CN103698135B - 一种摩托车前减震器静负荷特性试验装置 - Google Patents

Abstract

一种摩托车前减震器静负荷特性试验装置，包括上下分离且相互偏离轴线安置的上夹紧装置和下驱动装置，所述上夹紧装置包括机座，机座上连接有下平台；下平台上自下而上依次设有导轨座，直线导轨和可左右移动的上滑台；上滑台左边前后的销支座一销连有倾斜安置的安装板；安装板外侧面上同轴线连接有前后隔离的两套相同的夹紧机构；右边的前后销支座二与下端设有直槽的可调支杆销接，可调支杆的上端与安装板销接，形成可调内角大小的“△”形支架结构；所述下驱动装置包括驱动机构和依次与驱动机构相连接的力传感器和施力销座，力传感器上端面还与位移传感器相连接。本发明结构简单，安装倾角调整方便，满足相关标准规定的减震器静负荷特性试验要求。

Description

一种摩托车前减震器静负荷特性试验装置

技术领域

本发明属于产品性能测试与试验技术领域，涉及一种静负荷特性试验装置，尤其是涉及一种摩托车前减震器静负荷特性试验装置。

背景技术

减震器作为行驶车辆中的关键部件，对行驶车辆的舒适性、安全性和操纵性具有重要作用。静负荷特性（StaticLoadCharacteristics）试验的目的是测试减震器除阻尼力以外的其它静态阻力，静负荷特性中包括减震器内部相对运动件之间的静摩擦力、气室体积变化的阻力以及由于倾斜安装（尤其是前减震器）受力变形产生的附加摩擦阻力等，是减震器内部零件的尺寸加工精度、几何形状精度、结构刚度、材料强度、配合精度、装配质量等影响因素的综合体现，并与减震器的抗磨损性能和使用寿命直接相关。静负荷阻力过大将严重影响减震器的使用寿命。中国的摩托车产量早已稳居世界第一，但主要以低端和中低端市场为主。作为摩托车重要配套件的减震器由于缺乏质量检测的手段和试验方法，制约着产品提高质量和档次。目前国内摩托车的产量受到大城市限摩和电动自行车发展的压制，正面临艰难的挑战和转型机遇，未来摩托车将从代步运输工具向娱乐、休闲和运动转型，这将对减震器的舒适性、安全性和使用寿命提出更高的要求。

2007年9月1日实施的中华人民共和国汽车行业标准《摩托车及轻便摩托车减震器》（QC/T62-2007）替代了原《摩托车减震器技术条件》（QC/T62-1993）和《摩托车减震器试验方法》（QC/T63-1993）两个标准，QC/T62-2007标准新增了6项减震器试验项目，其中包括静摩擦力和静负荷特性。在QC/T62-2007版标准中，静摩擦力定义为“减震器按规定的安装条件，以不大于0.005m/s速度，两端作相对运动时，在行程中点产生的摩擦阻力”。静负荷特性定义为“减震器按规定的行程，以不大于0.0015m/s速度，两端作相对运动时，其负荷与位移的关系曲线”。静摩擦力测试无论对于前减震器和后减震器均需拆除减震弹簧，竖直安装，一端驱动，以规定试验行程记录一个往复周期的静摩擦力值，并以行程中点摩擦力定义为静摩擦力。由于测试时以很低的速度驱动减震器一端，可排除与速度成正比的阻尼力。静负荷特性试验除了驱动速度更低外，由于前轮减震器与后轮减震器在结构尺寸、承载能力、弹簧安装方式等存在较大的差别，前减震器在摩托车上的安装倾角显著大于后减震器，结构尺寸和行程较长，前减震器承载要求明显比后减震器小，前减震器的减震弹簧一般内置，不便拆卸，而后减震器的减震弹簧一般外置，容易拆卸。虽然标准（QC/T62-2007）提出了减震器静负荷特性的试验项目和一般方法，但标准中未明确给出减震器静负荷特性试验的具体实施方法和具体安装要求，并且该标准非强制性标准，目前国内摩托车减震器生产厂家尚未实施静负荷特性试验项目。因此有必要依据标准设计出符合标准要求的具体试验方法和试验装置，使该试验项目尽早在减震器生产企业得到实施，以提高我国摩托车减震器的质量和档次。

