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主页 > 电气驱动或液压驱动需要考量的诸多因素

电气驱动或液压驱动需要考量的诸多因素

Factors to weigh
在本问答中,MTS 车辆测试解决方案市场经理 Scott Bieganek 讨论了用于减震器测试和道路模拟的MTS解决方案,比较了电气驱动和液压驱动系统所适用的不同测试需求,并就客户在选择这些技术时需要考虑的因素提供了指导。
问:在进行车辆减震器测试的时候选择电气驱动或者液压驱动,有怎样的指导原则呢?

Bieganek:具体选择哪种驱动方式要视具体的试验需求和情况来决定,这取决于很多因素,例如所需要的功能或者性能的要求,预算以及现有试验室的场地条件等等。其实这很复杂。我们认为比较好的方式是首选从环境也就是试验室条件来入手(生产车间、工厂,研发试验室,试车场或者赛车场),然后再来考虑其他因素。MTS 的轮胎耦合道路模拟测试系统和减震器测试系统具有电气驱动和液压驱动两条产品线,可以互为补充可以组合起来选择。MTS的经验和专业知识能够帮助用户找到最合适的解决方案,满足当前的测试需求的同时还具有一定的可扩展能力来满足未来的需求变化。

问:那我们先从生产车间开始,这种环境下的减震器测试都有哪些呢?

Bieganek:通常情况下,客户需要进行基本的下线产品性能检测以确保其产品组装正确并且具有足够的性能。换句话说,这其实是质量控制(QC)测试客户需要执行液压油表征测试,以确保减震器已正确组装并且性能正常。换句话说,它是质量控制。他们通常会检查减震器的载荷、变形量、气压与油位等参数,这种测试需要与产品线集成,对每个减震器进行必需的测试。也有的用户采用抽检的形式来进行质量审核,每个小时随机抽取几个样品,然后进行线下测试。

问:那么在这样的环境下,减震器测试系统需要具备怎样的特性呢?

Simpson:效率第一。测试系统不能妨碍生产或造成生产效率的下降。它需要与生产线集成来提高生产率,或通过使用工业机器人来实现自动化测试。无论如何,系统必须易于使用,以便操作人员能够高效地运行测试并快速确定减震器样品是否通过。该系统通常需要提供10kN~30kN的动态加载能力。

问:MTS 为减震器生产线下线检测提供哪些测试解决方案?

Simpson: 我们的下线检测电磁驱动系统(也称为 LEMA)和下线检测电液伺服测试系统是生产环境下减震器测试的理想选择。它们在载荷能力方面具有合适的大小,其易用性和响应速度快,非常适合保持高吞吐量和生产效率。此外,它们还具有开放式架构,用于与生产线完全或部分集成。

问:在减震器生产测试中,客户需要考虑哪些因素?

Bieganek:对生产车间的影响是购买测试系统时必须要考虑的关键因素。所有制造车间都有足够的电气基础设施,使得 LEMA 测试系统成为生产质量测试的理想选择。多功能性也开始发挥作用。LEMA 系统可完全编程,从而快速轻松地切换生产线。然后还有实际因素,如易用性。通过这些系统,指示灯显示通过/失败状态,数字界面可以在测试完成时对机器人样件或人工样件进行处置。运行效率是另一个重要因素。电力作动功率是按需消耗的,因此在这种情况下,它比液压作动更加高效,成本更低。最后,LEMA 系统的维护需求较低,从而实现了较长的正常运行时间和高效的运行。

问:那么进入研发试验室之后,测试需求又有怎么样的变化?

Bieganek:有两种主要变化:单样件性能测试和多样件耐久测试。所谓的性能测试是对减震器样品施加足够的位移或速度,测量其载荷反馈。工程师会运行气体测试,从力-速度曲线的分析部分去除气体。密封测试有助于他们了解粘滑特性。噪声、振动和粗糙度(NVH)测试表征其异响特性。还有环境测试,它们可用于了解减震器如何响应温度或湿度的变化。所有这些测试的目的都是改进产品设计。耐久测试是确定实际条件下的预期产品寿命所必需的,并涉及正弦、块谱、循环、随机或道路载荷谱输入的应用。为了优化测试生产率,耐久性能测试通常需要多个样件,需要一个比性能测试系统具有更高载荷能力的测试系统。

问:MTS 为研发试验室的减震器测试提供了哪些解决方案?

Simpson:MTS 为基于研发试验室的减震器测试提供了广泛的选项。电动 Scotch Yoke Dyno 或 SYD 系列系统(通常称为 Crank Dyno)是仅需正弦输入的预算敏感型研发试验室的理想选择。电磁作动缸或者 EMA 系列 2K、4K 和 6K 系统提供 9 kN 至 53 kN 的载荷能力,以及更复杂的可编程输入。这两个电动系统都具有静音操作功能,并且易于维护,经济高效。然后,还有一整套液压系统作为补充,包括 MTS 849、850 和 852 减震器测试系统,这些系统功能多样,足以处理道路载荷数据。它们具有从 15 kN 到 150 kN 更高的载荷能力,并可在试验室需求发生变化时轻松实现扩展,提供更大的力。

问:研发试验室如何根据其特定的减震器测试情形做出正确的选择?

