Прибор для анализа результатов испытаний амортизаторов в подвеске транспортного средства

Использование: для вибродиагностики амортизаторов в подвеске транспортного средства. Сущность полезной модели: прибор для анализа результатов испытаний амортизаторов в подвеске транспортного средства содержит пьезоакселерометры, регистрирующие виброускорение на входе и выходе амортизатора, усилители, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, производящий цифровую обработку сигналов с пьезоакселерометров с выполнением процедур цифровой фильтрации и взаимного корреляционного анализа и оценивающий соответствие характеристик амортизатора требованиям технических условий. В качестве информационного параметра, по которому производится оценка соответствия характеристик амортизатора требования технических условий, используют форму огибающей взаимной корреляционной функции. 3 илл.

Полезная модель относится к испытательному оборудованию, в частности к приборам для исследования эксплуатационных характеристик амортизаторов в подвеске транспортного средства.

Известен стенд для исследования динамики подвески транспортных средств (патент РФ №2043615, МПК G 01 M 17/04, опубл. 10.09.1995 г.) который содержит опорные площадки передней и задней осей транспортного средства, регулируемый источник напряжения постоянного тока, два преобразователя колебаний подвески, каждый из которых состоит из последовательно соединенных мультивибратора, согласующего усилителя, конденсатора, катушки индуктивности, выполненной с возможностью вхождения в нее стержня, закрепленного вертикально к днищу транспортного средства, детектора, выходного резистора, элемента выделения синусоидальных составляющих колебаний подвески, четырех преобразователей амплитудного значения синусоидальных колебаний в напряжение постоянного тока, два делителя.

Недостатками стенда являются идеализация характера вибронагружения подвески, неадекватного реальным условиям эксплуатации, сложность системы управления стендами, несовершенство и сложность системы измерения и обработки экспериментальных данных.

Известно устройство для виброакустической диагностики машинного оборудования (патент РФ №2090853, МПК G 01 M 17/00, опубл. 20.07.1997 г.) содержащее регистратор выходного сигнала, выход которого соединен со входом усилителя, фильтр, демодулятор, спектроанализатор, с выхода которого сигнал поступает в накопитель, который служит для накопления информации о дефектах оборудования, ее архивации и последующей обработке с помощью ПЭВМ.

Однако известное устройство обладает следующими недостатками:

- область его применения ограничивается условиями прямого доступа (с выдержкой определенного расстояния до объекта) к исследуемому амортизатору;

- любой, даже остронаправленный микрофон, имеет определенную форму диаграммы направленности, в зону которой кроме такого достаточно малогабаритного узла, каким является амортизатор, попадет ряд соседних узлов и агрегатов, что отрицательно скажется на результатах испытания;

- в случае, если исследуемый объект (амортизатор) является малошумным, полезный сигнал от него в значительной мере будет зашумлен акустическим излучением соседних узлов и агрегатов, то есть не обеспечивается помехозащищенность устройства от других источников звука.

Задача полезной модели является создание точного и простого прибора.

Данная задача достигается за счет того, что в приборе для анализа результатов испытаний амортизаторов в подвеске транспортного средства, содержащем регистратор выходного сигнала, выход которого соединен с входом усилителя, согласно полезной модели, регистратор сигнала выполнен в виде двух пьезоакселерометров, дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, устройство выбора, устройство запуска регистрации и анализа, индикатор, пороговое устройство, устройство сопряжения прибора с персональным компьютером, дисплей, причем усилитель последовательно соединен с аналого-цифровым преобразователем и микроконтроллером, второй выход с усилителя соединен с входом порогового устройства, выход которого соединен с входом микроконтроллера, выходы устройства запуска регистрации и анализа, устройства сопряжения прибора с персональным компьютером и устройства выбора также соединены с входом микроконтроллера, один выход микроконтроллера соединен с входом индикатора, а второй - с дисплеем.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен блоком питания.

На фиг.1 изображена общая схема прибора, а также монтаж пьезоакселерометров на исследуемом объекте;

на фиг.2 взаимная корреляционная функция для амортизатора, соответствующего требованиям технических условий;

на фиг.3 взаимная корреляционная функция для амортизатора, не соответствующего требованиям технических условий.

