發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法，通過慣性參數(shù)定義規(guī)律和動(dòng)力總成質(zhì)量分布與慣性參數(shù)之間的關(guān)系來方便地判斷動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果正確性與合理性。本發(fā)明構(gòu)思巧妙、原理簡(jiǎn)單、使用方便，既可在測(cè)試前估算發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的慣性參數(shù)，又可判斷通過任何測(cè)試系統(tǒng)測(cè)得的慣性參數(shù)數(shù)據(jù)的正確性與合理性，對(duì)保證測(cè)試數(shù)據(jù)正確性，提高測(cè)試效率和操作人員的理論與技術(shù)水平具有重要作用。
【專利說明】發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于剛體慣性參數(shù)測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù) 測(cè)試輔助方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車動(dòng)力總成是由發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器構(gòu)成的總成。動(dòng)力總成通過懸置元件安裝在汽 車上構(gòu)成動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)，為對(duì)該懸置系統(tǒng)進(jìn)行減振、隔振設(shè)計(jì)，需要準(zhǔn)確獲取動(dòng)力總 成的質(zhì)量、質(zhì)心、慣性矩和慣性積等基本參數(shù)。慣性參數(shù)的準(zhǔn)確與否對(duì)懸置系統(tǒng)的減振、隔 振設(shè)計(jì)的效果有著重要影響。目前動(dòng)力總成慣性矩和慣性積參數(shù)主要依靠復(fù)擺法、三線擺 法、試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析等試驗(yàn)手段測(cè)量得到，但是這些測(cè)量方法及設(shè)備僅能對(duì)動(dòng)力總成的慣性 參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，卻無法對(duì)測(cè)量結(jié)果直接進(jìn)行校驗(yàn)。然而，任何一種測(cè)量方法都沒有辦法保證 在設(shè)備出現(xiàn)故障或存在人為失誤的情況下所得到的慣性參數(shù)數(shù)據(jù)的正確性與合理性，測(cè)試 人員只能被動(dòng)地接受測(cè)試結(jié)果，無法判定測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)的正確性與合理性。而在測(cè)量過程 中難免存在儀器故障，操作失誤等問題，這就使得懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法，以 方便判定慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的正確性與合理性。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試 輔助方法，包括以下步驟：
[0005] 〈1>通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的特征尺寸預(yù)估其慣性參數(shù)；
[0006] 〈2>根據(jù)慣性參數(shù)的定義規(guī)律判斷動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的正確性；
[0007] 〈3>通過構(gòu)建慣性參數(shù)等效模型，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)的合理 性。
[0008] 步驟〈1>按以下操作進(jìn)行：測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的特征尺寸，根據(jù)特征尺寸構(gòu)建 與該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成質(zhì)量相同的三個(gè)矩形體組成的勻質(zhì)實(shí)心立方體，通過計(jì)算該特征體的 慣性參數(shù)，在該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成上測(cè)試臺(tái)之前，得到其慣性參數(shù)的近似數(shù)值。
[0009] 步驟〈2>按以下操作進(jìn)行：動(dòng)力總成慣性參數(shù)的測(cè)量結(jié)果包括動(dòng)力總成質(zhì)量m，質(zhì) 心在發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系O e-XJeZe中的坐標(biāo)值X。、y。、z。，動(dòng)力總成在質(zhì)心坐標(biāo)系Oe-X cTc^的慣性 矩Ixx、Iyy、Izz，慣性積I xy、Iyz、Izx ;根據(jù)慣性參數(shù)的定義：
[0010] Ixx = f (y2+z2) dm, Iyy = / (x2+z2) dm, Izz = / (x2+y 2) dm,
[0011] Ixy = / xydm, Iyz = / yzdm, Izx = / zxdm,
[0012] 可知：
[0013] Ixx+Iyy-Izz = f [ (y2+z2) + (x2+z2) - (x2+y2) ] dm = f 2z2dm ^ 0,
[0014] Ixx+Izz-Iyy = f [ (y2+z2) + (x2+y2) - (x2+z2) ] dm = f 2y2dm ^ 0,
[0015] Iyy+Izz-Ixx = / [ (x2+z2) + (x2+y2) - (y2+z2) ] dm = / 2x 2dm ^ 0,
[0016] Ixx-2Iyz = / (y 2+z2)dm-2 / yzdm = / (y 2+z2-2yz) dm = / (y-z)2dm ^ 0,
[0017] Iyy_2Ixx = / (x 2+z2) dm_2 / xzdm = / (x 2+z2_2xz) dm = / (x_z) 2dm > 0,
[0018] Izz-2Ixy = / (x 2+y2)dm-2 / xydm = / (x 2+y2-2xy)dm = / (x-y)2dm 彡 0，
[0019] 若測(cè)得的慣性參數(shù)不能同時(shí)滿足以下六個(gè)不等式：
[0020] Ixx+Iyy 彡 Izz, Ixx+Izz 彡 Iyy, Iyy+Izz 彡 Ixx, Ixx 彡 2Iyz，Iyy 彡 2IZX，Izz 彡 2Ixy，
[0021] 則直接判定動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
[0022] 步驟〈3>按以下操作進(jìn)行：
[0023] 3. 1根據(jù)動(dòng)力總成在質(zhì)心標(biāo)系Oe-XcTc^內(nèi)的慣性矩、慣性積測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算動(dòng)力總 成的二個(gè)主慣性矩,,z,"和慣性主軸坐標(biāo)系O m-XmYmZm在質(zhì)心坐標(biāo)系內(nèi)的方向 余弦陣：

