1.本发明涉及汽车配件技术领域，更具体地，涉及一种汽车散热器电动风扇模态测试装置及方法。
背景技术：2.针对汽车散热器电动风扇，主要工作转频与汽车转向系统、仪表板、座椅等的固有频率范围重叠，在风扇工作时容易与这些子系统或零件产生共振，从而造成汽车内噪音及振动，导致使用者感受不佳。通过模态测试可以识别出风扇的模态频率振型等，根据模态试验结果调整设计方案，提前规避共振风险。但目前的现有技术中，此类测试风扇并未处于实车安装状态，同时风扇也不是实车运行状态，而风扇的安装方式及工作状态对模态测试结果有很大影响，因此经常造成风扇模态测试结果不准确的问题。
技术实现要素：3.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种汽车散热器电动风扇模态测试方法及装置，提升了风扇振动测试的准确性。
4.根据本发明的第一方面，提供了一种汽车散热器电动风扇模态测试方法，包括：
5.模拟实车安装方式安装风扇，平稳升高风扇转速，采集基于转速连续变化过程中各安装点的三轴分力曲线；
6.提取风扇转速一阶频率对应的各安装点的一阶三轴分力曲线，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线；
7.根据一阶合力曲线的波峰，识别各力值峰值点对应的频率值。
8.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。
9.进一步，所述将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线，包括：
10.获取全部安装点的一阶三轴分力曲线上对应同一采样时刻的三轴分力值；
11.将所述三轴分力值的全部x向分力值通过矢量合成的方式合成x向合力，所述三轴分力值的全部y向分力值通过矢量合成的方式合成y向合力，所述三轴分力值的全部z向分力值通过矢量合成的方式合成z向合力；
12.将所述x向合力、y向合力和z向合力通过矢量合成的方式合成合力值，全部采样时刻的合力值共同组成一阶合力曲线。
13.进一步，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线，通过以下公式完成：
[0014][0015]fx
＝f
x1
+f
x2
+λ+f
xn
[0016]fy
＝f
y1
+f
y2
+λ+f
yn
[0017]fz
＝f
z1
+f
z2
+λ+f
zn
，
[0018]
其中，f为某一采样时刻的一阶合力值，fx为此采样时刻全部安装点在x向的合力，fy为此采样时刻全部安装点在y向的合力，fz为此采样时刻全部安装点在z向的合力，fx1、fx2、
……
、fxn分别为此采样时刻风扇各个安装点上x向的分力，fy1、fy2、
……
、fyn分别为此采样时刻风扇各个安装点上y向的分力，fz1、fz2、
……
、fzn分别为此采样时刻风扇各个安装点上z向的分力，n为大于1的自然数。
[0019]
根据本发明的第二方面，提供一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，包括：安装座，所述安装座上设有模拟风扇实车安装的多个安装点，风扇对应各个所述安装点固定安装、且每个安装点与风扇之间均设有三轴力传感器。
[0020]
优选的，还包括驱动源，所述驱动源与风扇电性连接，所述驱动源可调节风扇转速。
[0021]
优选的，所述驱动源包括可编程直流稳压电源，所述可编程直流稳压电源与风扇的电源接口连接。
[0022]
优选的，所述驱动源还包括pwm信号发生器，所述pwm信号发生器与风扇的调速接口连接。
[0023]
优选的，所述安装座上设有相互平行的多组安装板、以及相互平行的多条长形第一滑槽，所述第一滑槽垂直安装板设置，所述安装板通过滑动连接件安装在第一滑槽内、且安装板之间可对向或背向滑移；所述安装板上设有垂直所述第一滑槽设置的第二滑槽，所述第二滑槽内设有多个滑块，所述滑块与第二滑槽滑动连接；所述滑块上固定设有三轴力传感器，所述安装点设置在滑块上，当风扇处于安装状态时，风扇与三轴力传感器抵紧。
[0024]
本发明提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试方法及装置，其模拟风扇处于实车安装方式及实车运行状态下，测试风扇的模态，测试结果准确性高，与实际装车结果高度一致，根据得到的数据对应设置风扇的转速数据，可改善风扇在实车的噪音振动表现。
附图说明
[0025]
