CN104764606B - 一种车桥轮毂总成性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车桥轮毂总成性能测试装置，其包括载物装置和加载装置，其中：所述载物装置用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成用的部分，为待测车桥轮毂总成提供支撑；所述加载装置用于根据预设的车况模拟参数，对所述待测车桥轮毂总成进行加载。发明提供的车桥轮毂总成性能测试装置能够为车桥轮毂总成整体的疲劳寿命提供更加接近车辆实车状态的模拟环境，为产品开发起到较好的指导作用。

Description

一种车桥轮毂总成性能测试装置

技术领域

本发明涉及汽车***零部件检测领域，特别是涉及一种车桥轮毂总成性能测试装置。

背景技术

车桥轮毂总成是车轮的传动部件，其包括轮毂、轮毂内轴承、轮毂外轴承、轮毂油封和油封座圈。目前存在评价轴承的疲劳寿命的相关技术，但是，仍然无法对车桥轮毂总成整体的疲劳寿命以及油封的密封性能进行评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车桥轮毂总成性能测试装置来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种车桥轮毂总成性能测试装置，其包括载物装置和加载装置，其中：所述载物装置用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成用的部分，为待测车桥轮毂总成提供支撑；所述加载装置用于根据预设的车况模拟参数，对所述待测车桥轮毂总成进行加载。

进一步地，所述载物装置包括试验台和设置在所述试验台上的安装工装，所述安装工装用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成用的部分。

进一步地，所述安装工装包括轮毂安装设备、用于模拟车辆上与车桥轮毂总成固定连接的轮毂轴的固定轮毂轴和第一夹持机构；其中：所述轮毂安装设备具有传动轴，该传动轴的一端与所述转速模拟机构驱动连接，另一端与所述待测车桥轮毂总成传动连接；所述固定轮毂轴与所述待测车桥轮毂总成转动连接；所述第一夹持机构用于对所述固定轮毂轴夹持固定。

进一步地，所述轮毂安装设备还具有内置所述传动轴的外壳，所述安装工装还包括对所述外壳夹持固定用的第二夹持机构。

进一步地，所述第二夹持机构包括带中心通孔的夹持本体，所述中心通孔的内缘间隔分布有防止所述外壳转动用的突起结构。

进一步地，所述夹持本体的底部两侧分别向外水平延伸形成连接部，该连接部开设有安装孔，并与所述夹持本体之间的过渡面呈圆弧状。

进一步地，所述安装工装还包括第一固定底座，其沿所述传动轴方向设置有滑槽和螺栓孔，所述滑槽能够与所述第二夹持机构滑动配合，所述螺栓孔通过螺栓与所述安装孔固定连接。

进一步地，所述固定轮毂轴的外侧壁设置有与所述待测车桥轮毂总成中的轴承相配合的轴承台。

进一步地，所述加载装置包括载荷模拟机构、转速模拟机构和受力支座，其中：所述载荷模拟机构用于向所述待测车桥轮毂总成施加轴向和/或垂向力；所述转速模拟机构用于与所述待测车桥轮毂总成驱动连接，以控制所述待测车桥轮毂总成的转速。

进一步地，所述受力支座包括加载本体和延伸部，其中：所述加载本体顶部固连所述第一夹持机构，用于承受所述侧向力；所述延伸部设置在所述加载本体并沿水平方向延伸至所述待测车桥轮毂总成的正下方，用于承受所述垂向力。

进一步地，还包括力学传感器，其用于采集所述加载装置施加的载荷信息。

进一步地，还包括温度传感器，其设置在所述待测车桥轮毂总成上，用于采集所述待测车桥轮毂总成的温度信息。

由于本发明设置了载物装置和加载装置，载物装置用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成用的部分，为待测车桥轮毂总成提供支撑，加载装置用于根据预设的车况模拟参数，对待测车桥轮毂总成进行加载，因此本发明既可以按照实际装车情况将待测车桥轮毂总成装配到载物装置，还可以通过加载装置按照实际车况对车桥轮毂总成进行加载，也就是说，实验过程中车桥轮毂总成的装配情况及车况均可以设置成与实际车况一致，并根据待测车桥轮毂总成的磨损程度判定车桥轮毂总成整体的疲劳寿命。综上所述，本发明提供的车桥轮毂总成性能测试装置能够为车桥轮毂总成整体的疲劳寿命提供更加接近车辆实车状态的模拟环境，为产品开发起到较好的指导作用。

