一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架及测试方法

摘要

本发明涉及一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架，包括X向导轨、Y向导轨、Z向导轨和X向转动块，其特征是：X向转动块上设有激光位移传感器，该位移传感器能够在整车X方向、Y方向和Z方向移动并能绕整车X方向转动。其能够克服现有技术中测试场地仅限于风洞试验，且在车外应用激光测振仪测试车门窗框动态偏移量时由于体积和重量大、携带不方便等缺点，打破仅在风洞中测试车门窗框钣金的动态偏移量的局限性，能同时满足风洞风噪试验和道路风噪试验都能测试车门窗框钣金的动态偏移量的要求。本发明还提供一种测试车门窗框动态偏移量的测试方法，为进一步通过改变窗框钣金的刚度的部位达到控制窗框钣金偏移量提供指导。

权利要求

1.一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架，包括X向导轨（3）、Y向导轨（4）、Z向导轨（7）和X向转动块（8），其特征是：所述X向导轨（3）的上面设有两个螺孔（31），通过两个第一螺栓（2）与一“几”字支架（1）的上端连接；所述X向导轨（3）的下面设有贯通的燕尾槽（32）；

所述Y向导轨（4）的左部设有条形孔（41）、右部上面设有倒梯形凸块（42），该倒梯形凸块与所述X向导轨（3）下面的燕尾槽（32）配合，能够沿X向导轨滑动；所述倒梯形凸块（42）上设有一螺栓孔，一第二螺栓（5）与该螺栓孔配合，使Y向导轨定位在X向导轨上；

所述Z向导轨（7）呈“┏”形，其竖直段上设有腰形孔（71）、平直段上设有一通孔，一第三螺栓（6）穿过所述通孔和 Y向导轨（4）上的条形孔（41）使所述Z向导轨（7）与 Y向导轨（4）连接；

所述X向转动块（8）呈矩形，其上设有一过孔，一第四螺栓（9）穿过所述过孔和Z向导轨（7）竖直段上的腰形孔（71）使X向转动块（8）与所述Z向导轨（7）连接；

还包括设在所述X向转动块（8）上的激光位移传感器（10），该位移传感器能够在整车X方向、Y方向和Z方向移动并能绕整车X方向转动；

所述 “几”字支架（1）的下端通过第五螺栓（13）定位连接在车门窗框钣金上（30）；

还包括固定在车门窗框钣金测试点部位的铝箔反光片（14）。

2.根据权利要求1所述的测试车门窗框动态偏移量的试验台架，其特征是：所述铝箔反光片悬出车门窗框钣金的距离不大于20mm。

3.根据权利要求1或2所述的测试车门窗框动态偏移量的试验台架，其特征是：所述激光位移传感器（10）的数据输出线连接到笔记本（16），所述激光位移传感器（10）的电源连接线与电压转换器（15）连接，该电压转化器与电源（17）连接。

4.一种测试车门窗框动态偏移量的测试方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：安装试验台架：先在车门窗框钣金上选择测试点的位置，在测试点处用胶带固定铝箔反光片（14），铝箔反光片悬出车门窗框钣金（30）的距离不大于20mm（毫米）；然后根据测试点的位置布置所述试验台架；

步骤二：安装激光位移传感器；将激光位移传感器（10）固定在所述试验台架的X转动块（8）上，将激光位移传感器的电源连接线连接到电压转换器（15）上，电压转化器连接到220V的电源（17）上，并将激光位移传感器的数据输出线与笔记本（16）连接，打开激光位移传感器的激光头开始发射激光束；通过调整Y向导轨（4）在X向导轨下面的燕尾槽中的位置，使激光位移传感器的激光头和铝箔反光片（14）在X方向保持一致；然后，上下调整X向转动块（8）在Z向导轨（7）上的腰形孔中的位置，使激光位移传感器与铝箔反光片（14）在Z方向保持同一高度；再使X向转动块（8）绕X方向转动，直到激光位移传感器的激光发射头与铝箔反光片（14）表面接近垂直；最后，根据激光位移传感器的平衡距离L和测试量程M调整Z向导轨（7）在Y向导轨（4）上的条形孔中的位置，使激光位移传感器的发射头测试车门向外的测试量程不能低于30mm、向内的测试量程不能低于10mm；