图1为本发明提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试方法流程图；
[0026]
图2为实施例中第一个安装点的三轴分力曲线示意图；
[0027]
图3为实施例中第二个安装点的三轴分力曲线示意图；
[0028]
图4为实施例中第三个安装点的三轴分力曲线示意图；
[0029]
图5为实施例中第四个安装点的三轴分力曲线示意图；
[0030]
图6为实施例中全部安装点的一阶合力曲线示意图；
[0031]
图7为实施例中风扇的模态频率曲线示意图；
[0032]
图8为本发明提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置某一视角结构示意图；
[0033]
图9为本发明提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置又一视角结构示意图。
[0034]
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0035]
1、安装座，101、安装板，1011、第二滑槽，1012、滑块，102、第一滑槽，103、滑动连接件，104、三轴力传感器。
具体实施方式
[0036]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0037]
图1为本发明提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试方法流程图，如图1所示，方法包括：
[0038]
101、模拟实车安装方式安装风扇，平稳升高风扇转速，采集基于转速连续变化过程中各安装点的三轴分力曲线；
[0039]
102、提取风扇转速一阶频率对应的各安装点的一阶三轴分力曲线，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线；
[0040]
103、根据一阶合力曲线的波峰，识别各力值峰值点对应的频率值。
[0041]
可以理解的是，基于背景技术中的缺陷，本发明实施例提出了一种汽车散热器电动风扇模态测试方法。采集风扇模拟实车安装与运行时各个安装点的三轴分力数据，连续采样时刻得到的三轴分力数据形成三轴分力曲线，由于风扇转速也是逐渐变化，因此将风扇转速作为横坐标，将每个安装点的三轴分力作为纵坐标，即可得到如图2～5所示的四个安装点的三轴分力曲线。将此三轴分力曲线作为后续计算的基础数据，测试准确度更高。
[0042]
本发明模拟风扇处于实车安装方式及实车运行状态下，测试风扇的模态，测试结果准确性高，与实际装车结果高度一致，根据得到的数据对应设置风扇的转速数据，可改善风扇在实车的噪音振动表现。
[0043]
可以理解的是，安装点的数量可根据风扇的不同以及安装环境的差异可进行灵活变更。为了便于对本发明进行更加直观地说明，本实施例以四个安装点进行举例说明，即假定本实施例的风扇通过四个安装点进行安装，分别对四个安装点进行力值采样，得到每个安装点的力值曲线。
[0044]
在一种可能的实施例方式中，所述将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线，包括：
[0045]
获取全部安装点的一阶三轴分力曲线上对应同一采样时刻的三轴分力值；
[0046]
将所述三轴分力值的全部x向分力值通过矢量合成的方式合成全部安装点的x向合力，所述三轴分力值的全部y向分力值通过矢量合成的方式合成全部安装点的y向合力，所述三轴分力值的全部z向分力值通过矢量合成的方式合成全部安装点的z向合力；
[0047]
将所述x向合力、y向合力和z向合力通过矢量合成的方式合成合力值，全部采样时刻的合力值共同组成一阶合力曲线。
[0048]
本实施例中，如图2～5所示为采样得到的四个安装点的三轴力值随风扇转速变化的曲线。如图2～5中横坐标为风扇转速，随时间推移，风扇转速逐渐增大，在转速增大的过程中，风扇的每个安装点采集到的三轴分力值也同步进行变化。由于本发明要实现的是对风扇的模态进行分析，因此如图6所示，本实施例通过将全部安装点的三轴分力值合成为一个总的合力值，以对风扇的振动特性进行分析。
[0049]
在一种可能的实施例方式中，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线，通过以下公式完成：
[0050]
[0051]fx
＝f
x1
+f
x2
+λ+f
xn
[0052]fy
＝f
y1
+f
y2
