CN109060387A - 一种车辆转向***用负载模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种车辆转向***用负载模拟试验装置，包括：油箱；油泵；加载油缸，其伸缩杆与车辆转向***连接；油路换向阀组，加载油缸的左油腔和右油腔分别与油路换向阀组连通，且油路换向阀组的回油管路与油箱连通，油路换向阀组的供油管路与油泵连通；压力控制阀，用于调节油路压力；压力检测部件，用于检测高压油路的压力；加载控制器，与压力控制阀和压力检测部件连接，用于根据加载油缸的动作控制压力调节阀动作。车辆转向***转向动作时，驱动加载油缸的伸缩杆移动，加载控制器根据压力检测部件检测的压力和加载油缸的动作控制压力调节阀动作，调节压力，作为负载压力通过加压油缸被动作用于车辆转向***，模拟实际工况下的摩擦阻力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆转向***用负载模拟试验装置。
背景技术
车辆转向***是车辆底盘的重要组成部分，控制车辆的行驶方向。转向性能的优劣对车辆的操作稳定性、行驶安全以及作业效率有极其重要的影响，转向灵敏、操纵轻便、工作可靠是对转向***的基本要求。
车辆转向***在转向运动过程中，需要克服阻力(主要为摩擦力)，达到目标角度。转向***负载模拟试验装置作为转向***开发过程中性能测试的重要部分，将负载模拟试验装置连接到转向机构上，可模拟汽车不同工况下的转向阻力，可用于检验新开发的转向***转向力、转向精度、响应时间等，是研究转向***响应状态、转向***优化设计的重要依据。现有的负载模拟试验装置均为主动加载负载，即通过负载模拟试验装置对车辆转向***主动加载作用力，以驱动转向***转动，模拟阻力，检测转向***的相应状态。但现有的负载模拟试验装置的作用力产生方式与车辆转向***的实际工况有差别，且加载方式缺乏灵活性，不能很好地实现动态变路况转向阻力模拟。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆转向***用负载模拟试验装置，以模拟车辆转向***的实际负载情况。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种车辆转向***用负载模拟试验装置，包括：
油箱；
油泵，与所述油箱连通；
加载油缸，所述加载油缸的伸缩杆用于与车辆转向***连接；
油路换向阀组，所述加载油缸的左油腔和右油腔分别与油路换向阀组连通，且所述油路换向阀组的回油管路与所述油箱连通，所述油路换向阀组的供油管路与所述油泵连通；
压力控制阀，设置于所述回油管路上，用于调节负载模拟试验装置的油路压力；
压力检测部件，用于检测高压油路的压力；
加载控制器，与所述压力控制阀和所述压力检测部件连接，用于根据加载油缸的动作控制压力调节阀动作。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，还包括万向固定座，所述加载油缸固定于所述万向固定座上。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，所述压力控制阀为比例溢流阀。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，所述比例溢流阀的内部设置有压力反馈闭环***。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，所述压力检测部件为压力传感器或压力计。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，所述加载油缸为双出杆液压缸。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，所述油路换向阀组为由四个单向阀组成的液压桥阀块，四个所述单向阀分别为顺序首尾连接的第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀的导向相同，所述第二单向阀和所述第三单向阀的导向相反，所述第三单向阀和所述第四单向阀的导向相同，所述液压桥阀块的位于所述第一单向阀和所述第二单向阀之间的第一接油管与所述左油腔连通，所述液压桥阀块的位于所述第三单向阀和所述第四单向阀之间的第二接油管与所述右油腔连通；所述回油管路的一端连接于所述第一单向阀和所述第四单向阀之间，所述供油管路的一端连接于所述第二单向阀和所述第三单向阀之间。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，还包括背压管路和背压阀，所述背压管路的一端连接于所述第二单向阀与所述第三单向阀之间，所述背压阀设置于所述背压管路中，所述背压阀的导流方向为由所述液压桥阀块流向所述油箱。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，还包括设置于所述供油管路上的过滤器。
