1.設(shè)備簡介

  該四立柱整車振動試驗臺在垂直方向布有4個作動缸，主要用于全路面汽車路譜仿真試驗。該系統(tǒng)推力大，能準(zhǔn)確模擬再現(xiàn)汽車在實際道路運行時的振動環(huán)境，從而可以評價汽車懸架系統(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，或安裝于可移動的質(zhì)量塊上。

  四立柱試驗系統(tǒng)用來完全或局部模擬整車道路行駛時的振動環(huán)境，以及汽車在不同路面條件下的行駛狀況。能夠?qū)φ?、車廂、車架及車載設(shè)備等進行耐久性試驗;能夠?qū)噹?、機架及車載設(shè)備等進行動態(tài)響應(yīng)測試試驗。

  四立柱整車振動試驗臺是根據(jù)一定的理論試驗檢測及測定方法，對整車施加在真實有效的工況下的載荷進行試驗測定，并進行數(shù)據(jù)的采集和分析處理，得到對應(yīng)的載荷頻譜;有效進行試驗時，對此載荷頻譜通過該設(shè)備進行正常試驗，測定試驗結(jié)果與實際工況下承受的真實有效載荷結(jié)果相一直。

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

  該試驗設(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;

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

  可進行四軸聯(lián)動控制，也可控制，包括目標(biāo)零點控制和定位;

  單作用位移100mm，控制精度0.001mm;

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

  荷載載重3.5T;

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

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

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

  安裝方式為平臺基面安裝(固定式);

  本試驗臺屬于非標(biāo)專項設(shè)備，該技術(shù)方案詳細(xì)介紹了設(shè)備的工藝設(shè)計參照標(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)品進行比較，以便更好地選擇符合技術(shù)要求和檢測標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

  2.設(shè)備名稱及型號

  設(shè)備名稱：四立柱道路模擬試驗臺

  設(shè)備型號：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)，實驗設(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)

  GB (中華人民共和國國標(biāo))

  客戶標(biāo)準(zhǔn)：客戶定制(電液伺服振動試驗);

  適用范圍：非標(biāo)定制;

  三.范圍

  供方包含如下范圍：

  1.四立柱整車振動試驗臺的設(shè)計、制造、供貨和調(diào)試。

  2.試驗臺和電控柜間電氣控制連線

  3.試驗臺設(shè)計并預(yù)留所需介質(zhì)的管道接口和電源線接口

  4.試驗臺具備完成上述技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。

  5.配有四柱定位裝置，液壓報警裝置，系統(tǒng)過載報警，超溫報警，油位高低報警，斷電保護裝置。

  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.試驗所需介質(zhì)

  四.設(shè)備功能概述

  ? 道路模擬試驗系統(tǒng)可進行的實驗類型

  l 整車道路模擬試驗;

  l 根據(jù)道路試驗測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;

  l 在實際車輛上進行的部件振動測試;

  ? 道路模擬試驗系統(tǒng)可進行的實驗波形

  l 由實際道路試驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間歷程曲線及壓縮、強化后的路譜;

  l 頻譜再現(xiàn);

  l 周期正弦、隨機波形以及正弦掃頻波形;

  ? 道路模擬試驗系統(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.動力部分---液壓站

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

  液壓主電機采用西門子變頻電機，輸出電機轉(zhuǎn)速恒定穩(wěn)定，過載負(fù)荷能力，程度滿足伺服系統(tǒng)動作響應(yīng);主泵采用大流量葉片泵，限度降低油泵的噪音，為客戶提供一個良好的使用環(huán)境，正常使用時環(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，特別適合長時間進行疲勞測試試驗的要求;此系統(tǒng)也可在有灰塵和潮濕環(huán)境條件長期下運行。

  該系統(tǒng)響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，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.靜壓支撐伺服作動器

