СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ АМОРТИЗАТОРОВ В ПОДВЕСКЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2011 года по МПК G01M17/04 

Изобретение относится к способам определения эффективности подвески транспортных средств, а именно к способу определения эффективности действия и диагностики стука амортизаторов в подвеске колесного автомобиля.

Известен способ определения характеристик амортизаторов при вибрационном воздействии (патент 2323426, МПК G01M 17/04, опубликован 27.04.2008, Бюл. №12), заключающийся в возбуждении в испытуемом амортизаторе колебаний, определении виброускорений и построении амплитудно-частотной характеристики амортизатора. Испытания проводят на всех этапах с полной и частичной заменой демпфирующих элементов вкладышами одного конструктивного исполнения и плотности с демпфирующими элементами. На каждом из последующих этапов заменяют один из демпфирующих элементов на вкладыш, затем получают статические и динамические петли гистерезиса, сравнивают полученные характеристики по всем испытаниям, и по частоте колебаний, на которой петли гистерезиса амортизатора с вкладышами совпадают с динамической петлей гистерезиса амортизатора с демпфирующими элементами, устанавливают частотный диапазон эффективной работы амортизатора.

Недостатками этого способа является сложный долговременный многоэтапный анализ механизма работы амортизатора, исследование амортизаторов в стендовых условиях и ограниченные функциональные возможности, т.к. стенды и приборы, основанные на диагностике по параметрам свободных колебаний, позволяют, в лучшем случае, выявить амортизаторы практически с полной потерей эффективности. Также недостаток в том, что регистрируется характеристика всей подвески, а не конкретного амортизатора, и нет диагностики стука.

Известен способ контроля технического состояния гасящих устройств подвески автотранспортного средства (патент RU 2284023 (прототип), МПК G01M 17/04, опубликовано 20.09.2006, Бюл. №26), заключающийся в том, что монтируют акселерометры на неподрессоренную и подрессоренную массу автотранспортного средства, затем возбуждают его колебания с частотой возбуждения f, близкой или равной высокочастотному резонансу колес, при этом одновременно измеряют и записывают величины ускорений подрессоренной z'' и неподрессоренной массы ζ'' по времени t_исп для каждого из всех четырех гасящих устройств автотранспортного средства, затем вычисляют величину усредненного значения отношений ускорений подрессоренной z'' и неподрессоренной массы ζ'' за указанное время испытаний t, а вывод о техническом состоянии гасящего устройства подвески автотранспортного средства делают по значению коэффициента апериодичности ψ, при этом эталонную зависимость ψ_эт от предварительно получают расчетным или экспериментальным путем, с указанной зависимостью сравнивают при высокочастотном резонансе и определяют ψ, значения которого при хорошем техническом состоянии гасящего устройства подвески должны находиться в диапазоне 0,25-0,5.

Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных выше недостатков, что позволит более точно исследовать работу амортизаторов при вибрационном воздействии и проводить диагностику состояния амортизатора в составе транспортного средства без демонтажа.

Цель достигается за счет того, что в способе диагностики амортизаторов в подвеске транспортного средства, заключающегося в возбуждении колебаний в испытуемом амортизаторе, измерении виброускорения с помощью акселерометров, построении характеристики снятого сигнала, согласно изобретению измерение показаний производят одним акселерометром на штоке, производят выборку информативного участка сигнала виброускорения со штока амортизатора, соответствующего одному периоду колебания амортизатора, исключают влияние перемещения самого акселерометра совместно с амортизатором, путем наложения тренда или фильтрацией сигнала, проводят обработку полученного сигнала посредством кепстрального анализа, исследуют полученную кривую по числу экстремумов и их относительной величине, соответствующей положению штока амортизатора при движении, сравнивают данную числовую характеристику с заданным для конкретного типа амортизатора эталонным значением, которые определяют на основании статистических данных при испытаниях исправных амортизаторов конкретного типа, и по отклонению от эталонного значения определяют работоспособность амортизатора.

