振動(dòng)測(cè)試在汽車零部件檢測(cè)中的應(yīng)用

李 丹 李 智

（湖北中檢檢測(cè)有限公司 湖北武漢 430000）

1 前言

汽車內(nèi)含零部件數(shù)以萬計(jì)，通過汽車零部件振動(dòng)檢測(cè)，能夠有效提升零部件性能，有效保證人們對(duì)于汽車行駛安全性的需求[1]。對(duì)于汽車底盤零部件的檢測(cè)，主要包括汽車制動(dòng)系統(tǒng)、離合器臺(tái)架系統(tǒng)、變速器臺(tái)架系統(tǒng)、傳動(dòng)軸臺(tái)架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系部試驗(yàn)系統(tǒng)等[2]。其中，轉(zhuǎn)向系部試驗(yàn)系統(tǒng)的檢測(cè)主要包括方向盤和轉(zhuǎn)向盤等零部件的檢測(cè)，汽車制動(dòng)系部件系統(tǒng)包括液壓驅(qū)動(dòng)部件、氣壓驅(qū)動(dòng)部件、制動(dòng)軟管等[3]；變速器臺(tái)架系統(tǒng)包括較多的設(shè)備裝置，其主要是進(jìn)行變速器噪聲、壽命以及動(dòng)態(tài)剛度等方面的檢測(cè)[4]；傳動(dòng)軸臺(tái)架系統(tǒng)則是負(fù)責(zé)傳動(dòng)軸壽命的檢測(cè)設(shè)備等[5]。

汽車的車身系統(tǒng)關(guān)系著汽車使用者的使用體驗(yàn)，其車身、座椅等零部件的材料，以及車身弧線的性能等都是汽車車身系統(tǒng)的檢測(cè)對(duì)象[6]。

汽車電器系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)過程中，也需要集中檢測(cè)汽車的起動(dòng)機(jī)，以提高汽車的專業(yè)綜合性[7]。

2 振動(dòng)測(cè)試在汽車零部件檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 振動(dòng)測(cè)試概述

振動(dòng)測(cè)試是指在對(duì)汽車零部件產(chǎn)品在預(yù)期使用過程中的抗振能力的檢測(cè)，一般是對(duì)受振動(dòng)的具體實(shí)物或者實(shí)物模型進(jìn)行的試驗(yàn)[8]。振動(dòng)檢測(cè)試驗(yàn)可以根據(jù)施加的振動(dòng)載荷類型分為2 種，分別是正弦振動(dòng)檢測(cè)和隨機(jī)振動(dòng)檢測(cè)[9]。汽車零部件檢測(cè)設(shè)備包括加載設(shè)備以及控制設(shè)備，通過模擬振動(dòng)環(huán)境，設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)（包括頻率范圍、振動(dòng)幅值以及振動(dòng)時(shí)長等），來展開振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)[10]。振動(dòng)對(duì)于汽車零部件的影響主要包括3 種:（1）損壞結(jié)構(gòu)，如結(jié)構(gòu)變形、零部件產(chǎn)生裂紋等；（2）致使零部件功能失效，如導(dǎo)致零部件接觸不良、發(fā)生繼電器誤動(dòng)作等，此類破壞屬于暫時(shí)性的，當(dāng)振動(dòng)幅度減小或停止振動(dòng)，零部件的性能就可以恢復(fù)正常；（3）零部件工藝性破壞，比如，螺釘連接件脫焊、松動(dòng)等。根據(jù)振動(dòng)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，可以將先進(jìn)的多點(diǎn)控制技術(shù)、多臺(tái)聯(lián)合激動(dòng)技術(shù)應(yīng)用其中，以提高汽車零部件的性能，促使汽車實(shí)現(xiàn)安全、平穩(wěn)行駛[11]。