附图说明

图1为本发明根据一实施例提供的车桥轮毂总成性能测试装置装配上车桥轮毂总成后的立体示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1中的第二夹持机构的立体示意图；

图5为图1中的轮毂安装设备的主视图；

图6为图5的侧视图；

图7为图1中固定轮毂轴的立体示意图；

图8为图1中固定底座的俯视图；

图9为实际车况中轮毂的受力分析示意图。

附图标记：

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1示出的是本发明根据一实施例提供的车桥轮毂总成性能测试装置装配上车桥轮毂总成后的示意图。如图1所示，本实施例所提供的车桥轮毂总成性能测试装置包括载物装置1和加载装置2，其中：

载物装置1用于模拟车辆上装配和驱动车桥轮毂总成用的部分，为待测车桥轮毂总成3提供支撑力和驱动力。也就是说，载物装置1可以按照实际装车情况对待测车桥轮毂总成3进行装配。加载装置2用于根据预设的车况模拟参数，对所述待测车桥轮毂总成3进行加载，使待测车桥轮毂总成3按照实车工况进行持续工作。

上述的“车况模拟参数”包括加载参数，比如：垂向力、侧向力和待测车桥轮毂总成3的转速。此处的“垂向力”指的是沿竖直方向的力，此处的“侧向力”指的是垂直于“待测车桥轮毂总成3”所在平面的力。上述“车况模拟参数”主要按照“待测车桥轮毂总成3”所适用的车型、实际车况等进行预先设置。因此，通过将车况模拟参数设置成与实际使用工况一致，可以为车桥轮毂总成3的疲劳寿命测试提供更加接近汽车实车状态的模拟环境。

上述的“车况模拟参数”还包括试验次数、每次试验的时间以及停顿时间等。其中，“停顿时间”指的是控制待测车桥轮毂总成3两次动作之间的停顿时间，类似于：动作(往)1秒钟-停顿2秒钟-动作(复)1秒钟-停顿2秒钟。通过试验次数和每次试验的时间，再结合待测车桥轮毂总成3的磨损程度，便可以对车桥轮毂总成3的疲劳寿命测试进行判定。当然，试验次数和每次试验的时间可以由人为经验确定，因此，次数和试验时间(试验时间＝试验次数*每次试验的时间)将作为车桥轮毂总成3的疲劳寿命测试的主要指标。

综上，本发明既可以按照实际装车情况将待测车桥轮毂总成装配到载物装置，还可以通过加载装置按照实际车况对车桥轮毂总成进行加载，也就是说，实验过程中车桥轮毂总成的装配情况及车况均可以设置成与实际车况一致，并根据待测车桥轮毂总成的磨损程度判定车桥轮毂总成整体的疲劳寿命。综上所述，本发明提供的车桥轮毂总成性能测试装置能够为车桥轮毂总成整体的疲劳寿命提供更加接近车辆实车状态的模拟环境，为产品开发起到较好的指导作用。

如图1至3所示，作为载物装置1的一种优选实施方式，其包括试验台11和安装工装13。其中：试验台11采用的是铁底板，安装固定在稳固、平整的地基上，为T型槽结构，固定工件方便。安装工装13设置在试验台11上。安装工装13用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成的部分(比如是转向节或驱动桥桥壳等)，为安装在安装工装13上的待测车桥轮毂总成3的装配提供接近实车的模拟环境。