步骤三：分析测试结果；测试完成后，在测试笔记本中打开所测试点的动态偏移量随时间的变化规律，和设计值进行比较可知测试点的动态偏移量是否合格。

说明书

一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架及测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车车身，具体涉及一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架及测试方法。

背景技术

[0002] 汽车车门的动态密封性能是衡量汽车风噪性能的一项重要指标，也是客户最直接感受到的性能。车门动态密封涉及到内外夹条密封、玻璃呢槽对玻璃的密封，密封条对车门的密封等。汽车在高速行驶时，车门窗框会相对侧围的法线方向进行来回振动，当车门窗框振动的辐值超过窗框与门框条的干涉量时，门框条的密封作用将失效。传统研究动态密封的方法主要关注密封件自身的结构，如通过优化夹条、玻璃呢槽以及密封条的结构及干涉量，来提高动态密封性能。 CN103940393A 公开的“一种汽车行驶过程中车门偏移量测量装置 ”，包括有指针机构和记录机构，记录机构固定在车辆侧围上，指针机构固定在车门上，指针与记录仪配合，通过指针摆动向记录仪内输入信号；其通过两个机构，在车辆运行过程中记录数据，车辆停止后分析数据，保证了测量精度和人员安全。主机厂很少涉及对动态下车门窗框钣金的偏移量进行研究。车门窗框钣金的动态偏移量对密封条的动态密封相当重要，当车门窗框钣金相对侧围外法线方向发生偏移量时，车门窗框与门框密封条的干涉量会变小，当车门窗框与门框密封条的干涉量小于门框密封条保持良好的动态密封性能所要求的最小干涉量时，门框密封条与窗框配合面将出现泄漏，导致车内的风噪声变大，引起顾客对风噪声的抱怨。车门窗框的动态偏移量的控制对车内噪声有着重要的影响，因此，需要另辟蹊径开发新的测试装置和测试方法。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架及测试方法，其能够克服现有技术中测试场地仅限于风洞试验，且在车外应用激光测振仪测试车门窗框动态偏移量时由于体积大、重量大、携带不方便等缺点，打破仅在风洞中测试车门窗框钣金的动态偏移量的局限性，能同时满足风洞风噪试验和道路风噪试验都能测试车门窗框钣金的动态偏移量的要求。本发明还提供一种测试车门窗框动态偏移量的测试方法，为进一步通过改变窗框钣金的刚度的部位达到控制窗框钣金偏移量提供指导。

[0004] 本发明所述的一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架，包括X向导轨、Y向导轨、Z向导轨和X向转动块，其特征是：所述X向导轨的上面设有两个螺孔，通过两个第一螺栓与一“几”字支架的上端连接；所述X向导轨的下面设有贯通的燕尾槽；所述Y向导轨的左部设有条形孔、右部上面设有倒梯形凸块，该倒梯形凸块与所述X向导轨下面的燕尾槽配合，能够沿X向导轨滑动；所述倒梯形凸块上设有一螺栓孔，一第二螺栓与该螺栓孔配合，使Y向导轨定位在X向导轨上；所述Z向导轨呈“┏”形，其竖直段上设有腰形孔、平直段上设有一通孔，一第三螺栓穿过所述通孔和 Y向导轨上的条形孔使所述Z向导轨与 Y向导轨连接；所述X向转动块呈矩形，其上设有一过孔，一第四螺栓穿过所述过孔和Z向导轨竖直段上的腰形孔使X向转动块与所述Z向导轨连接；还包括设在所述X向转动块上的激光位移传感器，该位移传感器能够在整车X方向、Y方向和Z方向移动并能绕整车X方向转动；所述 “几”字支架的下端通过第五螺栓定位连接在车门窗框钣金上。

[0005] 进一步，还包括固定在车门窗框钣金的测试点部位铝箔反光片，所述铝箔反光片悬出车门窗框钣金的距离不大于20mm。

[0006] 进一步，所述激光位移传感器的数据输出线连接到笔记本，所述激光位移传感器的电源连接线与电压转换器连接，该电压转化器与电源连接。

[0007] 一种测试车门窗框动态偏移量的测试方法，其特征是，包括以下步骤：

[0008] 步骤一：安装试验台架：先在车门窗框钣金上选择测试点的位置，在测试点处用胶带固定铝箔反光片，铝箔反光片悬出车门窗框钣金的距离不大于20mm（毫米）；然后根据测试点的位置布所述置试验台架；

