CN101718632A - 车辆四分之一悬架模拟工况多功能试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆四分之一悬架模拟工况多功能试验台。包括T型槽底座、实验台支撑架、作动台架组件和车辆悬架组件，T型槽底座的一侧安装实验台支撑架，T型槽底座的另一侧安装作动台架组件。将车辆悬架组件安装在作动台架组件的工作盘上，由作动台架输出模拟路面振动，可得到车辆车身及簧下质量的振动响应。本发明具备多种功能，从悬架形式分可满足横臂式、多连杆式、麦弗逊式悬挂***的模拟工况试验；从类型分可满足被动式、半主动式、主动式悬挂***的模拟工况试验；从模拟方式分可满足实际工况试验和拟动力试验。根据试验结果，既可分析单个减振器的性能，又可分析悬架整体性能，并能验证磁流变半主动悬架在不同控制策略下的控制效果。

Description

车辆四分之一悬架模拟工况多功能试验台

技术领域

本发明涉及多功能试验台，尤其是涉及一种车辆四分之一悬架模拟工况多功能试验台。

背景技术

随着我国汽车工业的发展，对车辆悬架***及其关键零部件——减振器的性能要求越来越高。评价这两者性能优劣的方法就是通过试验，获得性能参数，根据一定的标准进行评判。目前，分别针对减振器和悬架的试验台已经在行业中使用，但是减振器实验台往往是指减振器示功机和减振器疲劳实验台，其测试项目单一，无法满足模拟真实工况的要求。而悬架试验台，有一些往往是忽略了悬架杆系的作用，仅仅考虑垂向的简化模型，无法反应悬架振动的真实情况，而大多悬架试验是利用实车测试，很难得到不同减振器与悬架杆系耦合产生的最佳应用效果，而悬架***中起关键作用的部件就是减振器。

近年来，随着磁流变液体技术的逐渐成熟，推动了磁流变减振器的发展，相应的磁流变半主动悬架也成为了研究热点。已有研究表明，磁流变半主动悬架比传统的被动悬架具有更好的减振性能，市场潜力巨大。国外在这方面的研究较早，但也还处在实验室阶段，国内的研究刚刚起步，因此，亟需一种能够对磁流变减振器以及磁流变半主动悬架进行测试的试验台。

发明内容

由于现在的汽车，特别是轿车等轻型客车，多采用独立悬架形式，这种悬架中，四个车轮受力和运动状况相互独立并近似相同，因此，本发明的目的在于提供一种车辆四分之一悬架模拟工况多功能试验台，以得出悬架整体的性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括T型槽底座、实验台支撑架和作动台架组件，T型槽底座的一侧安装实验台支撑架，T型槽底座的另一侧安装作动台架组件；其中：

1)实验台支撑架靠近作动台架组件的侧面上从内至外依次安装垂直的直线导轨、配重后挡板、多片叠合成的配重板、悬架前挡板，在悬架前挡板上部连接减震器上联夹具，在悬架前挡板下部左右两侧分别连接下摆臂后联组焊件、下摆臂前联组焊件，减震器上联夹具、下摆臂后联组焊件和下摆臂前联组焊件均能在悬架前挡板的上下、左右调节装配位置并固定；

2)作动台架组件包括内套筒、外套筒和台架；外套筒底部固定伺服电机，伺服电机轴通过连接套与滚珠丝杠相连，在外套筒底面隔板上下分别安装平面轴承，第一个平面轴承上用连接套压紧，第二个平面轴承下用螺母锁紧，在外套筒底面隔板上，第一个平面轴承外侧设置缓冲块；内套筒底部与滚珠丝杠的一端连接，滚珠丝杠的另一端与缓冲垫、限位块相连，托盘用固定销与内套筒上部连接，并用紧固套锁紧，托盘上安装工作盘；外套筒中部架在台架端面上，内套筒安装在外套筒内部，内套筒侧面安装滑动导轨，而外套筒侧面安装滑动导轨的滑块；

3)悬架测量连接组件中的顶端连接头穿过减震器上联夹具的悬臂端，用上垫套、下套筒夹住，并用总防松螺母锁紧，顶端连接头从上到下依次连接第一个力传感器连接头、活塞杆转换头、第二个力传感器连接头，再与被测量悬架的减震器活塞杆连接；下套筒下压住被测量悬架的橡胶块、弹簧组件和减振器；被测量悬架的转向直拉杆与转向直拉杆连接头相连，被测量悬架的下摆臂分别与下摆臂后联组焊件、下摆臂前联组焊件相连；

4)减振器上联夹具上有第一个加速度传感器，拟动力限位块侧面有第一个拉线式位移传感器，工作盘上有第二个拉线式位移传感器，外套筒上有第三个拉线式位移传感器，刹车盘及配重上有第二个加速度传感器，第一个力传感器连接头上安装第一个力传感器，第二个力传感器连接头上安装第二个力传感器。