Bieganek:有几个因素需要考虑, 但并不总能做到兼顾所有。研发试验室是否已经建立了液压动力基础设施,这一点非常重要。如果已经建立该设施,则液压系统将比添加该基础设施更经济实惠。如果研发试验室专门用于单个样件性能测试,EMA 系统将提供合适的解决方案。但是,如果目的是使用同一系统进行性能测试和耐久测试,或者在未来保留耐久测试的选项,则液压系统更为合适。同样的理念也适用于载荷能力:要求将保持不变,还是会随着时间的推移而提高?研发试验室还可能有影响决策的更高优先事项,例如总资本投资、能源效率基准、对环境友好性的承诺或对易用性的高度重视。MTS 已经与数百个研发试验室建立了合作,我们可以帮助找到符合所有研发试验室需求的测试系统。

问:那么试车场或赛道呢?这里有哪些非常重要的减震器测试应用?

Bieganek:无论是试验场的 OEM 还是赛道上的赛车队,该应用几乎总是采用单样件性能测试。偶尔需要进行密封或气体测试,但在大多数情况下,我们的客户希望查看减震器的载荷速度曲线,进行相应的调校,然后在车辆中进行测试。具体而言,测试工程师将寻求识别相关的速度和轨道影响,根据道路输入数据运行正弦测试,并在特定速度下分析减震器曲线。OEM 将测量车辆动态属性,而赛车队会从车手那里获得反馈。无论哪种方式,时间压力都可能很大,因此测试速度和效率都非常重要。测试的一致性也是如此,从练习圈、资格赛到比赛日需要保持一致。

问:减振器测试系统需要在赛道环境中提供什么能力?

Bieganek:测试系统的便携性和尺寸在赛道环境中至关重要。这些测试通常在货车或半拖车中运行,其中空间非常有限。测试系统必须提供适当水平的可编程性和性能;鉴于赛车领域的客户多样性和投资水平不同,这些测试系统必须经济实惠。对于车库赛车手或业余爱好者来说,SYD 系列 (Crank Dyno) 系统是完美的。EMA 系统小巧、便携且轻便,但它们具备专业赛车队所需的高级功能。它们不需要液压基础设施,而且易于维护。

问:让我们来谈谈轮胎耦合道路模拟测试系统,在生产环境中会执行哪些应用?

Bieganek:异响测试(也称为 BSR)是生产环境的主要道路模拟应用。减震测试可以与生产线完全集成,对每个减震器执行测试。也可以作为质量审核离线执行,每小时检测几个样品车辆。BSR 的测试系统需要根据车辆尺寸提供足够的载荷能力,以及低噪音(60dB 或更低),以免干扰试验。

问:MTS 为生产环境中的 BSR 测试提供了哪些解决方案?

Bieganek:有一系列测试系统可供选择,包括 320 型 ePost 轮胎耦合道路模拟器,该模拟器采用电驱动作动缸。4K 配置可处理小型到大型乘用车,6K 配置适用于轻型卡车和 SUV 等大型乘用车。这些系统可提供更安静的操作。与 LEMA 系统一样,它们是电动的,因此更适合现有的生产环境基础设施。它们具有高效的性能和独特的环境优势。此外,它们还具有优化的用户界面,可进行彻底、高效的 BSR 研究,以便测试操作人员可以从车内运行测试。对于拥有现有液压动力和分配基础设施的生产环境,320 液压型 First Road 系统也是一种选择。

问:在测试试验室环境中,道路模拟应用是否有所不同?

Simpson:是的,测试试验室主要从事 BSR 研究以及更细节的噪声、振动和粗糙度(也称 NVH)检测。这些主要是在环境箱内进行的 BSR 测试,同时模拟雨/湿度、温度或太阳暴露,以将样件老化考虑在内。一些试验室设有消声室,可创造更安静的测试环境。此外,试验室还通常负责执行耐久性能测试,以确定子系统和整车的寿命属性。

问:道路模拟器在试验室环境中需要满足哪些要求?

Bieganek:这很大程度上与被测车辆的大小有关,无论是小型汽车还是农场设备。载荷能力、速度和加速度都需要与车辆相符。对于 BSR 而言,低噪声非常重要。模拟器的灵活性对于适应多种类型的车辆并与各种环境箱无缝集成也很重要。

问:MTS 为试验室环境中的轮胎耦合道路模拟提供了哪些电子解决方案?

Simpson:320 型 ePost 系统采用电动作动器,可适应从摩托车、全地形车 到大型乘用车和轻型卡车的各种车辆。它们专为 BSR 测试而设计,可降低对设施的影响和资本投资。与其他电动系统一样,它们可简化操作、维护和培训。它们可以适应环境测试的要求。

问:MTS 为试验室环境中的轮胎耦合道路模拟提供了哪些液压解决方案?

Bieganek: 320 型多用途液压模拟器专为耐久性能测试而设计,但其调节后可用于 BSR 测试。这些系统为高力以及高速和高加速度应用提供了成熟的性能。它们可以测试大型车辆,包括重型卡车和建筑和农业设备。同样,这取决于试验室具有哪些基础设施,以及他们是否需要在未来添加耐久性能测试的选项。

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