优选地，安装工装13包括轮毂安装设备131、固定轮毂轴132和第一夹持机构133。其中：轮毂安装设备131具有传动轴1311，该传动轴1311的一端与转速模拟机构24驱动连接，另一端与待测车桥轮毂总成3传动连接。因此，转速模拟机构24输出的动力可以通过传动轴1311传递给待测车桥轮毂总成3，以控制待测车桥轮毂总成3按照预设的转速进行转动。固定轮毂轴132用于模拟车辆上与车桥轮毂总成固定连接的轮毂轴，用于与待测车桥轮毂总成3转动连接，比如实车工况中的轴承连接。第一夹持机构133用于对固定轮毂轴132夹持固定，比如图2中示出的支耳或支架结构等。通过轮毂安装设备131和固定轮毂轴132，可以保证待测车桥轮毂总成3按照实际装车情况进行装配，有利于提供接近实车的模拟环境。

如图1至3、图5和图6所示，上述实施例中，轮毂安装设备131还具有内置传动轴1311的外壳1312，外壳1312具有将待测车桥轮毂总成3安装到安装工装13的安装面1313，安装面1313上设置有若干连接孔1314。在本发明的其它实施例中，连接孔1314还可以设置为螺纹孔，连接本发明的轮毂安装设备131的过程中，可以通过螺栓或连接销等构件将本发明的轮毂安装设备131与待测车桥轮毂总成3连接起来。

安装工装13还包括第二夹持机构134，第二夹持机构134用于对外壳1312夹持固定。第二夹持机构134也可以采用第一夹持机构133相类似的结构，比如图2中示出的支耳或支架等支撑结构等。图2中示出的第二夹持机构134的数量是两个，亦即为外壳1312提供两个支撑点，以实现轮毂安装设备131的安装和固定。

如图4所示，上述实施例中，第二夹持机构134包括带中心通孔1341的夹持本体1342，中心通孔1341的内缘间隔分布有突起结构1343，突起结构1343可以与外壳1312压紧配合，进一步地实现对外壳1312的固定夹紧，防止外壳1312转动。可以理解的是，本发明不限于此种压紧配合的结构，其它能够实现支撑但防止转动的结构也在本发明的保护范围之内。

夹持本体1342的底部两侧分别向外水平延伸形成连接部1344，该连接部1344开设有安装孔1345。在本发明的其它实施例中，安装孔1345还可以设置为螺纹孔，连接本发明的夹持本体1342的过程中，可以通过螺栓或连接销等构件将本发明的夹持本体1342与其它部件连接起来。连接部1344与夹持本体1342之间的过渡面呈圆弧状，其有利于避免应力集中。

上述各实施例中，安装工装13还包括第一固定底座135，其与试验台11通过螺栓连接固定，装拆方便。第一固定底座135沿传动轴1311方向设置有滑槽1351和连接孔1352，其中：滑槽1351分为左滑槽和右滑槽，与此相对应地，第二夹持机构134设置有左滑块和右滑块，通过滑块和滑槽之间的配合，可以使第一固定底座135和第二夹持机构134形成滑动配合。也就是说，可以通过滑动第二夹持机构134，来调整第二夹持机构134相对于第一固定底座135的位置关系，即改变第二夹持机构134对外壳1312的支撑点位置，以解决不同待测车桥轮毂总成3的重量存在区别的问题。当第二夹持机构134调整至预设位置的时候，可以采用螺栓螺栓或连接销等构件穿过连接孔1352和安装孔1345，以固定连接第二夹持机构134和第一固定底座135。第一固定底座135上还固定连接有转速模拟机构24，以使转速模拟机构24的动力输出端与传动轴1311的动力输入端的中心线对齐。

上述实施例中，固定轮毂轴132采用阶梯轴，即外侧壁设置有与待测车桥轮毂总成3中的轴承相配合的轴承台1321。固定轮毂轴132的端面设置有螺栓孔。固定轮毂轴132穿过第一夹持机构133的中心孔，通过轴承与待测车桥轮毂总成3连接。

上述实施例中，加载装置2用于根据预设的车况模拟参数，对所述待测车桥轮毂总成3进行加载，使待测车桥轮毂总成3按照实车工况进行工作。加载装置2包括载荷模拟机构、转速模拟机构24和受力支座，其中：