国外著名试验机生产厂家生产的减震器试验台如美国MTS公司销售的减震器试验台，采用液压伺服油缸驱动，可进行减震器示功特性、静摩擦力特性、弹簧静特性等项目的测试，具有一定通用性，但不能进行静负荷特性试验，尤其是对于前减震器的静负荷特性，由于安装形式和传感器位置不同，需加装专门的装夹机构，较难实现减震器静负荷特性的测试。

发明专利“摩托车前悬架复原特性冲击试验方法”（ZL200910031324.0）的基础上开发的减震器性能综合试验台，除了可进行前减震器动态复原特性的测试，亦可测试前减震器静负荷特性，但由于采用上拉驱动方式，拉绳与前减震器安装倾角在减震器压缩和复原过程中动态变化，对测试精度产生一定影响。

本申请将提出一种专门适合摩托车前减震器静负荷特性的试验方法并给出试验装置的原理结构，以期对推广实施静负荷特性试验提供指导和依据。

发明内容

本发明目的是针对减震器静负荷特性的试验要求，提出一种前减震器静负荷特性试验装置。

为达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种摩托车前减震器静负荷特性试验装置，包括上下分离且相互偏离轴线安置的上夹紧装置和下驱动装置，其中所述上夹紧装置包括机座14，所述机座14上连接有可调节的下平台13；所述下平台13上自下而上依次设有导轨座11，直线导轨12和与直线导轨12可左右移动连接的上滑台10；所述上滑台10左边的前后分别连接有销支座一10a，右边的前后分别连接有销支座二10b；所述销支座一10a通过设有的销孔销连倾斜安置的安装板7；所述安装板7外侧安装面7a上同轴线连接有前后隔离的两套相同的夹紧机构6；所述销支座二10b通过销接螺钉9与下端设有一段直槽8a的可调支杆8销接，所述可调支杆8的上端通过设有的销孔与所述安装板7销接，形成可调内角大小的“△”形支架结构；所述下驱动装置包括运动端朝上，竖直安置的驱动机构1和依次与驱动机构1

运动端相连接的力传感器3和用于销接前减震器5的施力销座4，所述力传感器3上端面还与移动端朝上，竖直安置的位移传感器2相连接。

上述所述夹紧机构6为设有圆孔的矩形块状体，过圆孔中心轴向剖切成上下两部分，剖切后上部与下部的半圆孔略小于半圆，上部与下部设有螺钉连接。所述夹紧机构6的圆孔中还设有剖分夹套6a。所述夹紧机构6与安装板7的连接，是在安装板7安装面7a设置有用于调整和改变夹紧机构6在安装板7上安装位置的若干组通孔或分段直槽孔。所述若干组通孔或分段直槽孔为横向并排2个孔为一组，纵向排列为若干组。

上述所述驱动机构1为液压伺服油缸或电机驱动的减速机械传动机构。

上述所述销接螺钉9包括一段螺纹和一段销轴，销轴段分别与销支座二10b上的销孔、可调支杆8下端的销孔和直槽8a滑配，通过调整两根可调支杆8至合适的位置并紧固销接螺钉9，可使“△”形支架达到所需角度。

上述所述的直线导轨12为沿左右延伸，前后平行的2根导轨。

上述所述的下平台13与机座14之间还设置了位置调节机构，其中所述机座14上平面设置有两条左右贯通的T形槽14a，所述下平台13对应T形槽14a均等设置有若干通孔，通过T形螺母15实现下平台13与机座14左右位置的调节与固定连接。

本发明的摩托车前减震器静负荷特性试验装置的优点和有益效果主要有：

1、被试验对象前减震器5的安装倾角α可在25-45°范围调整，试验过程中α保持不变，设F为驱动机构1垂直上升（压缩行程）时前减震器5对力传感器3所施加的反作用力，其可分解为垂直向下的分力F_y和水平分力Fx；设F’为驱动机构1垂直下降（复原行程）时前减震器5对力传感器3所施加的反作用力，对应垂直向下的分力为F_y’，水平分力为Fx’。F-F’即为静负荷阻力；沿管筒5a垂直方向的分力F_ySinα和F_y’Sinα分别为前减震器5在压缩和复原行程所受的侧向力。

2、本发明根据中华人民共和国汽车行业标准《摩托车及轻便摩托车减震器》（QC/T62-2007）新增的摩托车减震器“静负荷特性试验”试验项目，针对摩托车前减震器长度尺寸和相对运动行程较长以及弹簧内置的特点，提出了一种与前减震器在摩托车上实际安装倾角相同的静负荷特性试验装置。

