载货汽车V形反作用杆台架试验系统的制作方法

本发明属于汽车零部件台架试验技术领域，具体的说是一种用于进行载货汽车v形反作用杆道路模拟台架试验的载货汽车v形反作用杆台架试验系统。

背景技术：

v形反作用杆是重型汽车底盘悬架系统中的关键部件，其主要应用在使用平衡悬架系统或空气悬架系统的重型汽车上，连接着车架与车桥，以承受牵引力、制动力及汽车转弯时的离心力等，同时还起到平衡车身的作用。

目前，针对v形反作用杆的台架试验主要以单向加载为主，即在纵向、横向分别对其加载，与实车状态下复杂的受力情况相差较大，导致台架的失效形式与实际失效形式不一致，无法真正起到检验产品的作用。从2002年在国产商用车开始采用v形反作用杆至今，国内尚无有效可行的试验手段对其可靠性进行充分验证。

技术实现要素：

本发明提供了一种多通道、道路载荷谱加载，用于进行载货汽车v形反作用杆道路模拟台架试验的载货汽车v形反作用杆台架试验系统，解决了现有台架试验系统的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种载货汽车v形反作用杆台架试验系统，该试验系统包括试验加载机构和控制系统；所述的试验加载机构包括龙门支架1、综合加载体5、v形反作用杆9、横向加载装置、纵向加载装置和垂向加载装置；所述的横向加载装置中的横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的纵向加载装置中的纵向连杆6通过第二关节轴承4与综合加载体5相连；所述的垂向加载装置中的两个垂向加载线性作动器3的上端通过第一关节轴承2固定在龙门支架1上,两个所述的垂向加载线性作动器3的作动端通过第二关节轴承4与综合加载体5的两侧连接，所述的v形反作用杆9的大端经大端支座10固定在综合加载体5的中部，小端经小端支座11固定在纵向加载装置的纵向固定支座8上。

所述的横向加载装置还包括横向加载线性作动器14、滚珠花键副15、转动销轴16、第四关节轴承17、横向固定支座19、第五关节轴承20、横向加载摆臂21和横向加载连杆22；所述的横向加载线性作动器14固定在横向固定支座19上；所述的横向加载线性作动器14的作动端经过第五关节轴承20和滚珠花键副15并且通过转动销轴16与横向加载摆臂21的一端连接；所述的横向加载摆臂21的另一端通过两根横向加载连杆22经横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的横向加载连杆22与横向加载摆臂21、横向加载座18之间均采用第四关节轴承17连接。

所述的纵向加载装置还包括纵向连杆6、纵向加载线性作动器7、第三关节轴承13和两个纵向活动拉杆12；其中所述的纵向固定支座8通过两个纵向活动拉杆12与综合加载体5的下端连接，连接部分均采用第三关节轴承13；所述的综合加载体5的上端通过纵向连杆6与纵向加载线性作动器7连接；所述的纵向加载线性作动器7固定在纵向固定支座8上。

所述的纵向连杆6、纵向活动拉杆12和v形反作用杆9三者平行，且纵向活动拉杆12两端的球轴承求心间的距离、纵向连杆6两端的球轴承求心间的距离、v形反作用杆9小端球头连线中心到大端球头中心的距离三者相等。

所述的横向加载线性作动器14的加载位置在横向加载摆臂21的中间；所述的v形反作用杆9的大端球头中心在两个横向加载座18的连线中心。

所述的控制系统采用servotest公司的安装有ics载荷谱迭代软件的pulsar控制器，所述的pulsar控制器与两个垂向加载线性作动器3、纵向加载线性作动器7和横向加载线性作动器14相连。

所述的综合加载体5成“凸”字形，能够同时连接v形反作用杆9与各方向加载装置，两个纵向活动拉杆12通过第三关节轴承13固定在综合加载体5的下部，可模拟实车i形反作用杆；所述的v形反作用杆9通过关节轴承固定在综合加载体5中部；所述的纵向连杆6通过关节轴承固定在综合加载体5上部；两个所述的垂向线性作动器3通过关节轴承固定在综合加载体5两侧；所述的横向加载连杆22分别通过关键轴承固定在综合加载体5上的两个横向加载座18上；所述的综合加载体5的能够保证v形反作用杆9分别与纵向连杆6和纵向活动拉杆13的纵向距离相等，两个垂向线性作动器3关于综合加载体5垂向对称轴线对称，两个横向加载座18垂向距离与横向加载摆臂21长度相等，v形反作用杆9的大端球头固定点在两个横向加载座18的连线中心。

所述的横向加载摆臂21的长度与两个横向加载座18垂向距离相等，并与两个横向加载连杆22构成平行四边形机构，从而保证在综合加载体5上下运动时横向加载线性作动器14对试件即v形反作用杆9大端球头施加的载荷位置及方向准确。

