1.設備簡介

  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。該系統推力大，能準確模擬再現汽車在實際道路運行時的振動環境，從而可以評價汽車懸架系統的安全性以及駕駛的舒適性。該系統結構緊湊，滿足用戶所要求的性能指標，可按照客戶的需求，安裝在地基上，或安裝于可移動的質量塊上。

  四立柱試驗系統用來完全或局部模擬整車道路行駛時的振動環境，以及汽車在不同路面條件下的行駛狀況。能夠對整車、車廂、車架及車載設備等進行耐久性試驗;能夠對車廂、機架及車載設備等進行動態響應測試試驗。

  四立柱整車振動試驗臺是根據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，并進行數據的采集和分析處理，得到對應的載荷頻譜;有效進行試驗時，對此載荷頻譜通過該設備進行正常試驗，測定試驗結果與實際工況下承受的真實有效載荷結果相一直。

  該試驗裝置隸屬于整車室內快速模擬試驗設備，目的是能夠快速有效檢測出整車在振動環境中所表現出來的相關技術參數和數據。

  該試驗設備可提供0-50KN的加載力，并能夠實現加載力的PID閉環控制;

  單軸振動頻率可調范圍0.01~50Hz，可在電腦上自行設定;

  可進行四軸聯動控制，也可控制，包括目標零點控制和定位;

  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定與控制;

  荷載載重3.5T;

  前輪距可調范圍1100~1800mm(手動調節);

  后輪距可調范圍1100~1800mm(手動調節);

  軸距可調范圍1500~3600mm(手動調節);

  安裝方式為平臺基面安裝(固定式);

  本試驗臺屬于非標專項設備，該技術方案詳細介紹了設備的工藝設計參照標準、主要性能參數指標、控制原理及零部件組成等內容，能夠讓客戶更好的了解本設備，并與其他產品進行比較，以便更好地選擇符合技術要求和檢測標準的設備。

  2.設備名稱及型號

  設備名稱：四立柱道路模擬試驗臺

  設備型號：WS-ZD-FB50VT01

  設備參考圖片：

  3.參考標準

  一般符合客戶定制標準，實驗設備的供貨和服務符合相應行業的規定，或符合同等的安全要求。

  ISO (標準化組織)

  IEC (電工學會)

  GB (中華人民共和國國標)

  客戶標準：客戶定制(電液伺服振動試驗);

  適用范圍：非標定制;

  三.范圍

  供方包含如下范圍：

  1.四立柱整車振動試驗臺的設計、制造、供貨和調試。

  2.試驗臺和電控柜間電氣控制連線

  3.試驗臺設計并預留所需介質的管道接口和電源線接口

  4.試驗臺具備完成上述技術參數指標。

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

  需方包含內容如下：

  1. 提供穩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，要求接地電阻<1 ?

  3.試驗所需介質

  四.設備功能概述

  ? 道路模擬試驗系統可進行的實驗類型

  l 整車道路模擬試驗;

  l 根據道路試驗測試得到的車輛的位移、加速度、應變數據，在道路模擬系統上復現載荷譜;

  l 車身耐久性試驗;

  l 在實際車輛上進行的部件振動測試;

  ? 道路模擬試驗系統可進行的實驗波形

  l 由實際道路試驗數據產生的時間歷程曲線及壓縮、強化后的路譜;

  l 頻譜再現;

  l 周期正弦、隨機波形以及正弦掃頻波形;

  ? 道路模擬試驗系統可模擬的道路類型

  l 一般及平滑路面、山區路面;

  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 噪音發生路面、共振路面;

  五.系統組成

  1.動力部分---液壓站

  設備是通過液壓動力站產生壓力源，后經伺服閥將額定壓力傳遞給作動器驅動振動缸筒。

  液壓主電機采用西門子變頻電機，輸出電機轉速恒定穩定，過載負荷能力，程度滿足伺服系統動作響應;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境，正常使用時環境噪音分貝值為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;此系統也可在有灰塵和潮濕環境條件長期下運行。

  該系統響應速度快，控制精度高，穩定性好等優點，廣泛應用于需要控制的領域。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的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符，組成閉環控制系統。

  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伺服缸，具有高響應低磨擦等特點。

  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活塞桿與缸體的密封與導向。在工作時，無論被支承的元件是處于靜止狀態，還是處于運動狀態，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 液態摩擦，壽命長

  l 高頻響、高靈敏度、高運動速度

  l 優異抗側向能力，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指標

  作動器采用雙葉片雙向靜壓軸承結構(雙出桿靜壓支撐結構)

  動態試驗力：±50kN

  位移行程：±50mm

  高頻響：0.01-400Hz

  高速度：標準型可達4m/s(高速型可達20 m/s)

  工作油壓：21MPa

  3.全數字伺服控制器

  全數字式控制器，采用了當今控制領域的數字信號處理器(DSP)技術以及WINDOWS XP 系統下的高速實時硬件中斷技術，命令信號、控制信號全 由數字運算產生，保證了控制系統的可靠性和重復性，可以實現復雜的伺服加載功能，在動態試驗機領域廣泛應用。

  4.系統主要模塊

  *計算機模塊，采用研華品牌工控機保障系統長時工作的可靠性。

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

  *信號調理模塊：

  力信號調理單元

  位移信號調理單元、

  變形信號調理單元

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

  *伺服閥驅動模塊，該模塊可以驅動多路伺服閥

  2、控制器參數指標

  *采用全數字式伺服控制器。

  *控制處理器采用32位DSP芯片，軟件操作系統運行于WINDOWS XP平臺。

  *函數發生器頻率：0.01～100Hz。

  *試驗頻率：0.01～50Hz。

  *控制方式：位移、負荷、變形三種控制方式，并可平滑切換。

  *函數發生器波形：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

  應用軟件運行在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、動態加載試驗設定以及參數設定功能;試驗數據可導入word、excel等軟件下，。

  對試驗數據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、曲線手工標記，能實時繪制負荷—時間、位移—時間等多種曲線。

  4.智能冷卻系統(溫度智能控制)

  設備采用冷卻塔水冷方式，冷卻塔冷卻風量80m?/min，采用兩套冷卻供水系統，低負載工況只開一組水泵，高負載情況下自動開啟另一組水泵，實現***節能控制;水箱容積1.2~1.8m?，配置有自動補水閥，低溫自動控制，出現結冰情況時，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出聲光報警，提醒操作人員采取必要措施;系統壓力超高將自動停機;壓力突降或發生嚴重泄露聲光報警，系統將停機。

  在道路模擬試驗系統的安全保護中，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：當出現市電掉電的情形時，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：當伺服控制計算機死機時，由硬件看門狗接管控制權，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PID控制，當發生頻譜失效時實現智能停機，不允許超載及超限模式工作;當發生負載超調，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整

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