Устройство содержит пьезоакселерометр 1, устанавливаемый на корпусе амортизатора и регистрирующий входной сигнал, создаваемый при ступенчатом воздействии на колеса подвески транспортного средства со стороны испытательного стенда, пьезоакселерометр 2, устанавливаемый на штоке амортизатора и регистрирующий выходной сигнал амортизатора 3, пропорциональный виброускорению штока, усилитель сигналов 4, усиливающий слабые по напряжению сигналы с выхода пьезоакселерометров 1 и 2, аналого-цифровой преобразователь 5, микроконтроллер 6, управляющий работой всех элементов прибора и реализующий программу регистрации и обработки экспериментальных сигналов, устройство выбора 7 типа испытуемого амортизатора, предоставляющее испытателю возможность выбора из имеющейся базы данных конкретного типа амортизатора, устройство запуска регистрации и анализа 8, с помощью которого испытатель инициализирует процедуру регистрации и анализа результатов измерений, жидкокристаллический дисплей 9, предназначенный для визуализации этапов выбора типа исследуемого амортизатора и выдачи числовых характеристик технического состояния амортизатора, индикатор 10 соответствия эксплуатационных характеристик амортизатора требованиям технических условий, пороговое устройство 11, управляемое устройство запуска регистрации и анализа 8 и инициирующее запуск регистрации при воздействии на подвеску ступенчатого возмущающего воздействия со стороны испытательного стенда, блок питания 12, служащий для питания электрическим напряжением всех элементов стенда, устройство 13 сопряжения прибора с персональным компьютером, предназначенное для

перепрограммирования микроконтроллера и внесения изменений и дополнений в базу данных по типам амортизаторов.

Прибор работает следующим образом: после установки автомобиля на испытательный стенд и монтажа первичных преобразователей на исследуемом объекте, испытатель с помощью устройства выбора 7 задает тип амортизатора и кнопкой устройства запуска регистрации и анализа 8 переводит прибор в ждущий режим. При этом при отсутствии возмущающих воздействий (достаточно малом уровне фоновой вибрации) сигналы с выхода датчиков 1-2 и усилителя 4 не превышают пороговых значений, определяемых пороговым устройством 11, регистрация сигнала не производится. При ступенчатом воздействии со стороны опорных площадок испытательного стенда сигналы с выходов датчиков 1 и 2 и усилителя 4 превышают пороговые значения и производится регистрация сигналов до тех пор, пока их пиковые значения в течение заданного промежутка времени не станут меньше пороговых. Далее микроконтроллер 6 производит обработку зарегистрированных сигналов на базе использования корреляционного анализа. Производится цифровая фильтрация сигналов, удаляющая из них высокочастотные компоненты. Строится взаимная корреляционная функция двух сигналов, вид которой позволяет судить о техническом состоянии амортизатора. Взаимная корреляционная функция для амортизатора, соответствующего требованиям технических условий, имеет монотонно убывающую огибающую. Взаимная корреляционная функция для амортизатора, не соответствующего требованиям технических условий, имеет немонотонную огибающую. По числу экстремумов огибающей взаимной корреляционной функции и их относительному весу вычисляется числовая характеристика, определяющая техническое состояние амортизатора и выводящаяся на жидкокристаллический дисплей прибора 9. Сравнение данной числовой характеристики с заданным для конкретного типа амортизатора критическим значением позволяет делать вывод о его техническом состоянии, которое выводится на индикатор 10 соответствия

эксплуатационных характеристик амортизатора требованиям технических условий в виде соответствующего цвета светодиода.

Техническим эффектом от использования данного прибора является точность результатов испытаний эксплутационных характеристик амортизаторов транспортных средств и простота конструкции.

1. Прибор для анализа результатов испытаний амортизаторов в подвеске транспортного средства, содержащий регистратор выходного сигнала, выход которого соединен со входом усилителя, отличающийся тем, что регистратор сигнала выполнен в виде двух пьезоакселерометров, дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, устройство выбора, устройство запуска регистрации и анализа, индикатор, пороговое устройство, устройство сопряжения прибора с персональным компьютером, дисплей, причем усилитель последовательно соединен с аналого-цифровым преобразователем и микроконтроллером, второй выход с усилителя соединен с входом порогового устройства, выход которого соединен с входом микроконтроллера, выходы устройства запуска регистрации и анализа, устройства сопряжения прибора с персональным компьютером и устройства выбора также соединены к входом микроконтроллера, один выход микроконтроллера соединен с входом индикатора, а второй - с дисплеем.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен блоком питания.