所述载荷模拟机构比如可以采用现有的液压机构实现，其用于按照预设的载荷向待测车桥轮毂总成3施加侧向力(图2中的A方向)和/或垂向力(图2中的B方向)，实际试验中，试验的最大负荷应超过160000N。所述载荷模拟机构能够保证准确地设置载荷、检查载荷及变形量并能在出现故障而使行程增加时使设备自动停止。

图9示出的是轮毂的受力分析示意图。如图9所示，在整车行驶的极端情况下，下列几种载荷会同时作用于轮毂上。

第一种载荷：地面对轮毂的支撑力B；第二种载荷：为车辆转弯时沿车桥轴线作用的侧向力A；第三载荷：该种载荷为弯矩Q，弯矩Q由第一种载荷中的支撑力B作用于与轮盘法兰面M到车轮中心N之间的距离E等长的臂上而产生，Q＝B×E。由于第三种载荷也是由第一种载荷产生的，所以在本发明所提供的车桥轮毂性能测试装置中仅取用了第一种和第二种载荷，即：图2中施加的垂向力B相当于第一种载荷，侧向力A相当于第二种载荷，因此本发明施加的载荷能够与实际车况相一致，有利于提供接近实车的模拟环境。

转速模拟机构24用于模拟驱动车桥轮毂总成用的部分比如是发动机等动力源部分。转速模拟机构24用于与待测车桥轮毂总成3驱动连接，以控制待测车桥轮毂总成3的转速。转速模拟机构24可以采用电机，电机的功率需要满足能够模拟整车实际车速，使转速模拟机构24为待测车桥轮毂总成3提供与实车工况相一致的转动驱动力，以提高模拟的真实性。

所述受力支座具体可以包括加载本体21和延伸部22，其中：加载本体21顶部固连第一夹持机构133，用于承受所述侧向力，以将所述侧向力依次通过第一夹持机构133和固定轮毂轴132传递到待测车桥轮毂总成3。延伸部22设置在加载本体21一侧，并沿水平方向延伸至待测车桥轮毂总成3的正下方。延伸部22用于承受所述垂向力，以将所述垂向力依次通过第一夹持机构133和固定轮毂轴132传递到待测车桥轮毂总成3。

实质上，如图2所示，第一夹持机构133、加载本体21和延伸部22可以一体成型，该一体成型工艺可以采用公知方法获得。

所述受力支座还包括第二固定底座23，其与试验台11通过螺栓连接固定，装拆方便。第二固定底座23采用加强结构，牢固稳定。

待测试的车桥轮毂总成3可以是直接装车使用的车桥轮毂总成，也可以是经完整加工而成的、可供车桥装配用的具有代表性的新车桥轮毂总成，并且每个车桥轮毂总成只能用于一次试验。车桥轮毂总成具体包含的零件如下表所示。

本发明所提供的试验装置可以按照实际工况进行加载试验，完全模拟实际装车情况，既可以整体评价车桥轮毂总成的疲劳寿命，也可以评价轴承疲劳寿命，还可以评价油封的密封性能，上述各种性能的测试的均是以次数和试验时间作为主要的判定指标，各种性能测试的差异仅仅在于测试所使用或待评价的零部件不同。判定方法总体上类似于：整体评价车桥轮毂总成的疲劳寿命测试时，如果车桥轮毂总成3按照预设的次数和试验时间测试完成后，仍然完好无损，则判定该车桥轮毂总成3的疲劳寿命为优良；如果车桥轮毂总成3按照预设的次数和试验时间测试完成后破损严重，则判定该车桥轮毂总成3的疲劳寿命为差。

上述各实施例中，车桥轮毂总成性能测试装置还包括力学传感器4，力学传感器4用于采集加载装置2施加的载荷信息，其数量至少是两个，分别设置在加载本体21和延伸部22的受力点，如图2中A点、B点。力学传感器4采集到的载荷信息用作检查所述载荷模拟机构是否按照预设的载荷进行加载的判断依据，检查频率可以设置在0.52到2赫兹范围内。