3、本发明满足了相关标准规定的减震器静负荷特性试验要求，具有结构简单，安装倾角调整方便，采用下端垂直施力，施力方向与减震器安装倾角保持恒定，自然对减震器施加侧向力，试验方法合理，已经开始得到实际应用，并具有推广应用的良好前景。

附图说明

附图1为本发明的试验装置结构简图（压缩行程）；

附图2为本发明的试验装置结构简图（复原行程）；

附图3为本发明的试验装置结构简图（安装角度调整后）；

附图4为图1的A—A剖视图；

附图5为本发明的试验装置静负荷特性实测曲线图。

图中：1、驱动机构，2、位移传感器，3、力传感器，4、安装销座，5、前减震器，5a、管筒，5b、活塞管，6、夹紧机构，6a、剖分夹套，7、安装板，7a、安装面，8、可调支杆，8a、直槽，9、销接螺钉，10、上滑台，10a、销支座一，10b、销支座二，11、导轨座，12、直线导轨，13、下平台，14、机座，14a、T形槽，15、T形螺母。

具体实施方式

下面以发明的摩托车前减震器静负荷特性试验装置为实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

如图1、图2和图3所示，为发明的试验装置结构简图，图1为压缩行程，图2为复原行程，图3为安装角度调整后，其表达了对前减震器5进行静负荷特性测试的试验方法和试验装置的实现结构原理。前减震器5的静负荷特性试验按规定的倾角安装，不需拆除弹簧，试验时由于安装倾角α的存在驱动机构1垂直升降时对前减震器5施加了侧向力。

本发明的摩托车前减震器静负荷特性试验装置，包括上下分离且相互偏离轴线安置的上夹紧装置和下驱动装置，其中所述上夹紧装置包括机座14，所述机座14上连接有可调节的下平台13；所述下平台13上自下而上依次设有导轨座11，直线导轨12和与直线导轨12可左右移动连接的上滑台10；所述上滑台10左边的前后分别连接有销支座一10a，右边的前后分别连接有销支座二10b；所述销支座一10a通过设有的销孔销连倾斜安置的安装板7；所述安装板7外侧安装面7a上同轴线连接有前后隔离的两套相同的夹紧机构6；所述销支座二10b通过销接螺钉9与下端设有一段直槽8a的可调支杆8销接，所述可调支杆8的上端通过设有的销孔与所述安装板7销接，形成可调内角大小的“△”形支架结构；所述下驱动装置包括运动端朝上，竖直安置的驱动机构1和依次与驱动机构1运动端相连接的力传感器3和用于销接前减震器5的施力销座4，所述力传感器3上端面还与移动端朝上，竖直安置的位移传感器2相连接。

本发明的试验装置中的驱动机构1提供低速垂直上下运动的驱动，采用液压伺服油缸或电机驱动的降速机械传动机构实现，需满足标准规定的“以不大于0.0015m/s速度”的要求。因此，驱动机构1必须避免出现低速爬行现象，达到试验所需的低速运动平稳性要求。位移传感器2与驱动机构1的运动部分连接，同步随驱动机构1上下移动，提供试验过程实时位移信号。力传感器3下端与驱动机构1连接，上端与施力销座4连接，施力销座4与前减震器5管筒5a末端的孔销接实现对前减震器5传递推力，力传感器3在试验过程中感受垂直方向的受力信号，其沿前减震器5安装倾角α的力值与位移的关系曲线即为静负荷特性曲线。

前减震器5的减震弹簧置于活塞管5b的内部，虽然静负荷特性不含弹簧反力，但弹簧反力并不影响静负荷特性的测试，考虑到拆卸减震弹簧比较麻烦且拆装过程易使前减震器5内部液压油受到污染，因此试验时不必拆除减震弹簧，但选择力传感器3的量程时应能承受减震弹簧的最大弹力。

夹紧机构6为剖分式结构（参见图4），上部与下部之间设有安装圆孔，圆孔内设有剖分夹套6a，通过螺钉夹紧安装在剖分夹套6a内的活塞管5b，夹紧机构6的下部与安装板7连接，通过在安装板7安装面7a纵向设置的若干小间距通孔或直槽孔可以改变夹紧机构6在安装板7的上下位置，以适应不同规格前减震器的安装要求。