优选地，在上述的负载模拟试验装置中，还包括设置于所述油箱中的液位计、吸油过滤器和空滤器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的车辆转向***用负载模拟试验装置中，加载油缸的伸缩杆与车辆转向***连接，车辆转向***转向动作时，驱动加载油缸的伸缩杆移动，加载油缸的高压油腔中的高压油经油路换向阀组和压力控制阀后，经回油管路回到油箱中，油箱中的油经油泵加压后通过供油管路补入加载油缸低压油腔，加载控制器根据压力检测部件检测的高压油路的压力和加载油缸的动作控制压力调节阀动作，调节负载模拟试验装置中的压力，该压力作为负载压力最终通过加压油缸作用在车辆转向***上，被动加载力，以模拟实际工况下的摩擦阻力。与现有的主动加载力的方式相比，本发明中的负载模拟试验装置更加符合实际工况的摩擦阻力产生方式，试验效果更加真实可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种车辆转向***用负载模拟试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种车辆转向***用负载模拟试验装置的工作状态示意图；
图3为本发明实施例提供的一种车辆转向***用负载模拟试验装置的原理结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种车辆转向***用负载模拟试验装置的工作状态示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种车辆转向***用负载模拟试验装置的工作状态示意图。
其中，1为加载油缸、11为伸缩杆、12为左油腔、13为右油腔、2为万向固定座、3为泵站、31为油箱、32为油泵、33为吸油过滤器、34为空滤器、35为液位计、4为加载阀组、41为油路换向阀组、411为第一单向阀、412为第二单向阀、413为第三单向阀、414为第四单向阀、42为压力调节阀、43为压力检测部件、44为第一接油管、45为第二接油管、46为背压阀、47为过滤器、48为供油管路、49为回油管路、5为加载控制器、6为车辆转向***、A为负载模拟试验装置。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种车辆转向***用负载模拟试验装置，能够模拟车辆转向***的实际负载情况。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1-图3，本发明实施例提供了一种车辆转向***用负载模拟试验装置，以下简称负载模拟试验装置A，其包括泵站3、加载阀组4、加载控制器5和加载油缸1；其中，加载油缸1包括左油腔12、右油腔13和伸缩杆11，伸缩杆11用于与车辆转向***6连接，具体地，伸缩杆11与车辆转向***6的梯形机构连接；泵站3包括油箱31和油泵32，油泵32与油箱31连通；加载阀组4包括压力控制阀42、油路换向阀组41和压力检测部件43，加载油缸1的左油腔12和右油腔13分别与油路换向阀组41连通，且油路换向阀组41的回油管路49与油箱31连通，油路换向阀组41的供油管路48与油泵32连通，通过油路换向阀组41改变加载油缸1中的液压油的进出方向，使加载油缸1中的高压油腔中的油回到油箱31，油箱31中的低压油补入低压油腔；压力控制阀42设置于回油管路49上，用于调节负载模拟试验装置的油路压力；压力检测部件43用于检测负载模拟试验装置的高压油路压力；加载控制器5与压力控制阀42和压力检测部件43连接，用于根据压力检测部件43检测的压力以及加载油缸1的动作控制压力调节阀42动作，进而调节加载力。