上述各实施例中，车桥轮毂总成性能测试装置还包括温度传感器5，温度传感器5设置在就是在轮毂外边，可采用非接触式的温度传感器，用于监测整个实验过程中待测车桥轮毂总成3的温度状况。温度传感器5使用时，例如当检测到的温度超过120°，则表明待测车桥轮毂总成3的其它零部件出现了有问题，此时试验人员需要立刻停止试验，排查问题产生的原因之后方可继续试验或重新安排试验。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：包括载物装置(1)和加载装置(2)，其中：所述载物装置(1)用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成用的部分，为待测车桥轮毂总成(3)提供支撑；所述加载装置(2)用于根据预设的车况模拟参数，对所述待测车桥轮毂总成(3)进行加载；所述载物装置(1)包括安装工装(13)，所述安装工装(13)包括轮毂安装设备(131)，所述轮毂安装设备(131)具有传动轴(1311)及内置所述传动轴(1311)的外壳(1312)，所述传动轴(1311)的一端与转速模拟机构(24)驱动连接，另一端与所述待测车桥轮毂总成(3)传动连接；所述安装工装(13)还包括对所述外壳(1312)夹持固定用的第二夹持机构(134)。

2.如权利要求1所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述载物装置(1)包括试验台(11)和设置在所述试验台(11)上的安装工装(13)，所述安装工装(13)用于模拟车辆上装配车桥轮毂总成用的部分。

3.如权利要求2所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述安装工装(13)还包括用于模拟车辆上与车桥轮毂总成固定连接的轮毂轴的固定轮毂轴(132)和第一夹持机构(133)；其中：所述固定轮毂轴(132)与所述待测车桥轮毂总成(3)转动连接；所述第一夹持机构(133)用于对所述固定轮毂轴(132)夹持固定。

4.如权利要求1所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述第二夹持机构(134)包括带中心通孔(1341)的夹持本体(1342)，所述中心通孔(1341)的内缘间隔分布有防止所述外壳(1312)转动用的突起结构(1343)。

5.如权利要求4所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述夹持本体(1342)的底部两侧分别向外水平延伸形成连接部(1344)，该连接部(1344)开设有安装孔(1345)，并与所述夹持本体(1342)之间的过渡面呈圆弧状。

6.如权利要求5所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述安装工装(13)还包括第一固定底座(135)，其沿所述传动轴(1311)方向设置有滑槽(1351)和螺栓孔(1352)，所述滑槽(1351)能够与所述第二夹持机构(134)滑动配合，所述螺栓孔(1352)通过螺栓与所述安装孔(1345)固定连接。

7.如权利要求3所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述固定轮毂轴(132)的外侧壁设置有与所述待测车桥轮毂总成(3)中的轴承相配合的轴承台(1321)。

8.如权利要求3所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述加载装置(2)包括载荷模拟机构、转速模拟机构(24)和受力支座，其中：所述载荷模拟机构用于向所述待测车桥轮毂总成(3)施加轴向和/或垂向力；所述转速模拟机构(24)用于与所述待测车桥轮毂总成(3)驱动连接，以控制所述待测车桥轮毂总成(3)的转速。

9.如权利要求8所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：所述受力支座包括加载本体(21)和延伸部(22)，其中：所述加载本体(21)顶部固连所述第一夹持机构(133)，用于承受侧向力；所述延伸部(22)设置在所述加载本体(21)并沿水平方向延伸至所述待测车桥轮毂总成(3)的正下方，用于承受所述垂向力。

10.如权利要求1所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：还包括力学传感器(4)，其用于采集所述加载装置(2)施加的载荷信息。

11.如权利要求1所述的车桥轮毂总成性能测试装置，其特征在于：还包括温度传感器(5)，其设置在所述待测车桥轮毂总成(3)上，用于采集所述待测车桥轮毂总成(3)的温度信息。