本发明具有的有益的效果是：

本发明集多种功能于一体。从悬架形式分可以满足汽车横臂式悬挂***、多连杆式悬挂***、麦弗逊式悬挂***的模拟工况试验；从悬架类型分可以满足被动式、半主动式、主动式悬挂***的模拟工况试验；从模拟方式分可以满足实际工况试验和拟动力试验。根据试验结果，既可以分析单个减振器的性能，又可以分析悬架整体性能，并能验证磁流变半主动悬架在不同控制策略下的控制效果。相较现有的悬架试验台设备，从振动方式上由于采用了电机驱动形式相较于一般的液压驱动形式占地面积小，并且容易控制，从检测结果上引入了悬架杆系对车身振动情况的影响，在装配中考虑了主销内倾，轮胎外倾的影响因素，更加贴近车辆振动的实际情况。

附图说明

图1是车辆四分之一悬架模拟工况试验台结构正视图。

图2是车辆四分之一悬架模拟工况试验台A-A剖面图。

图3是本发明的作动台架结构示意图。

图4是本发明的车辆四分之一悬架装配示意图。

图5是作动台架外套筒底部放大示意图。

图中：1、T型槽底座，2、实验台支撑架，3、支撑架前挡板，4、拟动力限位块，5、直线导轨，6、配重后挡板，7、配重板，8、悬架前挡板，9、加速度传感器，10、减振器上联夹具，11、力传感器，12、力传感器，13、转向直拉杆连接头，14、加速度传感器，15、下摆臂后联组焊件，16、下摆臂前联组焊件，17、车辆悬架组件，18、拉线式位移传感器，19、拉线式位移传感器，20、拉线式位移传感器，21、作动台架组件，22、伺服电机，23、圆螺母，24、圆螺母，25、平面轴承，26、平面轴承，27、缓冲块，28、连接套，29、滚珠丝杠，30、限位块，31、内套筒，32、工作盘，33、托盘，34、紧固套，35、固定销，36、缓冲垫，37、滑动导轨，38、外套筒，39、台架，40、顶端连接头，41、总防松螺母，42、上垫套，43、下套筒，44、力传感器连接头，45、橡胶块，46、活塞杆转换头，47、力传感器连接头，48、弹簧，49、减振器，50、轮胎，51、刹车盘及配重，52、转向直拉杆，53、下摆臂。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明它包括T型槽底座1、实验台支撑架2、作动台架组件21和车辆悬架组件17，T型槽底座1的一侧安装实验台支撑架2，T型槽底座1的另一侧安装作动台架组件21，作动台架组件21上安装车辆悬架组件17；其中：

1)实验台支撑架2靠近作动台架组件21的侧面上从内至外依次安装支撑架前挡板3、垂直的直线导轨5、配重后挡板6、多片叠合成的配重板7、悬架前挡板8，在支撑架前挡板3上下分别安装4个拟动力限位块4，在悬架前挡板8上部连接减震器上联夹具10，在悬架前挡板8下部左右两侧分别连接下摆臂后联组焊件15、下摆臂前联组焊件16，减震器上联夹具10、下摆臂后联组焊件15和下摆臂前联组焊件16均能在悬架前挡板8的上下、左右调节装配位置并固定；

2)作动台架组件21包括内套筒31、外套筒38和台架39；外套筒38底部固定伺服电机22，伺服电机22轴通过连接套28与滚珠丝杠29相连，在外套筒38底面隔板上下分别安装平面轴承25、26，第一个平面轴承26上用连接套28压紧，第二个平面轴承25下用两个圆螺母23，24锁紧，在外套筒38底面隔板上，第一个平面轴承26外侧设置缓冲块27；内套筒31底部与滚珠丝杠29的一端连接，滚珠丝杠29的另一端与缓冲垫36、限位块30相连，托盘33用固定销35与内套筒31上部连接，并用紧固套34锁紧，托盘33上安装工作盘32；外套筒38中部架在台架39端面上，内套筒31安装在外套筒38内部，内套筒31侧面安装滑动导轨37，而外套筒侧面安装滑动导轨37的滑块；

3)悬架测量连接组件中的顶端连接头40穿过减震器上联夹具10的悬臂端，用上垫套42、下套筒43夹住，并用总防松螺母41锁紧，顶端连接头40从上到下依次连接第一个力传感器连接头44、活塞杆转换头46、第二个力传感器连接头47，再与被测量的车辆悬架组件17中的减震器49活塞杆连接；下套筒43下压住被测量悬架的橡胶块45、弹簧组件48和减振器49，被测量悬架的转向直拉杆52与转向直拉杆连接头13相连，被测量的车辆悬架组件17中的下摆臂53分别与下摆臂后联组焊件15、下摆臂前联组焊件16相连；被测量的车辆悬架组件17中的轮胎50放置在工作盘32上，刹车盘及配重51安装在轮胎50内；

4)减振器上联夹具10上有第一个加速度传感器9，拟动力限位块4侧面有第一个拉线式位移传感器19，工作盘32上有第二个拉线式位移传感器18，外套筒38上有第三个拉线式位移传感器20，刹车盘及配重51上有第二个加速度传感器14，第一个力传感器连接头44上安装第一个力传感器11，第二个力传感器连接头47上安装第二个力传感器12。