+λ+f
yn
[0053]fz
＝f
z1
+f
z2
+λ+f
zn
，
[0054]
其中，f为某一采样时刻的一阶合力值，fx为此采样时刻全部安装点在x向的合力，fy为此采样时刻全部安装点在y向的合力，fz为此采样时刻全部安装点在z向的合力，fx1、fx2、
……
、fxn分别为此采样时刻风扇各个安装点上x向的分力，fy1、fy2、
……
、fyn分别为此采样时刻风扇各个安装点上y向的分力，fz1、fz2、
……
、fzn分别为此采样时刻风扇各个安装点上z向的分力，n为大于1的自然数。
[0055]
可以理解的是，本实施例以四个安装点进行举例，因此n的取值为4。通过矢量合成公式依次进行x向、y向、z向的力值合成，再将x向的合力、y向的合力和z向的合力合成总的力值，用于判断风扇在全部安装点的总的力值，总的力值曲线即可反映风扇对应不同转速时的振动情况。如图7所示为根据合成的一阶合力曲线转化的风扇模态频率示意图，从图7可以得到，总的合力值越大的点(即力值波峰值)，振动越剧烈，因此可以根据这个模态频率图得到此风扇在哪些转速值附近振动更剧烈。在进行汽车风扇设计时，设置风扇参数时，避开模态频率上力值波峰值对应的转速值，即可改善风扇在实车的噪音振动表现，提升汽车的用户体验感。
[0056]
图8～9为本发明实施例提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置两个不同视角的结构图，如图8～9所示，一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，包括：安装座1，所述安装座上设有模拟风扇实车安装的多个安装点a，风扇对应各个所述安装点a固定安装、且每个安装点a与风扇之间均设有三轴力传感器104。
[0057]
可以理解的是，该安装座1用于模拟风扇在实车安装的状态以及实车运行状态中的使用情况。风扇通过各个安装点a安装在安装座1上，在每个安装点a上设置三轴力传感器104，以采集各个安装点的三轴分力数据，连续采样时刻得到的三轴分力数据形成三轴分力曲线，由于风扇转速也是逐渐变化，因此将风扇转速作为横坐标，将每个安装点的三轴分力作为纵坐标，即可得到如图2～5所示的四个安装点的三轴分力曲线。
[0058]
作为其中一个优选的实施例，本装置还包括驱动源，所述驱动源与风扇电性连接，所述驱动源既可为风扇提供电源，又可调节风扇转速，以完成本发明方案的测试。
[0059]
作为其中一个优选的实施例，所述驱动源包括可编程直流稳压电源(30v～200a)，所述可编程直流稳压电源与风扇的电源接口连接。若被测的风扇电机为有刷电机，则可直接调节稳压电源的输出电压，使风扇的转速从低速逐渐升高。
[0060]
作为其中一个优选的实施例，针对于电机采用无刷电机的被测风扇，所述驱动源还包括pwm信号发生器，所述pwm信号发生器与风扇的调速接口连接。通过可编程直流稳压电源为被测风扇供电，通过调节pwm信号发生器输出的pwm信号的占空比调节风扇的转速，使风扇转速平稳地上升。
[0061]
作为其中一个优选的实施例，所述安装座上设有相互平行的多组安装板101、以及相互平行的多条长形第一滑槽102，所述第一滑槽102垂直安装板101设置，所述安装板101通过滑动连接件103安装在第一滑槽102内、且多条安装板101之间可对向或背向滑移；所述安装板101上设有垂直所述第一滑槽102设置的第二滑槽1011，所述第二滑槽1011内设有多个滑块1012，所述滑块1012与第二滑槽1011滑动连接；所述滑块1012上固定设有三轴力传
感器104，所述安装点a设置在滑块1012上，当风扇处于安装状态时，风扇与三轴力传感器104抵紧。
[0062]
可以理解的是，通过垂直设置的第一滑槽102和第二滑槽1011，可调节各个安装点a的相对位置以及安装点a的使用数量，增大安装座1的适用范围，使得本实施例的装置适用于更多类型与尺寸的风扇的测试。
[0063]
可以理解的是，本发明提供的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置与前述各实施例提供的汽车散热器电动风扇模态测试方法相对应，汽车散热器电动风扇模态测试装置的相关技术特征可参考汽车散热器电动风扇模态测试方法的相关技术特征，在此不再赘述。
[0064]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0065]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