2.2 汽車零部件檢測(cè)中振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成

振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)主要包含傳感器、激振器及放大器[12]。其中，激振器是生成激勵(lì)的設(shè)備，能夠根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，對(duì)其連接的零部件樣件產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的激勵(lì)，使樣件振動(dòng)，并產(chǎn)生相應(yīng)的物理參數(shù)[13]。激振器與樣件的連接緊密度能夠直接影響激勵(lì)傳輸?shù)膿p失程度，因此，其與參數(shù)的大小密切相關(guān)[14]。傳感器能夠進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試過程中振動(dòng)量的檢測(cè)，并將振動(dòng)量實(shí)現(xiàn)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)化，并將獲得的振動(dòng)頻率、加速度和位移等物理參數(shù)進(jìn)行記錄并分析，從而綜合判斷汽車零部件性能的優(yōu)良[15]。同時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)器也會(huì)受到參數(shù)的影響，通過技術(shù)人員對(duì)傳感器回饋參數(shù)的分析研究，能夠有效判斷振動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而保證振動(dòng)測(cè)試結(jié)果的有效性[16]。放大器是通過對(duì)電測(cè)傳感器產(chǎn)生電信號(hào)進(jìn)行放大，有利于信號(hào)采集器及時(shí)捕捉有關(guān)信號(hào)[17]。放大器應(yīng)當(dāng)根據(jù)傳感器類型進(jìn)行選擇，以保證振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)效果穩(wěn)定發(fā)揮，提高檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性[18]。

2.3 汽車振動(dòng)測(cè)試的具體應(yīng)用

振動(dòng)測(cè)試在汽車零部件檢測(cè)過程中具有十分廣泛的應(yīng)用范圍，根據(jù)測(cè)試的物理性質(zhì)，可以將振動(dòng)測(cè)試方法分為電測(cè)法、機(jī)械測(cè)量法及光學(xué)測(cè)量法3 種類型[19]。

2.3.1 電測(cè)法

電測(cè)法是通過將檢測(cè)物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并對(duì)該電信號(hào)展開測(cè)量，將物理量值與電信號(hào)值的函數(shù)進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，最終獲得物理量值[20]。電測(cè)法能夠直接獲得電信號(hào)，同時(shí)具有較高的精度、靈敏性和響應(yīng)速度，并且采集方便，處理和分析效率高，可以直接將結(jié)果顯示在顯示屏中，并能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制[21]。另外，電測(cè)法獲得的是動(dòng)態(tài)的電信號(hào)，可以獲得某一時(shí)刻的瞬時(shí)電信號(hào)，也可以測(cè)量電信號(hào)的變化過程[22]。

2.3.2 機(jī)械檢測(cè)法

機(jī)械檢測(cè)法的載體為機(jī)械結(jié)構(gòu)，用以獲得機(jī)械信號(hào)[23]。在利用機(jī)械檢測(cè)法進(jìn)行汽車零部件測(cè)量后，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械能損耗，因此，這種測(cè)量方式存在一定缺陷，同時(shí)難以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，在汽車零部件檢測(cè)中的應(yīng)用并沒有受到廣泛關(guān)注[24]。

2.3.3 光學(xué)測(cè)量法

光學(xué)測(cè)量法是結(jié)合先進(jìn)技術(shù)發(fā)展而形成的測(cè)量方法，其載體為光學(xué)傳感器，通過傳感器獲得光學(xué)信號(hào)，并將光學(xué)信號(hào)放大，使用光檢測(cè)器將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由技術(shù)人員對(duì)電信號(hào)進(jìn)行測(cè)定和換算，最終獲得汽車零部件的物理量值。結(jié)合汽車零部件生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)零部件的性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)[25]。

3 結(jié)語

綜上所述，振動(dòng)測(cè)試在汽車零部件檢測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)于保證汽車行駛的安全性和平穩(wěn)性具有重要意義；在汽車零部件的生產(chǎn)制造過程中，對(duì)于降低汽車的維護(hù)成本，提高零部件質(zhì)量等也有積極意義，這充分體現(xiàn)出了振動(dòng)測(cè)試的經(jīng)濟(jì)效益。因此，要求技術(shù)人員對(duì)振動(dòng)測(cè)試技術(shù)和系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行不斷優(yōu)化和更新，以期能夠推動(dòng)我國汽車制造行業(yè)的長久發(fā)展。