安装板7两侧面两端相对同轴并与安装面7a平行等距轴线处（A和B）设有定位螺孔7b，通过销接螺钉9在轴线A处与可调支杆8上端销孔销接，在轴线B处与上滑台10左端两侧的销支座一10a销接。可调支杆8的直槽8a通过销接螺钉9与上滑台10右端销支座二10b销接并紧固，销接螺钉9包括一段螺纹和一段销轴，销轴段分别与销支座一10a上的销孔、可调支杆8上端的销孔和直槽8a滑配，通过调整两根可调支杆8使AC段至合适的距离并紧固销接螺钉9，可使∠ABC达到所需角度并使A、B、C三点构成三角形稳定结构，在试验过程中可以保持所装夹试件的基础结构足够的刚性，且具有结构简单、调整便利的特点。

由于在静负荷特性试验过程中，驱动机构1的运动是沿垂直方向升降，而前减震器5的压缩和复原方向与驱动机构1上的力传感器3的受力方向存在恒定不变的夹角α，因此很容易将力传感器5感受的垂直方向的作用力F_y转换成沿前减震器5安装倾角α方向的力F，即F=F_y/cosα。同样，可将位移传感器2的垂直位移转为前减震器5管筒5a与活塞管5b沿安装倾角α方向的相对位移，图1中，F为驱动机构1垂直上升（压缩行程）时前减震器5对力传感器3所施加的反作用力，其可分解为垂直向下的分力F_y和水平分力Fx；图2中，F’为驱动机构1垂直下降（复原行程）时前减震器5对力传感器3所施加的反作用力，对应垂直向下的分力为F_y’，水平分力为Fx’。F-F’即为静负荷阻力。由于安装倾角α的存在，在试验过程中，沿管筒5a垂直方向的分力F_ySinα和F_y’Sinα分别为前减震器5在压缩和复原行程所受的侧向力。

在静负荷特性试验过程中，前减震器5的管筒5a与活塞管5b产生相对运动，而驱动机构1的施力点O始终按垂直方向升降，因此，在上滑台10与下平台13之间设置了两条直线运动副，通过安装于下平台13的两根直线导轨12和安装于上滑台10的四个导轨座11实现由于驱动机构1垂直升降产生的上滑台10的水平移动，保证在试验过程中前减震器5处于正确的受力状态。当驱动机构1上升时（压缩行程），上滑台10跟随向左移动，当驱动机构1下降时（复原行程），上滑台10跟随向右移动。此外，为满足不同规格前减震器5的安装调整需要，下平台13与试验台机座14之间设置了位置调节机构，通过机座14上设置的两条贯通T形槽14a以及在下平台13对应位置设置的若干螺钉孔并通过T形槽14a内T形螺母15和螺钉实现下平台13的左右位置调节与固定。

在对前减震器5在进行静负荷特性试验前，应对试件进行正确的安装，试验时，前减震器5的活塞管5b由两个相同的夹紧机构6并通过剖分夹套6a对活塞管5b实施夹紧，剖分夹套6a的作用是避免夹紧时损伤活塞管5b的表面，一般可采用铜或铝质等软性金属材料制成。在变更减震器规格型号前，由于前减震器的长度、活塞管5b直径、安装倾斜角度不同，首先应松开A、B、C处的6个销接螺钉9，通过可调支杆8上的直槽8a沿销接螺钉9的销轴相对滑移将安装板7调整至规定的角度并依次旋紧C、A、B处各销接螺钉9，通过两套夹紧机构6将活塞管5b倾斜安装并夹紧。前减震器5试验时的安装倾角α与安装板7的倾角∠ABC相同，安装板7的倾角调整范围应满足所有不同型号规格的前减震器的试验要求，一般倾角α在25°-45°的范围内变化，具体前减震器5试验时的安装倾角与图纸或技术文件规定的在摩托车上的实际安装倾角相同。图3为改变安装倾角（增大α）及变更夹紧机构6（下移）后的试验装置结构示意图，驱动机构1的试验起始位置为前减震器5自由伸长状态或接近自由伸长状态，安装试件时，先将前减震器5的管筒5a与安装销座4销接，然后按前减震器5的活塞管5b的自由伸长位置由夹紧机构6进行夹紧。