[0009] 步骤二：安装激光位移传感器；将激光位移传感器固定在所述试验台架的X转动块上，将激光位移传感器的电源连接线连接到电压转换器上，电压转化器连接到220V的电源上，并将激光位移传感器的数据输出线与笔记本连接，打开激光位移传感器的激光头开始发射激光束；通过调整Y向导轨在X向导轨下面的燕尾槽中的位置，使激光位移传感器的激光头和铝箔反光片在X方向保持一致；然后，上下调整X向转动块在Z向导轨上的腰形孔中的位置，使激光位移传感器与铝箔反光片在Z方向保持同一高度；再使X向转动块绕X方向转动，直到激光位移传感器的激光发射头与铝箔反光片表面接近垂直；最后，根据激光位移传感器的平衡距离L和测试量程M调整Z向导轨在Y向导轨上的条形孔中的位置，使激光位移传感器的发射头测试车门向外的测试量程不能低于30mm、向内的测试量程不能低于10mm；

[0010] 步骤三：分析测试结果；测试完成后，在测试笔记本中打开所测试点的动态偏移量随时间的变化规律，和设计值进行比较可知测试点的动态偏移量是否合格。

[0011] 本发明利用能够移动位移传感器位置的试验台架，达到了只固定一次试验台架就能实现半个车门窗框钣金区域在整车Y方向的偏移量的测试要求，以便研究车辆动态下车门窗框钣金的偏移量，准确有效的测试车门窗框钣金动态偏移量特性，为进一步对车门窗框钣金动态偏移量的控制优化提供依据。

附图说明

[0012] 图1为本发明的爆炸示意图；

[0013] 图2为本发明测试车门钣金窗框钣金动态偏移量的示意图；

[0014] 图3为本发明的激光位移传感器测试时平衡位置、测试范围示意图；

[0015] 图4为汽车的门框条、车门窗框钣金和门条以及整车X、Y、Z方向示意图。

[0016] 图中：1—“几”字支架，2—第一螺栓，3—X向导轨，4—Y向导轨，5—第二螺栓，6—第三螺栓，7—Y向导轨，8—X向转动块，9—第四螺栓，10—激光位移传感器，11—A柱，12—车门拉手，13—第五螺栓，14—铝箔反光片，15—电压转换器，16—笔记本，17—电源；L—平衡距离，M—测试量程范围；20—门框条，30—车门窗框钣金，40—门条。

具体实施方式

[0017] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

[0018] 参见图3和图4，所述的一种测试车门窗框动态偏移量的试验台架，包括X向导轨3、Y向导轨4、Z向导轨7和X向转动块8，其特征是：所述X向导轨3的上面设有两个螺孔31，通过两个第一螺栓2与一“几”字支架1的上端连接；所述X向导轨3的下面设有贯通的燕尾槽32；所述Y向导轨4的左部设有条形孔41、右部上面设有倒梯形凸块42，该倒梯形凸块与所述X向导轨3下面的燕尾槽32配合，能够沿X向导轨滑动；所述倒梯形凸块42上设有一螺栓孔，一第二螺栓5与该螺栓孔配合，使Y向导轨定位在X向导轨上；所述Z向导轨7呈“┏”形，其竖直段上设有腰形孔71、平直段上设有一通孔，一第三螺栓6穿过所述通孔和 Y向导轨4上的条形孔41使所述Z向导轨7与 Y向导轨4连接；所述X向转动块8呈矩形，其上设有一过孔，一第四螺栓9穿过所述过孔和Z向导轨7竖直段上的腰形孔71使X向转动块8与所述Z向导轨7连接；
还包括设在所述X向转动块8上的激光位移传感器10，该位移传感器能够在整车X方向、Y方向和Z方向移动并能绕整车X方向转动；所述 “几”字支架1的下端通过第五螺栓13定位连接在车门窗框钣金上30。