【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法，其特征在于包括以下步驟： 〈1>通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的特征尺寸預(yù)估其慣性參數(shù)； 〈2>根據(jù)慣性參數(shù)的定義規(guī)律判斷動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的正確性； 〈3>通過構(gòu)建慣性參數(shù)等效模型，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)的合理性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法，其特征在于：步驟 〈1>按以下操作進(jìn)行：測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的特征尺寸，根據(jù)特征尺寸構(gòu)建與該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng) 力總成質(zhì)量相同的三個(gè)矩形體組成的勻質(zhì)實(shí)心立方體，通過計(jì)算該特征體的慣性參數(shù)，在 該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成上測(cè)試臺(tái)之前，得到其慣性參數(shù)的近似數(shù)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法，其特征在于：步驟 〈2>按以下操作進(jìn)行：動(dòng)力總成慣性參數(shù)的測(cè)量結(jié)果包括動(dòng)力總成質(zhì)量m，質(zhì)心在發(fā)動(dòng)機(jī)坐 標(biāo)系Oe-XJA中的坐標(biāo)值X。、y。、z。，動(dòng)力總成在質(zhì)心坐標(biāo)系O e-XcTc^的慣性矩Ixx、Iyy、I zz， 慣性積Ixy、Iyz、Izx ;根據(jù)慣性參數(shù)的定義： Ιχχ = f (y2+z2) dm, Iyy = f (x2+z2) dm, Izz = f (x2+y2) dm, Ixy - f xydnij Iyz - / yzdrn，Izx - / zxdrn， 可知： Ixx+Iyy-Izz = / [ (y2+z2) + (x2+z2) - (x2+y2) ] dm = / 2z2dm ^ 0, H-Iyy = J" [(y2+z2) + (x2+y2)_(x2+z2)]dm = / 2y2dm 彡 0, Iyy+H = T [(χ2+ζ2)+ (x2+y2)_(y2+z2)]dm = / 2x2dm 彡 0, Ixx-2Iyz = / (y2+z2)dm-2 / yzdm = / (y2+z2-2yz) dm = / (y-z)2dm^0, Iyy-2IXZ = / (x2+z2) dm-2 / xzdm = / (x2+z2-2xz) dm = / (x-z)2dm^0, Izz-2Ixy = / (x2+y2)dm-2 / xydm = / (x2+y2-2xy) dm = / (x-y)2dm^0, 若測(cè)得的慣性參數(shù)不能同時(shí)滿足以下六個(gè)不等式： ?χχ+lyy ^ ?ζζ? ?χχ+?ζζ ^ iyy' lyy+lzz ^ ?χχ? ?χχ ^ 2lyz' lyy ^ 2?ζχ' Izz ^ 2?χγ' 則直接判定動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)試輔助方法，其特征在于步驟 〈3>按以下操作進(jìn)行： 3. 1根據(jù)動(dòng)力總成在質(zhì)心標(biāo)系〇「Χ^Ζ。內(nèi)的慣性矩、慣性積測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算動(dòng)力總成的 三個(gè)主慣性矩、Λλ、心和慣性主軸坐標(biāo)系O m-XmYmZm在質(zhì)心坐標(biāo)系內(nèi)的方向余 弦陣：
，其中xm，Ym，Z m分別為慣性主軸坐標(biāo)系 的坐標(biāo)軸； 3. 2根據(jù)動(dòng)力總成的三個(gè)主慣性矩Λ,,α、、Λ,,ζ,和質(zhì)量m，計(jì)算出慣性矩與其相 等的等效長(zhǎng)方體的尺寸和密度： 長(zhǎng)度：
覽度：
高度： 密度：P = m/ (abc); 3. 3根據(jù)動(dòng)力總成的慣性主軸坐標(biāo)軸對(duì)質(zhì)心坐標(biāo)系的方向余弦陣A，計(jì)算出慣性主軸 坐標(biāo)系Om-XmYmZm各坐標(biāo)軸與質(zhì)心坐標(biāo)系A(chǔ)-XJ。各坐標(biāo)軸的夾角； 3. 4在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成數(shù)模中，構(gòu)建三個(gè)邊與慣性主軸坐標(biāo)系坐標(biāo)軸平行的等效長(zhǎng)方 體，等效長(zhǎng)方體中心Om與數(shù)模質(zhì)心0。重合，形成等效長(zhǎng)方體與動(dòng)力總成數(shù)模共存的模型； 或者在步驟〈1>中得到的特征體中，構(gòu)建三個(gè)邊與慣性主軸坐標(biāo)系坐標(biāo)軸平行的等效 長(zhǎng)方體，等效長(zhǎng)方體中心O m與特征體質(zhì)心0。重合，構(gòu)成等效長(zhǎng)方體與特征體共存的模型； 3. 5觀察等效長(zhǎng)方體在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成數(shù)模中的方位，對(duì)照發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成質(zhì)量分布 的特點(diǎn)，通過對(duì)照分析等效長(zhǎng)方體走向和質(zhì)量分布規(guī)律與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成實(shí)際質(zhì)量走向與 質(zhì)量分布規(guī)律是否相符，判斷動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的合理性； 或者觀察等效長(zhǎng)方體在特征體中的方位，對(duì)照特征體質(zhì)量分布的特點(diǎn)，通過對(duì)照分析 等效長(zhǎng)方體走向與質(zhì)量分布規(guī)律與特征體的實(shí)際質(zhì)量走向與質(zhì)量分布規(guī)律是否相符，判斷 動(dòng)力總成慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的合理性； 還可根據(jù)等效長(zhǎng)方體三個(gè)邊長(zhǎng)a、b、c與動(dòng)力總成對(duì)應(yīng)特征尺寸相對(duì)大小關(guān)系判斷動(dòng) 力總成慣性參數(shù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的合理性。
【文檔編號(hào)】G01M1/10GK104390741SQ201410745721
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】陳樹勛, 陳瑞兵, 韋齊峰 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)