  采用德國進口的一種長壽命、高頻響靜壓支撐伺服缸，是一種雙向雙出桿動態(tài)伺服缸，具有高響應(yīng)低磨擦等特點。

  靜壓支撐伺服作動器不使用任何密封圈，借助靜壓支撐軸承來實現(xiàn)活塞桿與缸體的密封與導(dǎo)向。在工作時，無論被支承的元件是處于靜止?fàn)顟B(tài)，還是處于運動狀態(tài)，都存在一層潤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試。

  l 沒有機械密封圈、無摩擦、無粘阻、無磨損

  l 具有超高的控制精度，精度保持性好，運動精度高

  l 液態(tài)摩擦，壽命長

  l 高頻響、高靈敏度、高運動速度

  l 優(yōu)異抗側(cè)向能力，具備自動對中功能

  l 特殊圖層自潤滑

  靜壓支撐軸向伺服作動器參數(shù)指標(biāo)

  作動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))

  動態(tài)試驗力：±50kN

  位移行程：±50mm

  高頻響：0.01-400Hz

  高速度：標(biāo)準(zhǔn)型可達4m/s(高速型可達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)字信號處理器(DSP)技術(shù)以及WINDOWS XP 系統(tǒng)下的高速實時硬件中斷技術(shù)，命令信號、控制信號全 由數(shù)字運算產(chǎn)生，保證了控制系統(tǒng)的可靠性和重復(fù)性，可以實現(xiàn)復(fù)雜的伺服加載功能，在動態(tài)試驗機領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

  4.系統(tǒng)主要模塊

  *計算機模塊，采用研華品牌工控機保障系統(tǒng)長時工作的可靠性。

  *DSP 實時信號處理模塊，該模塊是本系統(tǒng)的核心，可以產(chǎn)生各種控制波形，實現(xiàn)控制以及控制補償功能。

  *信號調(diào)理模塊：

  力信號調(diào)理單元

  位移信號調(diào)理單元、

  變形信號調(diào)理單元

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

  *伺服閥驅(qū)動模塊，該模塊可以驅(qū)動多路伺服閥

  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)運行于WINDOWS XP平臺。

  *函數(shù)發(fā)生器頻率：0.01～100Hz。

  *試驗頻率：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、隨機波等。

  *功率220V 2kW

  3.計算機操作系統(tǒng)

  應(yīng)用軟件運行在WINDOWS平臺上，所有操作均在中文虛擬面板上進行，可以方便的進行各種靜態(tài)、動態(tài)加載試驗設(shè)定以及參數(shù)設(shè)定功能;試驗數(shù)據(jù)可導(dǎo)入word、excel等軟件下，。

  對試驗數(shù)據(jù)進行實時采集與存儲。實時繪制多種曲線。完善的圖形處理功能，如具有曲線放大、曲線中心點移動、曲線手工標(biāo)記，能實時繪制負(fù)荷—時間、位移—時間等多種曲線。

  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)載情況下自動開啟另一組水泵，實現(xiàn)***節(jié)能控制;水箱容積1.2~1.8m?，配置有自動補水閥，低溫自動控制，出現(xiàn)結(jié)冰情況時，自動排水;水位太低時，水泵自動停止工作，聲光報警。

  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停機;

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

  在道路模擬試驗系統(tǒng)的安全保護中，有兩個重要的主動保護策略，一個是掉電保護，另一個是伺服控制計算機的死機保護。

  掉電保護：當(dāng)出現(xiàn)市電掉電的情形時，伺服控制計算機檢測到市電掉電信號，進行應(yīng)急處理，保證模擬振動臺裝置和被試件的安全。

  伺服控制計算機死機保護：當(dāng)伺服控制計算機死機時，由硬件看門狗接管控制權(quán)，并將模擬振動臺裝置鎖緊在安全位置。

  伺服作動器的保護，采用等時效閉環(huán)PID控制，當(dāng)發(fā)生頻譜失效時實現(xiàn)智能停機，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，聲光報警，將自動停機;

  6.被測試整車安裝與調(diào)整

  先將整車水平放置到臺面上，根據(jù)試驗要求決定是否需要固定及角度調(diào)整，由于各個作動器均有零點調(diào)整功能，可實測各個作動器零點是否一致，根據(jù)需求進行零點調(diào)整。