作实际工况试验时，拆除拟动力限位块4，如图3所示，伺服电机22在计算机***的控制下发生旋转，输出设定的激振信号，模拟实际路面状况，由连接套28传递给滚珠丝杠29，又有滚动轴承25、26允许相对转动，并被圆螺母23、24固定，因此滚珠丝杠螺母顶动内套筒31上下运动，内套筒31上端连接紧固套34、托盘33、工作盘32，拉线式位移传感器20测量作动台架输出位移，模拟实际路面不平度。然后如图1所示，振动传递给车辆悬架组件，悬架的减振器49和弹簧组件48随着振动产生拉伸和压缩，力传感器12测量减振器的阻尼力，力传感器11测量减振器和弹簧整体的阻尼力，分别测量的原因是，考虑到悬架杆系造成的影响及弹簧48可能存在的非线性；减振器上端通过上垫套42、下套筒43用总防松螺母41与车身配重连接。配重后挡板6、配重板7、悬架前挡板8在减振器的带动下，沿滑动导轨5作垂直运动，模拟实际车体中悬架簧上部分的运动；运动过程中拉线式位移传感器18测量簧下质量的位移，拉线式位移传感器19测量簧上质量的位移，加速度传感器9测量簧上质量的加速度，加速度传感器15测量簧下质量的加速度。

进行拟动力试验时，需要安装拟动力限位块4，共计4个，用于锁死车身质量。而此时的激振信号，需要由计算机***对上一时刻的***装态进行迭代作为这一时刻的位移输出。

各传感器的信号输入计算机***，计算机***可对采集的数据进行实时的图形显示，在测试磁流变半主动减振器时，还可根据设定的控制规则，实时根据采样数据输出电流信号，控制磁流变减振器内部的线圈磁场，改变其性能。

计算机***能够控制作动台架作正弦、方波、三角波、随机振动等一系列振动方式。

Claims (1)

1.一种车辆四分之一悬架模拟工况多功能试验台，其特征在于：它包括T型槽底座(1)、实验台支撑架(2)和作动台架组件(21)，T型槽底座(1)的一侧安装实验台支撑架(2)，T型槽底座(1)的另一侧安装作动台架组件(21)；其中：

1)实验台支撑架(2)靠近作动台架组件(21)的侧面上从内至外依次安装支撑架前挡板(3)、垂直的直线导轨(5)、配重后挡板(6)、多片叠合成的配重板(7)、悬架前挡板(8)，在悬架前挡板(8)上部连接减震器上联夹具(10)，在悬架前挡板(8)下部左右两侧分别连接下摆臂后联组焊件(15)、下摆臂前联组焊件(16)，减震器上联夹具(10)、下摆臂后联组焊件(15)和下摆臂前联组焊件(16)均能在悬架前挡板(8)的上下、左右调节装配位置并固定；

2)作动台架组件(21)包括内套筒(31)、外套筒(38)和台架(39)；外套筒(38)底部固定伺服电机(22)，伺服电机(22)轴通过连接套(28)与滚珠丝杠(29)相连，在外套筒(38)底面隔板上下分别安装平面轴承(25、26)，第一个平面轴承(26)上用连接套(28)压紧，第二个平面轴承(25)下用螺母锁紧，在外套筒(38)底面隔板上，第一个平面轴承(26)外侧设置缓冲块(27)；内套筒(31)底部与滚珠丝杠(29)的一端连接，滚珠丝杠(29)的另一端与缓冲垫(36)、限位块(30)相连，托盘(33)用固定销(35)与内套筒(31)上部连接，并用紧固套(34)锁紧，托盘(33)上安装工作盘(32)；外套筒(38)中部架在台架(39)端面上，内套筒(31)安装在外套筒(38)内部，内套筒(31)侧面安装滑动导轨(37)，而外套筒侧面安装滑动导轨(37)的滑块；

3)悬架测量连接组件中的顶端连接头(40)穿过减震器上联夹具(10)的悬臂端，用上垫套(42)、下套筒(43)夹住，并用总防松螺母(41)锁紧，顶端连接头(40)从上到下依次连接第一个力传感器连接头(44)、活塞杆转换头(46)、第二个力传感器连接头(47)，再与被测量悬架的减震器(49)活塞杆连接；下套筒(43)下压住被测量悬架的橡胶块(45)、弹簧组件(48)和减振器(49)；被测量悬架的转向直拉杆(52)与转向直拉杆连接头(13)相连，被测量悬架的下摆臂(53)分别与下摆臂后联组焊件(15)、下摆臂前联组焊件(16)相连；

4)减振器上联夹具(10)上有第一个加速度传感器(9)，拟动力限位块(4)侧面有第一个拉线式位移传感器(19)，工作盘(32)上有第二个拉线式位移传感器(18)，外套筒(38)上有第三个拉线式位移传感器(20)，刹车盘及配重(51)上有第二个加速度传感器(14)，第一个力传感器连接头(44)上安装第一个力传感器(11)，第二个力传感器连接头(47)上安装第二个力传感器(12)。

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