RU2075743C1 - Stand for testing vehicle carrying system - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering; testing facilities for frame, platform, suspensions. SUBSTANCE: stand has base with fitted on load device consisting of hydraulic servo cylinders and rear and front supports. Twin front support is made floating in vertical direction and is coupled by means of spherical joints with front loading beam. Rear support has cylindrical joints at both sides in its upper part. Novelty is that rear support has additional rear loading beam connected with stand base by means of spherical joint and connected by ends with upper cylindrical joints through brackets rigidly connected with loading beam. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для испытания несущих систем транспортных средств, в частности, рам, подвесок, платформ, опор силового агрегата. The invention relates to devices for testing the supporting systems of vehicles, in particular, frames, suspensions, platforms, supports of the power unit.

Известен стенд для испытания транспортных средств, в котором колеса прикреплены к опорным башмакам, установленным на штоках нагружающих цилиндров /Б.В.Цимбалин и др. Испытание автомобилей, М, Машиностроение, 1978/. Контрольно-управляющее устройство стенда задает клапаном управления гидроцилиндров возмущающие сигналы, записанные в дорожных условиях. Недостатком данного устройства является невозможность проведения ускоренных испытаний в режиме тяжелых дорожных условий, т.к. горизонтальная сила инерции, возникающая от боковой качки транспортного средства передается к основанию стенда через шток гидроцилиндров, что приводит к их интенсивному износу, особенно уплотнителей. A well-known test bench for vehicles in which the wheels are attached to supporting shoes mounted on the rods of the loading cylinders / B.V. Tsimbalin and others. Testing cars, M, Mechanical Engineering, 1978 /. The control and control device of the stand sets the control valve of the hydraulic cylinders disturbing signals recorded in road conditions. The disadvantage of this device is the inability to conduct accelerated tests in heavy traffic conditions, because the horizontal inertial force arising from the side rolling of the vehicle is transmitted to the base of the stand through the rod of the hydraulic cylinders, which leads to their intensive wear, especially seals.

Известен стенд для испытания несущей системы транспортного средства, содержащий основание с установленным на нем нагружающим устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, задней и передней опор, причем передняя опора выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении и связана посредством сферических шарниров с передней нагрузочной балкой, а задняя опора состоит из верхнего цилиндрического и нижнего сферического шарниров /а.с. СССР N 1203395, G 01 M 17/00, 1986 БИ N 1 прототип/. A well-known test bench for the vehicle’s load-bearing system, comprising a base with a loading device mounted on it, consisting of servo-hydraulic cylinders, rear and front supports, and the front support is made double and floating in the vertical direction and connected by spherical hinges to the front load beam, and the rear the support consists of an upper cylindrical and lower spherical joints / a.s. USSR N 1203395, G 01 M 17/00, 1986 BI N 1 prototype.

Недостатком известной конструкции является невозможность нагружения задней подвески транспортного средства, в то время как известно, что наиболее повреждающим фактором несущих рамных конструкций является кососимметричное нагружение, т. е. одновременное приложение нагрузки к расположенным диагонально-переднему и заднему колесам. Ускоренные стендовые испытания несущих систем проводят, как бы иммитируя движение по треку со сменными неровностями, которые устанавливаются таким образом, что на них одновременно наезжают диагонально расположенные колеса передней и задней оси. В виду того что известный стенд позволяет закручивать только переднюю часть, а задняя подвеска не нагружается внешними силами, то на этом стенде невозможно полностью иммитировать режим нагружения на треке со сменными неровностями, и поэтому полученный результат испытаний на стенде не полностью соответствует действительности. Этот недостаток касается нагружения как в статическом, так и динамическом режиме. A disadvantage of the known design is the inability to load the rear suspension of the vehicle, while it is known that the most damaging factor of the supporting frame structures is skew-symmetric loading, i.e., the simultaneous application of load to the diagonal-front and rear wheels. Accelerated bench tests of load-bearing systems are carried out, as if simulating movement along a track with interchangeable irregularities, which are installed in such a way that diagonally located wheels of the front and rear axles simultaneously run into them. Since the well-known stand allows only the front part to be twisted, and the rear suspension is not loaded with external forces, it is impossible to completely simulate the loading mode on the track with interchangeable irregularities on this stand, and therefore the test result obtained on the stand does not fully correspond to reality. This drawback applies to loading in both static and dynamic mode.

Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей стенда и приближение условий нагружения с реальным. The invention is aimed at expanding the functionality of the stand and the approximation of loading conditions with the real.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытания несущей системы транспортного средства, содержащем основание с установленными на нем нагружающим устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, двух опор, передняя из которой выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении, а задняя содержит в верхней части с обеих сторон цилиндрические шарниры, переднюю нагрузочную балку, связанную серединой посредством сферических шарниров с передней опорой, при этом задняя опора снабжена задней нагрузочной балкой, связанной серединой с основанием стенда посредством сферического шарнира и кронштейнами, жестко связанными с концами задней нагрузочной балки и с верхними цилиндрическими шарнирами. The specified technical result is achieved by the fact that in the test bench for the vehicle supporting system, comprising a base with a loading device mounted on it, consisting of servo-hydraulic cylinders, two supports, the front of which is double and floating in the vertical direction, and the rear one contains in the upper part on both sides are cylindrical hinges, a front load beam connected in the middle by spherical hinges with a front support, while the rear support is equipped with a rear load internal beam associated with the middle of the stand base by means of a spherical hinge and bracket fixedly connected with the rear ends of the load beams and with upper cylindrical hinges.