图5为本试验装置静负荷特性实测曲线图，试验过程中，静负荷特性测试曲线为力传感器3与位移传感器2所测的对应关系曲线，横坐标为位移值，纵坐标为力值，驱动机构1上升使前减震器5受压缩，即压缩行程，驱动机构1下降为前减震器5伸展复原，即复原行程，得到的关系曲线为压缩行程和复原行程的封闭曲线。压缩行程的力-位移关系为图中上方曲线，复原行程的力-位移关系曲线为下方曲线。由于在对前减震器5进行静负荷特性测试时不拆除内部的减震弹簧，力传感器3所测力値包含了内部减震弹簧受压变形产生的弹性力，所得到的某点的静负荷阻力为该点位移处F-F’值，静负荷特性的理论值为整个试验行程的静负荷特性平均值，实际静负荷特性一般以若干行程点（如行程的30%、50%、70%三点）的静负荷特性平均值为测定值，具体按图纸或技术文件规定。由于静负荷特性是在极低的速度下测得，不含阻尼力，F-F’后也削去了弹簧力的影响，因此静负荷特性是不含阻尼和弹簧力之外的所有静态力的综合，又称为综合反力。为使测得的位移-负荷关系曲线由坐标原点起始，通过测试程序自动将力传感器3在试验启动时感受的初始力値（F₀）减去而得到过原点的封闭曲线，由于减震弹簧为变节距、变刚度弹组合簧，图中上升和下降曲线表现为非线性。本试验装置在获得前减震器5静负荷特性的同时，通过计算离散位移点的值，可以获得减震弹簧的静特性曲线。

Claims (3)

1.一种摩托车前减震器静负荷特性试验装置，其特征在于：包括上下分离且相互偏离轴线安置的上夹紧装置和下驱动装置，其中所述上夹紧装置包括机座(14)，所述机座(14)上连接有可调节的下平台(13)；所述下平台(13)上自下而上依次设有导轨座(11)，直线导轨(12)和与直线导轨(12)可左右移动连接的上滑台(10)；所述上滑台(10)左边的前后分别连接有销支座一(10a)，右边的前后分别连接有销支座二(10b)；所述销支座一(10a)通过设有的销孔销接倾斜安置的安装板(7)；所述安装板(7)外侧安装面(7a)上同轴线连接有前后分离的两套相同的夹紧机构(6)；所述销支座二(10b)通过销接螺钉(9)与下端设有一段直槽(8a)的可调支杆(8)销接，所述可调支杆(8)的上端通过设有的销孔与所述安装板(7)销接，形成可调内角大小的“△”形支架结构；所述下驱动装置包括运动端朝上，竖直安置的驱动机构(1)和依次与驱动机构(1)运动端相连接的力传感器(3)和用于销接前减震器(5)的施力销座(4)，所述力传感器(3)上端面还与移动端朝上，竖直安置的位移传感器(2)相连接；其中，所述夹紧机构(6)为设有圆孔的矩形块状体，过圆孔中心轴向剖切成上下两部分，剖切后上部与下部的半圆孔略小于半圆，上部与下部设有螺钉连接，所述的圆孔中还设有剖分夹套(6a)；所述夹紧机构(6)与安装板(7)的连接，是在安装板(7)安装面(7a)设置有用于调整和改变夹紧机构(6)在安装板(7)上安装位置的若干组通孔或分段直槽孔；所述的下平台(13)与机座(14)之间还设置了位置调节机构，其中所述机座(14)上平面设置有两条左右贯通的T形槽(14a)，所述下平台(13)对应T形槽(14a)均等设置有若干通孔，通过T形螺母(15)实现下平台(13)与机座(14)左右位置的调节与固定连接；所述销接螺钉(9)包括一段螺纹和一段销轴，销轴段分别与销支座二(10b)上的销孔、可调支杆(8)下端的销孔和直槽(8a)滑配，通过调整两根可调支杆(8)至合适的位置并紧固销接螺钉(9)，可使“△”形支架达到所需角度；所述的直线导轨(12)为沿左右延伸，前后平行的2根导轨。

2.根据权利要求1所述的摩托车前减震器静负荷特性试验装置，其特征在于：所述若干组通孔或分段直槽孔为横向并排2个孔为一组，纵向排列为若干组。

3.根据权利要求1所述的摩托车前减震器静负荷特性试验装置，其特征在于：所述驱动机构(1)为液压伺服油缸或电机驱动的减速机械传动机构。