На фиг.1 приведен сигнал виброускорения со штока амортизатора; на фиг.2 приведен информативный участок сигнала виброускорения со штока амортизатора, соответствующий одному периоду колебания амортизатора; на фиг.3 приведен информативный участок сигнала с наложенной кривой тренда; на фиг.4 приведен сигнал без тренда; на фиг.5 приведен кепстр сигнала с акселерометра, установленного на штоке исследуемого амортизатора; на фиг.6 приведен кепстр сигнала с акселерометра, установленного на штоке исправного амортизатора.

Пример конкретного исполнения

Предлагаемый способ определения характеристик амортизаторов при вибрационном воздействии заключается в возбуждении единичного колебания в испытуемом амортизаторе, установленном на транспортном средстве или на стенде. Устанавливают один акселерометр на шток амортизатора, далее с помощью рук или иного приспособления, путем резкого вниз - вверх возвратно-поступательного перемещения части транспортного средства в области амортизатора, либо наездом на единичное препятствие, либо разовым нагружением амортизатора на стенде производят возбуждение колебаний в испытуемом амортизаторе. При совершении амортизатором гармонических затухающих колебаний производят запись показаний акселерометра на штоке по времени (фиг.1). Сигнал с акселерометра поступает в аналого-цифровой преобразователь, далее обрабатывается на ЭВМ. Производится выборка информативного участка сигнала виброускорения со штока амортизатора, соответствующего одному периоду колебания амортизатора (фиг.2). Исключается влияние перемещения самого акселерометра совместно с амортизатором, путем наложения тренда или фильтрацией сигнала, таким образом, остается лишь сигнал от возмущений, воздействующих на шток амортизатора (фиг.3, 4). Проводится обработка полученного сигнала посредством кепстрального анализа, и исследование полученного кепстра по числу экстремумов и их относительной величине, соответствующей положению штока амортизатора при движении (фиг.5). Сравнение данной числовой характеристики с заданным для конкретного типа амортизатора эталонным значением позволяет делать вывод о его техническом состоянии. По расположению пиков сигнала относительно положения штока можно делать выводы о причинах стука в амортизаторе. Вывод делается на основании обработки данных с исследуемого амортизатора, а не осредненных по всем амортизаторам, как в прототипе. Эталонные значения числовой характеристики определяются на основании статистических данных при испытаниях исправных амортизаторов конкретного типа (фиг.6).

Изобретение относится к способам определения эффективности амортизаторов транспортных средств. Способ определения характеристик амортизаторов при вибрационном воздействии заключается в возбуждении в испытуемом амортизаторе единичного колебания, измерении виброускорений с помощью акселерометров, построении амплитудно-частотной характеристики амортизатора. Возбуждение подвески осуществляется с помощью разовой прокачки автомобиля на месте либо наездом на единичное препятствие, либо разовым нагружением амортизатора на стенде. Проводится измерение виброускорения акселерометром, установленным на штоке амортизатора. Сигналы регистрируются с помощью модуля сбора данных и далее передаются на обработку. Проводится обработка полученного сигнала посредством кепстрального анализа и анализ полученной кривой по числу экстремумов и их относительной величине. Сравнение данной числовой характеристики с заданным для конкретного типа амортизатора критическим значением позволяет делать вывод о его техническом состоянии и диагностировать стук. Достигается повышение оценки эффективности действия амортизатора и диагностика стука. 6 ил.

Способ диагностики амортизаторов в подвеске транспортного средства, заключающийся в возбуждении колебаний в испытуемом амортизаторе, измерении виброускорения с помощью акселерометров, построении характеристики снятого сигнала, отличающийся тем, что измерение показаний производят одним акселерометром на штоке, производят выборку информативного участка сигнала виброускорения со штока амортизатора, соответствующего одному периоду колебания амортизатора, исключают влияние перемещения самого акселерометра совместно с амортизатором путем наложения тренда или фильтрацией сигнала, проводят обработку полученного сигнала посредством кепстрального анализа, исследуют полученную кривую по числу экстремумов и их относительной величине, соответствующей положению штока амортизатора при движении, сравнивают данную числовую характеристику с заданным для конкретного типа амортизатора эталонным значением, которые определяют на основании статистических данных при испытаниях исправных амортизаторов конкретного типа, и по отклонению от эталонного значения определяют работоспособность амортизатора.