[0019] 还包括固定在车门窗框钣金的测试点部位铝箔反光片14，所述铝箔反光片悬出车门窗框钣金的距离不大于20mm（毫米）。

[0020] 所述激光位移传感器10的数据输出线连接到笔记本16，所述激光位移传感器10的电源连接线与电压转换器15连接，该电压转化器与电源17连接。

[0021] 一种测试车门窗框动态偏移量的测试方法，其特征是，包括以下步骤：

[0022] 步骤一：安装试验台架：先在车门窗框钣金上选择测试点的位置，在测试点处用胶带固定铝箔反光片14，铝箔反光片悬出车门窗框钣金30的距离不大于20mm（毫米）；然后根据测试点的位置布所述置试验台架；以前门为例，如果测试点的位置选择在前门窗框中点与A柱（11）之间，则将所述试验台架固定在车门拉手（12）上；用第五螺栓（13）穿过几字形支架（1）下端上的螺栓孔将所述试验台架固定在车门前门拉手上。

[0023] 步骤二：安装激光位移传感器；将激光位移传感器10固定在所述试验台架的X转动块8上，将激光位移传感器的电源连接线连接到电压转换器15上，电压转化器连接到220V的电源17上，并将激光位移传感器的数据输出线与笔记本16连接，打开笔记本，激光位移传感器的激光头开始发射激光束；通过调整Y向导轨4在X向导轨下面的燕尾槽中的位置，使激光位移传感器的激光头和铝箔反光片14在X方向保持一致；然后，上下调整X向转动块8在Z向导轨7上的腰形孔中的位置，使激光位移传感器与铝箔反光片14在Z方向保持同一高度；再使X向转动块8绕X方向转动，直到激光位移传感器的激光发射头与铝箔反光片14表面接近垂直；最后，根据激光位移传感器的平衡距离L和测试量程M调整Z向导轨7在Y向导轨4上的条形孔中的位置，使激光位移传感器的发射头测试车门向外的测试量程不能低于30mm、向内的测试量程不能低于10mm；

[0024] 步骤三：分析测试结果；测试完成后，在测试笔记本中打开所测试点的动态偏移量随时间的变化规律，和设计值进行比较可知测试点的动态偏移量是否合格。

[0025] 进行匀速行驶和偏角工况验证；根据设计工况，在声学风洞中进行匀速行驶和偏角工况验证；如果试验条件受限，也可选择在道路上进行匀速工况验证。在道路上进行匀速工况验证即在测试道路规定车速范围内，分别对与设计目标对应的匀速工况进行测试，分析不同车速下车门窗框动态偏移量与设计值进行对比是否合格。需要注意的是，由于道路测试相比风洞测试增加了轮胎激励与发动机激励，因此道路匀速工况验证结果只能用于排查问题时的参考，不能代表设计状态的水平。

[0026] 按照上述的方法测试完前门需要被测试点后，再进行后门测试点窗框钣金动态偏移量的测试。通过调整X向导轨、Y向导轨、Z向导轨及X向转动块，按照步骤二调整激光位移传感器发射的激光与铝箔反光片的垂直距离，使得激光位移传感器测试车门向外测试量程不能低于30mm、向内的测试量程不能低于10mm；在测试过程中，需要在车内记录下密封系统失效时的风速和偏角。

[0027] 在风洞中测试前门右侧车门窗框钣金动态偏移量,参见图3、4所示。包括以下步骤：

[0028] 步骤一：安装试验台架：先选择前车门右侧车门窗框钣金区域中间点作为测试点，在测试点处用胶带固定铝箔反光片（14），铝箔反光片悬出车门窗框钣金的距离不大于20mm；然后，将所述试验台架布置在右前门车内B柱拉手上，先用第五螺栓（13）通过几字支架1将试验台架按固定与车内前门拉手上；

[0029] 测试设备系统由测试系统和数据处理系统两大部分组成。其中：

[0030] 测试系统包括：电压转化器、相关连接线以及Microtrak3 LTS-200-100（激光位移感应器是品质检测和工艺控制的理想的测量工具，采用最新的CMOS 感应器技术，准确的感测像素阵列接收到的光的强度，并且根据检测条件自动优化）。