Таким образом, заявляемый стенд отличается от прототипа тем, что:
задняя опора дополнительно снабжена задней нагрузочной балкой, связанной серединой с основанием стенда посредством сферического шарнира, и кронштейнами, жестко связанными с концами задней нагрузочной балки и с верхними цилиндрическими шарнирами.Thus, the inventive stand differs from the prototype in that:
the rear support is additionally equipped with a rear load beam, connected in the middle with the base of the stand by means of a spherical hinge, and brackets rigidly connected to the ends of the rear load beam and with the upper cylindrical hinges.

Следовательно заявляемый стенд соответствует критерию изобретения "новизна". Therefore, the claimed stand meets the criteria of the invention of "novelty."

Наличие в заявляемом решении задней нагрузочной балкой и связь ее через верхние цилиндрические шарниры с осью балансирной подвески позволяет закручивать ось балансирной подвески, т.е. прикладывать силы к задней подвеске непосредственно, а то время как в прототипе нагружается только передняя часть рамы, т.е. в заявляемом решении нагружение транспортного средства идентифицируется полностью с дорожным, например, треком со сменными поверхностями. The presence in the claimed solution of the rear load beam and its connection through the upper cylindrical hinges with the axis of the balancer suspension allows you to twist the axis of the balancer suspension, i.e. apply forces to the rear suspension directly, while in the prototype only the front of the frame is loaded, i.e. in the claimed solution, the loading of the vehicle is identified completely with the road, for example, a track with interchangeable surfaces.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема предлагаемого стенда, на фиг. 2 вид А на фиг. 1. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of the proposed stand, in FIG. 2, view A in FIG. one.

Рама 1 транспортного средства элементами передней подвески 2 в передней части закреплена к передней нагрузочной балке 3, которая по концам опирается на основание стенда через нагружающие сервогидравлические цилиндры 4 и 5, а посередине через сдвоенный гидроцилиндр 6, штоки 7 и 8 которого соединены с нагрузочной балкой 3 посредством сферических шарниров. The frame 1 of the vehicle with front suspension elements 2 in the front part is fixed to the front load beam 3, which at the ends rests on the base of the stand through loading servo-hydraulic cylinders 4 and 5, and in the middle through a twin hydraulic cylinder 6, rods 7 and 8 of which are connected to the load beam 3 through spherical joints.

Ось балансира 9 задней подвески 10 шарнирно соединена с кронштейнами 11 и 12 жестко закрепленными к задней нагрузочной балке 13, которая посередине соединена с основанием стенда сферическим шарниром 14, а по концам опирается на нагружающие сервогидравлические цилиндры 15 и 16, которые сферическими шарнирами как и гидроцилиндры 4 и 5 соединены с основанием стенда. The axis of the balancer 9 of the rear suspension 10 is pivotally connected to the brackets 11 and 12 rigidly fixed to the rear load beam 13, which in the middle is connected to the base of the stand by a spherical hinge 14, and at the ends it is supported by loading servo-hydraulic cylinders 15 and 16, which are spherical hinges like hydraulic cylinders 4 and 5 are connected to the base of the stand.

Сдвоенный гидроцилиндр 6 благодаря соединению с нагрузочной балкой 3 сферическими шарнирами позволяет ей вертикальное перемещение S, поворот на угол β с заданным ускорением, поворот на угол a /фиг. 1/, необходимый для иммитации преодоления препятствия транспортным средством одновременно двумя колесами, а также воспроизведения режима галопирования. Конструкция обеспечивает также устойчивость от опрокидывания со спецприспособлением стенда в поперечном и продольном направлениях, и от поворота в горизонтальной плоскости при испытании с большими амплитудами перемещений. The double hydraulic cylinder 6, due to the connection with the load beam 3 by spherical joints, allows it to move vertically S, rotate through angle β with a given acceleration, rotate through angle a / Fig. 1 /, necessary to simulate overcoming an obstacle by a vehicle simultaneously with two wheels, as well as reproducing the galloping mode. The design also provides stability against overturning with the special device of the stand in the transverse and longitudinal directions, and against rotation in the horizontal plane during testing with large amplitudes of displacements.