技术特征：1.一种汽车散热器电动风扇模态测试方法，其特征在于，包括：模拟实车安装方式安装风扇，平稳升高风扇转速，采集基于转速连续变化过程中各安装点的三轴分力曲线；提取风扇转速一阶频率对应的各安装点的一阶三轴分力曲线，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线；根据一阶合力曲线的波峰，识别各力值峰值点对应的频率值。2.根据权利要求1所述的一种汽车散热器电动风扇模态测试方法，其特征在于，所述将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线，包括：获取全部安装点的一阶三轴分力曲线上对应同一采样时刻的三轴分力值；将所述三轴分力值的全部x向分力值通过矢量合成的方式合成x向合力，所述三轴分力值的全部y向分力值通过矢量合成的方式合成y向合力，所述三轴分力值的全部z向分力值通过矢量合成的方式合成z向合力；将所述x向合力、y向合力和z向合力通过矢量合成的方式合成合力值，全部采样时刻的合力值共同组成一阶合力曲线。3.根据权利要求2所述的一种汽车散热器电动风扇模态测试方法，其特征在于，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线，通过以下公式完成：f
x
＝f
x1
+f
x2
+λ+f
xn
f
y
＝f
y1
+f
y2
+λ+f
yn
f
z
＝f
z1
+f
z2
+λ+f
zn
，，其中，f为某一采样时刻的一阶合力值，fx为此采样时刻全部安装点在x向的合力，fy为此采样时刻全部安装点在y向的合力，fz为此采样时刻全部安装点在z向的合力，fx1、fx2、
……
、fxn分别为此采样时刻风扇各个安装点上x向的分力，fy1、fy2、
……
、fyn分别为此采样时刻风扇各个安装点上y向的分力，fz1、fz2、
……
、fzn分别为此采样时刻风扇各个安装点上z向的分力，n为大于1的自然数。4.基于权利1～3任一项所述方法的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，其特征在于，包括安装座，所述安装座上设有模拟风扇实车安装的多个安装点，风扇对应各个所述安装点固定安装、且每个安装点与风扇之间均设有三轴力传感器。5.根据权利要求4所述的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，其特征在于，还包括驱动源，所述驱动源与风扇电性连接，所述驱动源可调节风扇转速。6.根据权利要求5所述的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，其特征在于，所述驱动源包括可编程直流稳压电源，所述可编程直流稳压电源与风扇的电源接口连接。7.根据权利要求6所述的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，其特征在于，所述驱动源还包括pwm信号发生器，所述pwm信号发生器与风扇的调速接口连接。8.根据权利要求4所述的一种汽车散热器电动风扇模态测试装置，其特征在于，所述安装座上设有相互平行的多组安装板、以及相互平行的多条长形第一滑槽，所述第一滑槽垂直安装板设置，所述安装板通过滑动连接件安装在第一滑槽内、且安装板之间可对向或背向滑移；所述安装板上设有垂直所述第一滑槽设置的第二滑槽，所述第二滑槽内设有多个
滑块，所述滑块与第二滑槽滑动连接；所述滑块上固定设有三轴力传感器，所述安装点设置在滑块上，当风扇处于安装状态时，风扇与三轴力传感器抵紧。
技术总结本发明提供一种汽车散热器电动风扇模态测试方法及装置，包括：模拟实车安装方式安装风扇，平稳升高风扇转速，采集基于转速连续变化过程中各安装点的三轴分力曲线；提取风扇转速一阶频率对应的各安装点的一阶三轴分力曲线，将全部一阶三轴分力曲线以矢量合成的方式合成一阶合力曲线；根据一阶合力曲线的波峰，识别各力值峰值点对应的频率值。本发明模拟风扇处于实车安装方式及实车运行状态下，测试风扇的模态，测试结果准确性高，与实际装车结果高度一致，根据得到的数据对应设置风扇的转速数据，可改善风扇在实车的噪音振动表现。可改善风扇在实车的噪音振动表现。可改善风扇在实车的噪音振动表现。
技术研发人员：明泽中 陈卓 钟金辉
受保护的技术使用者：东风博泽汽车系统有限公司
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/11/1