该负载模拟试验装置的工作原理是：加载油缸1的伸缩杆11与车辆转向***6连接，车辆转向***6转向动作时，驱动加载油缸1的伸缩杆11移动，加载油缸1的左油腔12和右油腔13中的一个为高压油腔，高压油腔中的高压油经油路换向阀组41和压力控制阀42后，经回油管路49回到油箱31中，油箱31中的低压油经油泵32加压后通过供油管路48补入加载油缸1低压油腔，加载控制器5根据压力检测部件43检测的高压油路的压力以及加载油缸1的动作控制压力调节阀42动作，调节负载模拟试验装置A中的压力，该压力作为负载压力最终通过加压油缸1的伸缩杆11作用在车辆转向***6上，形成被动的加载压力，以模拟实际工况下的摩擦阻力。其模拟了车辆转向***6实际受到的摩擦力的情况，即车辆转向***6在工作时受到摩擦力作用，摩擦力随车辆转向***6运动产生，随运动动作停止而减小或消失。因此，负载模拟试验装置A的加载力大小的设定由加载控制器5和压力控制阀42控制，加载力的产生和消失跟随加载油缸1受到的外力而改变。加载控制器5中预设有加载力控制程序，通过调节压力控制阀42进行压力调整，适应不同路况和不同车型的参数要求，加载灵活易操作，其能实现恒定力加载、交变力加载以及预设曲线的力加载，实现动态复杂路况的交变转向阻力模拟。与现有的主动加载力的方式相比，本发明中的负载模拟试验装置A更加符合实际工况的摩擦阻力产生方式，试验效果更加真实可靠。
进一步地，在本实施例中，负载模拟试验装置A还包括万向固定座2，加载油缸1固定于万向固定座2上，使加载油缸1运动灵活，避免卡滞。
进一步地，在本实施例中，压力控制阀42为比例溢流阀，比例溢流阀与加载控制器5连接后，能够精准的控制油路压力，提高加载力的精确加载。
更进一步地，在本实施例中，比例溢流阀的内部设置有压力反馈闭环***。如此设置，加载控制器5采集压力检测部件43的压力值，通过控制比例溢流阀的溢流压力来达到加载力的闭环控制。具有压力反馈闭环***的比例溢流阀的响应时间、控制精度、误差补偿能力都很高，能够为负载模拟试验装置A提供高精度的加载压力。
在本实施例中，压力检测部件43为压力传感器或压力计，只要能够检测油路压力并反馈给加载控制器即可。
在本实施例中，加载油缸1为双出杆液压缸，保证了双向加载力平衡。
如图3所示，本实施例提供了一种具体的油路换向阀组41，该油路换向阀组41为由四个单向阀组成的液压桥阀块，四个单向阀分别为顺序首尾连接的第一单向阀411、第二单向阀412、第三单向阀413和第四单向阀414，第一单向阀411和第二单向阀412的导向相同，第二单向阀412和第三单向阀413的导向相反，第三单向阀413和第四单向阀414的导向相同，液压桥阀块的位于第一单向阀411和第二单向阀412之间的第一接油管44与左油腔12连通，液压桥阀块的位于第三单向阀413和第四单向阀414之间的第二接油管45与右油腔13连通；回油管路49的一端连接于第一单向阀411和第四单向阀414之间，供油管路48的一端连接于第二单向阀412和第三单向阀413之间。
该油路换向阀组41的工作原理为：
如图4所示，当加载油缸1的伸缩杆11受到车辆转向***6驱动力向右移动时，右油腔13为高压油腔，高压油的流向为实心箭头所指，高压油依次经第二接油管45、第四单向阀414、回油管路49、压力调节阀42回到油箱31；左油腔12为低压油腔，低压油的流向为空心箭头所指，油箱31中的低压油依次经过油泵32、供油管路48、第二单向阀412、第一接油管44补入左油腔12中，维持低压油腔液压油始终处于充满状态，防止加载油缸1吸空，产生空气，影响***精度。其中，高压油在经过压力控制阀42时，加载控制器5根据压力检测部件43的压力以及伸缩杆11的动作控制压力控制阀42进行动作，对高压油路的压力进行调节，以作为加载油缸1的加载力作用于车辆转向***6上，实现被动加载负载。
如图5所示，当加载油缸1的伸缩杆11受到车辆转向***6驱动力向左移动时，左油腔12为高压油腔，高压油的流向为实心箭头所指，高压油依次经第一接油管44、第一单向阀411、回油管路49、压力调节阀42回到油箱31；右油腔13为低压油腔，低压油的流向为空心箭头所指，油箱31中的低压油依次经过油泵32、供油管路48、第三单向阀413、第二接油管45补入右油腔13中，维持低压油腔液压油始终处于充满状态，防止加载油缸1吸空，产生空气，影响***精度。其中，高压油在经过压力控制阀42时，加载控制器5根据压力检测部件43的压力以及伸缩杆11的动作控制压力控制阀42进行动作，对高压油路的压力进行调节，以作为加载油缸1的加载力作用于车辆转向***6上，实现被动加载负载。
