垂直方向抵抗變形能力。

如圖3所示，激振位移傳感器22設置在傳力框架4下方與吊環(huán)24之間，用于測試兩者間相對位移的變化或相對運動。這些相對運動就是減振器總成的缸體相對活塞的運動，也就是使減振器總成產(chǎn)生阻尼力的運動；激振位移傳感器22所測得的運動參數(shù)與拉壓力傳感器2所測得的阻尼力組合形成減振器總成的外特性，即示功特性和速度特性。

如圖3所示，激振位移傳感器22上端通過傳力框架4下方的飛邊結構4.1與傳力框架4相連；激振位移傳感器22下端通過路況下拉片28和路況下拉片圓螺母29與下吊環(huán)24相連。與前所述同理，路況下拉片28必須采用如圖7.1、7.2所示的結構，以避免其因運動慣性力和在激振位移傳感器22下端與吊環(huán)24間傳遞力產(chǎn)生變形，影響激振位移傳感器22的測試精度。如圖7.1、7.2所示路況下拉片28為l型板狀結構，板材厚度為2mm，具有相互垂直的第一安裝邊ⅲ28.1和第二安裝邊ⅲ28.2，下吊環(huán)24上裝有鉸制螺栓25，鉸制螺栓25上裝有路況激振頭26，路況下拉片28的第一安裝邊ⅲ28.1安裝在鉸制螺栓25上且位于下吊環(huán)24和路況激振頭26之間，并通過大螺母27緊固；激振位移傳感器22下端安裝在第二安裝邊ⅲ28.2上，激振位移傳感器22下端通過路況第二安裝邊ⅲ28.2與下吊環(huán)24相連部位壓制出足夠長度的加強筋ⅲ28.3，以提高其抵抗垂直方向變形的能力。

如圖4所示，在傳力框架4上壓制出足夠長度的框架加強筋4.2，以提高其抵抗形變的能力。

實施例2減振器用戶端橡膠總成力學性能測試方法

采用上述減振器用戶端橡膠總成力學性能測試裝置，具體為：

a.利用拉壓力傳感器測試減振器總成阻尼力，該阻尼力包括減振器復原阻尼力和減振器壓縮阻尼力；

b.利用小位移傳感器7通過測量活塞桿用戶端的垂直運動分別實現(xiàn)安裝襯套總成11和下減振塊12總成受力變形的測量；

c.利用激振位移傳感器22即大位移傳感器測量下吊環(huán)24垂直運動規(guī)律，即使減振器產(chǎn)生阻尼力的缸筒相對活塞的運動規(guī)律；

d.拉壓力傳感器2所測減振器復原阻尼力與小位移傳感器7所測安裝襯套總成11變形構成了安裝襯套總成力學性能，低速下為靜態(tài)性能，否則為動態(tài)性能。同時，拉壓力傳感器2所測減振器復原阻尼力與激振位移傳感器22所測下吊環(huán)垂直運動規(guī)律構成了減振器復原行程的外特性；

e.拉壓力傳感器2所測減振器壓縮阻尼力與小位移傳感器7所測下減振塊12變形構成了下減振塊12力學性能，低速下為靜態(tài)性能，否則為動態(tài)性能。同時，拉壓力傳感器2所測減振器壓縮阻尼力與激振位移傳感器22所測下吊環(huán)24垂直運動規(guī)律構成了減振器壓縮行程的外特性。

如圖8所示的是安裝襯套總成11性能曲線，橫坐標為小位移傳感器7所測得的安裝襯套總成11在減振器復原阻尼力作用下發(fā)生的變形值；如圖9所示的是下減振塊12性能曲線，橫坐標為小位移傳感器7所測得的下減振塊總成在減振器壓縮阻尼力作用下發(fā)生的變形值；因此，本發(fā)明創(chuàng)造采取與實車相同的裝配結構，同時并同工況測試安裝襯套總成和下減振塊總成的力學性能。

本發(fā)明創(chuàng)造測試原理為：如前所述，減振器總成的阻尼力主要由活塞32及其流通閥片組33和復原閥片組34形成的孔隙產(chǎn)生并作用在活塞桿15上。其中復原阻尼力通過活塞32、活塞桿15、鎖止螺母8、安裝襯套總成11作用在車身連接板17上，因此，同時測試復原阻尼力和由其造成的安裝襯套總成11的壓縮變形，就可以得到安裝襯套總成11的靜動態(tài)力學性能；壓縮阻尼力通過活塞32、活塞桿15、限位環(huán)13和下減振塊12作用在車身連接板17上。與前同理，同時測試壓縮阻尼力和由其造成的下減振塊12的壓縮變形，就可以得到下減振塊12的靜動態(tài)力學性能。

在進行上述測試時，同時測試下吊環(huán)24相對車身的位移，這樣復原阻尼力與復原行程位移就形成了減振器總成復原行程的外特性；同理，壓縮阻尼力與壓縮行程位移就形成了減振器總成壓縮行程的外特性.

綜上所述，由于同時同步同工況測試了安裝襯套總成11力學性能和減振器總成復原行程外特性，因此比較它們的變化規(guī)律并研究它們相互關系則能評價兩者匹配的合理性；同理也可以評價下減振塊12的力學性能和減振器總成壓縮行程外特性的相互關系和兩者匹配的合理性。