Конструкция заднего нагружающего устройства позволяет задней части рамы поворачиваться на угол a от горизонтальной плоскости на угол j /фиг. 1/ в вертикальной плоскости, а также обеспечивает устойчивость несущей системы транспортного средства от ее сползания /опрокидывания/ со спецприспособлений стенда в поперечном направлении при ее испытании с большими амплитудами перемещений. Рама может также перемещаться относительно вертикальной и продольной оси транспортного средства, что обеспечивается поворотом нагрузочной балки 13 с кронштейнами 11 и 12 на сферическом шарнире 14 и на оси балансира 9. The design of the rear loading device allows the rear of the frame to be rotated through an angle a from a horizontal plane by an angle j / Fig. 1 / in the vertical plane, and also ensures the stability of the carrier system of the vehicle from its sliding / tipping over / from the special devices of the stand in the transverse direction when testing it with large amplitudes of movements. The frame can also move relative to the vertical and longitudinal axis of the vehicle, which is ensured by rotation of the load beam 13 with brackets 11 and 12 on the spherical joint 14 and on the axis of the balancer 9.

Таким образом, несущая система транспортного средства при испытаниях в стендовых условиях имеет все степени свободы, характерные для нее при эксплуатации. Нагрузочные элементы стенда обеспечивают необходимое число свободных перемещений несущей системы транспортного средства, с одной стороны, и ее устойчивость на спецприспособлениях стенда в процессе испытаний с другой. Thus, the carrier system of the vehicle when tested in bench conditions has all degrees of freedom characteristic of it during operation. The load elements of the stand provide the necessary number of free movements of the vehicle's supporting system, on the one hand, and its stability on special devices of the stand during testing on the other.

Предлагаемый стенд позволяет нагружать раму в следующих режимах кручение несущей системы относительно ее продольной оси: нагружение инерционными силами и моментами от линейных перемещений с ускорением платформы с грузом, рамы и других элементов конструкции в продольно-вертикальной плоскости; нагружение инерционными силами и моментами при боковой качке с угловыми ускорениями. Эти виды нагружения вызывают деформации, определяющие, в основном, ресурс несущих элементов рамы и платформы транспортного средства в эксплуатации: кручение относительно продольной оси, изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях. The proposed stand allows you to load the frame in the following modes of torsion of the supporting system relative to its longitudinal axis: loading by inertial forces and moments from linear displacements with acceleration of the platform with the load, frame and other structural elements in a longitudinally vertical plane; loading by inertial forces and moments during lateral rolling with angular accelerations. These types of loading cause deformations, which mainly determine the life of the supporting elements of the frame and the vehicle platform in operation: torsion relative to the longitudinal axis, bending in the vertical and horizontal planes.

При испытании статическая или динамическая нагрузка создаются сервогидравлическими цилиндрами 4, 5, 15 и 16, штоки которых совершают вертикальные ходы по заданной программе, вызывая необходимые режимы нагружения несущей системы. Горизонтальный изгиб несущей системы обеспечивается конструкцией стенда и силами инерции, возникающими в момент изменения направления кручения Закручивание и "галопирование" несущей системы создается разфазировкой работы сервогидравлических цилиндров. During the test, static or dynamic loading is created by servo-hydraulic cylinders 4, 5, 15 and 16, whose rods make vertical strokes according to a given program, causing the necessary loading modes of the carrier system. The horizontal bending of the supporting system is ensured by the stand construction and inertia forces arising at the moment of changing the direction of torsion. The twisting and "galloping" of the supporting system is created by phase-shifting the operation of servo-hydraulic cylinders.

При ускорении ресурсных испытаний в режиме движения по треку со сменными неровностями, синфазно работают диагонально расположенные цилиндры передней и задней нагрузочной балки с амплитудой перемещения штоков равной высоте неровностей трека. Частота нагрузки выбирается соответствующей частоте нагружения на треке. Определив долговечность несущей системы на стенде, применяя переводные коэффициенты, вычисляется ее эксплуатационный ресурс. Стенд позволяет вести также программные испытания используя записи нагружения несущей системы в эксплуатации. When accelerating life tests in the mode of movement along a track with interchangeable irregularities, the diagonally located cylinders of the front and rear loading beams work in phase with the amplitude of the rod movement equal to the height of the irregularities of the track. The load frequency is selected according to the loading frequency on the track. Having determined the durability of the carrier system at the stand, using conversion factors, its operational resource is calculated. The stand also allows software testing using records of the loading of the carrier system in operation.

Claims (1)

Стенд для испытания несущей системы транспортного средства, содержащий основание с установленным на нем нагружающим устройством, состоящим из сервогидравлических цилиндров, двух опор, передняя из которых выполнена сдвоенной и плавающей в вертикальном направлении, а задняя содержит в верхней части с обеих сторон цилиндрические шарниры, переднюю нагрузочную балку, связанную серединой посредством сферических шарниров с передней опорой, отличающийся тем, что задняя опора снабжена задней нагрузочной балкой, связанной серединой с основанием стенда посредством сферического шарнира, и кронштейнами, жестко связанными с концами задней нагрузочной балки и с верхними цилиндрическими шарнирами. A test bench for a vehicle's load-bearing system, comprising a base with a loading device installed on it, consisting of servo-hydraulic cylinders, two supports, the front of which is double and floating in the vertical direction, and the rear contains cylindrical hinges on both sides, the front load a beam connected in the middle by means of spherical hinges with a front support, characterized in that the rear support is provided with a rear load beam connected by a middle to it stand by means of a spherical hinge and bracket fixedly connected with the rear ends of the load beams and with upper cylindrical hinges.

Images