可见，无论加载油缸1的加载方向怎么变化，液压桥阀块始终能保证自动迅速的换向，保证高压液压油和低压补油按正确方向流动，不需要外部再单独控制。
当然，油路换向阀组41还可以采用多个换向控制阀实现，只是结构比液压桥阀块复杂，控制比较复杂。
进一步地，在本实施例中，负载模拟试验装置A还包括背压管路和背压阀46，背压管路的一端连接于第二单向阀412与第三单向阀413之间，背压阀46设置于背压管路中，背压阀46的导流方向为由液压桥阀块流向油箱31。通过背压阀46可以保证低压油腔始终不吸空，使油路换向阀组41中的液压油具有一定压力，当压力过大时，背压阀46打开，向油箱31中卸压。
在本实施例中，负载模拟试验装置A还包括设置于供油管路48上的过滤器47，以对油路中的杂质进行过滤。
进一步地，在本实施例中，负载模拟试验装置A还包括设置于油箱31中的液位计35、吸油过滤器33和空滤器34。液位计35便于控制油箱31的液位，吸油过滤器33用于过滤油箱31中的杂质，空滤器34用于避免外部空气中的杂质进入油箱31中。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种车辆转向***用负载模拟试验装置，其特征在于，包括：
油箱(31)；
油泵(32)，与所述油箱(31)连通；
加载油缸(1)，所述加载油缸(1)的伸缩杆(11)用于与车辆转向***(6)连接；
油路换向阀组(41)，所述加载油缸(1)的左油腔(12)和右油腔(13)分别与所述油路换向阀组(41)连通，且所述油路换向阀组(41)的回油管路(49)与所述油箱(31)连通，所述油路换向阀组(41)的供油管路(48)与所述油泵(32)连通；
压力控制阀(42)，设置于所述回油管路(49)上，用于调节负载模拟试验装置(A)的油路压力；
压力检测部件(43)，用于检测高压油路的压力；
加载控制器(5)，与所述压力控制阀(42)和所述压力检测部件(43)连接，用于根据高压油路的压力以及加载油缸(1)的动作控制压力调节阀(42)动作，调节加载力。
2.根据权利要求1所述的负载模拟试验装置，其特征在于，还包括万向固定座(2)，所述加载油缸(1)固定于所述万向固定座(2)上。
3.根据权利要求1所述的负载模拟试验装置，其特征在于，所述压力控制阀(42)为比例溢流阀。
4.根据权利要求3所述的负载模拟试验装置，其特征在于，所述比例溢流阀的内部设置有压力反馈闭环***。
5.根据权利要求1所述的负载模拟试验装置，其特征在于，所述压力检测部件(43)为压力传感器或压力计。
6.根据权利要求1所述的负载模拟试验装置，其特征在于，所述加载油缸(1)为双出杆液压缸。
7.根据权利要求1-6任一项所述的负载模拟试验装置，其特征在于，所述油路换向阀组(41)为由四个单向阀组成的液压桥阀块，四个所述单向阀分别为顺序首尾连接的第一单向阀(411)、第二单向阀(412)、第三单向阀(413)和第四单向阀(414)，所述第一单向阀(411)和第二单向阀(412)的导向相同，所述第二单向阀(412)和所述第三单向阀(413)的导向相反，所述第三单向阀(413)和所述第四单向阀(414)的导向相同，所述液压桥阀块的位于所述第一单向阀(411)和所述第二单向阀(412)之间的第一接油管(44)与所述左油腔(12)连通，所述液压桥阀块的位于所述第三单向阀(413)和所述第四单向阀(414)之间的第二接油管(45)与所述右油腔(13)连通；所述回油管路(49)的一端连接于所述第一单向阀(411)和所述第四单向阀(414)之间，所述供油管路(48)的一端连接于所述第二单向阀(412)和所述第三单向阀(413)之间。
8.根据权利要求7所述的负载模拟试验装置，其特征在于，还包括背压管路和背压阀(46)，所述背压管路的一端连接于所述第二单向阀(412)与所述第三单向阀(413)之间，所述背压阀(46)设置于所述背压管路中，所述背压阀(46)的导流方向为由所述液压桥阀块流向所述油箱(31)。
9.根据权利要求1-6任一项所述的负载模拟试验装置，其特征在于，还包括设置于所述供油管路(48)上的过滤器(47)。
10.根据权利要求1-6任一项所述的负载模拟试验装置，其特征在于，还包括设置于所述油箱(31)中的液位计(35)、吸油过滤器(33)和空滤器(34)。
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