[0031] 处理系统包括：Microtrak3（Microtrak3是采用三角量测技术来进行位移、距离、振动及厚度检测的精密量测系统）。

[0032] 测试步骤：

[0033] 参见图4，将激光位移传感器10固定在试验台架的X向转动块8上，将激光位移传感器的电源连接线连接到电压转换器15上，电压转化器与220V的电源连接，并将激光位移传感器10的数据输出线连接到笔记本16上；打开笔记本，激光位移传感器的激光头开始发射激光束，打开电源进行相关的设置：设置"Mode" 为 "Normal", "Gain" 为"Auto" ， "Avg" 为 "250 Hz low pass filtering"，按"Zero"按钮对激光绕度进行清零；按下清零按钮之后，按钮旁边的蓝色灯变亮，表明已经处于工作状态。

[0034] 调整Y向导轨4在X向导轨下面的燕尾槽中的位置，使激光位移传感器的激光头和铝箔反光片14在X方向位置保持一致。

[0035] 调整X向转动块8在Z向导轨7中腰形孔上下的位置，使得位移传感器与反光片14在Z向保持同一高度位置。

[0036] 使X向转动块8绕X方向转动，直到激光位移传感器的激光发射头与铝箔反光片14表面近似垂直，调整Z向导轨7在Y向导轨4上的腰形孔中的位置，使得激光位移传感器LTS-200-100的平衡距离220mm，那么激光位移传感器的发射头测试车门向外的测试量程为
30mm、向内的测试量程为10mm。

[0037] 0°偏角测试：打开内外循环孔让气流正常通过，并且关闭空调。注意在0风速、最小风速、自大风速时除正常测试外还要打开空调进行对比测试，以评价开空调对车门变形的影响；起风，在风速稳定后记录下"eyeball"显示的平均数据，之后以每30km/h为一个阶梯增加风速，直到最大风速，同样的等风速稳定后记录下评价数据；

[0038] 偏角测试：完毕之后，相应的对+10°,+20°,-10°,-20°进行车门变形的测试，风速同样以每30km/h进行增加。驾驶员侧车门变形测试完毕之后，对副驾车门进行同样的测试；

[0039] 测试数据检查。

[0040] 当任一偏角所有风速数据测试完毕以后，将风速回到0风速，同时检查激光头显示的数据是否回零，如果没有回零那么误差应该小于0.2mm；如果超过0.2mm，说明激光头在测试的过程中固定不好位置发生了变化，那么要想办法对激光头进行重新固定。在进行下一个偏角测试前，要用手轻轻拍打车门外侧，以帮助激光头显示回零，如果显示不能回零，则按回零按钮两次进行清零。

[0041] 本发明所述的几字型支架1，悬臂长度165mm，料厚为2mm，材料为冷轧钢；

[0042] 所述X向导轨3的长、宽和高分别为500mm、80mm和50mm，燕尾槽上宽下窄，上宽50mm，下宽21mm，槽深25mm，材料为 “赛钢”（POM，聚氧亚甲基）。

[0043] 所述Y向导轨4的长、宽、高分别为140mm、30mm、10mm，左端开有长、宽、高分别为62mm，12mm，10mm的腰形孔，右端有一上宽下窄的滑块，滑块中心线距离Y向导轨右端长度为
20mm，滑块上端长44mm、宽10mm，下端长21mm、宽10mm，滑块下端面与Y向导轨上端面平齐，滑块上端面距离下端面的高度为20mm，滑块通过第二螺栓对滑块在X向导轨3燕尾槽中的位置进行限位，Y向导轨4材料为 “赛钢”。

[0044] 所述Z向导轨7呈 “┏”形， 料厚为10mm，材料为 “赛钢”，与Y向导轨4配合的矩形块，矩形块的长、宽分别为50mm、30mm，在宽度中线上，距离与X向转动块配合表面35mm处开有定位孔；与X向转动块8配合的矩形块长、宽分别为80mm、30mm，在宽度中线上，距离矩形块下端面9mm开有长、宽分别为52mm、12mm的腰形通孔。

[0045] 所述X向转动块8是一矩形块，料厚10mm，材料为 “赛钢”，在距离上端面15mm，右侧端面15mm，开有R6的通孔；距离转动块8表面距离上端面45mm的平行线上，距左侧端面分别为17mm、92mm位置开有R1.9的通孔螺丝孔，用于固定激光位移传感器。

[0046] 应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样属于本申请所附权利要求书所限定的范围。