本发明的有益效果为：该专利技术可在室内模拟试验系统上复现v形反作用杆的实车失效情况并预测实车使用寿命，可在产品开发阶段就发现产品质量问题，缩短道路试验及台架试验周期，降低试验成本，提高产品研发效率，降低产品市场索赔率。较原来的试验测试方法，评估v形反作用杆可靠性的时间节点提前一年左右时间，结果准确性由原来的基本和实车不相关，提高到能够准确反映v形反作用杆实车失效模式及寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中纵向加载结构示意图；

图3为本发明中横向加载结构示意图；

图4为综合加载体结构主视示意图；

图5为综合加载体结构左视示意图；

图6为横向加载臂结构主视示意图；

图7为横向加载臂结构左视示意图；

图8为横向加载臂结构俯视示意图。

图中：1、龙门支架；2、第一关节轴承；3、垂向加载线性作动器；4、第二关节轴承；5、综合加载体；6、纵向连杆；7、纵向加载线性作动器；8、纵向固定支座；9、v形反作用杆；10、大端支座；11、小端支座；12、纵向活动拉杆；13、第三关节轴承；14、横向加载线性作动器；15、滚珠花键副；16、转动销轴；17、第四关节轴承；18、横向加载座；19、横向固定支座；20、第五关节轴承；21、横向加载摆臂；22、横向加载连杆。

具体实施方式

参阅图1-图3，一种载货汽车v形反作用杆台架试验系统，该试验系统包括试验加载机构和控制系统；所述的试验加载机构包括龙门支架1、综合加载体5、v形反作用杆9、横向加载装置、纵向加载装置和垂向加载装置；所述的横向加载装置中的横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的纵向加载装置中的纵向连杆6通过第二关节轴承4与综合加载体5相连；所述的垂向加载装置中的两个垂向加载线性作动器3的上端通过第一关节轴承2固定在龙门支架1上,两个所述的垂向加载线性作动器3的作动端通过第二关节轴承4与综合加载体5的两侧连接；所述的v形反作用杆9的大端经大端支座10固定在综合加载体5的中部，小端经小端支座11固定在纵向加载装置的纵向固定支座8上。

参阅图3，所述的横向加载装置包括横向加载线性作动器14、滚珠花键副15、转动销轴16、第四关节轴承17、横向加载座18、横向固定支座19、第五关节轴承20、横向加载摆臂21和横向加载连杆22；

所述的横向加载线性作动器14固定在横向固定支座19上；所述的横向加载线性作动器14的作动端经过第五关节轴承20和滚珠花键副15并且通过转动销轴16与横向加载摆臂21的一端连接；所述的横向加载摆臂21的另一端通过两根横向加载连杆22经横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的横向加载连杆22与横向加载摆臂21、横向加载座18之间均采用第四关节轴承17连接。

两个所述的横向加载连杆22、横向加载摆臂21和两个横向加载座18的连线构成一个平行四边形机构，所述的横向加载线性作动器14的加载位置在横向加载摆臂21的中间；所述的v形反作用杆9的大端球头中心在两个横向加载座18的连线中心，从而保证在综合加载体5上下运动时横向加载线性作动器14对试件即v形反作用杆9大端球头施加的载荷位置及方向准确。横向加载连杆22长度尽量做长，从而使综合加载体5上下运动对横向加载线性作动器14影响尽量小，在不能完全机械解藕的条件下，减小运动耦合的影响。通过横向加载线性作动器14驱动综合加载体5实现试件的横向载荷加载。

参阅图2，所述的纵向加载装置包括纵向连杆6、纵向加载线性作动器7、纵向固定支座8、第三关节轴承13和两个纵向活动拉杆12；

其中所述的纵向固定支座8通过两个纵向活动拉杆12与综合加载体5的下端连接，连接部分均采用第三关节轴承13；所述的综合加载体5的上端通过纵向连杆6与纵向加载线性作动器7连接；所述的纵向加载线性作动器7固定在纵向固定支座8上。

所述的纵向连杆6、纵向活动拉杆12和v形反作用杆9三者平行，且纵向活动拉杆12两端的球轴承球心间的距离、纵向连杆6两端的球轴承求心间的距离、v形反作用杆9小端球头连线中心到大端球头中心的距离三者相等，从而保证在综合加载体5上下运动时纵向加载线性作动器7不会产生位移变化，实现在机械结构上解决纵向载荷和垂向加载的运动解耦的技术难点。通过纵向加载线性作动器7驱动综合加载体5实现试件的纵向载荷加载。

参阅图1，所述的垂向加载装置包括第一关节轴承2、第二关节轴承和两个垂向加载线性作动器3；

两个垂向加载线性作动器3的上端通过第一关节轴承2固定在龙门支架1上,两个所述的垂向加载线性作动器3的作动端通过第二关节轴承4与综合加载体5的两侧连接。2个垂向加载线性作动器3驱动综合加载体5模拟实车车桥的上下跳动和摆动，实现对v形反作用杆9扭转及摆动载荷的加载。

所述的控制系统采用servotest公司的安装有ics载荷谱迭代软件的pulsar控制器，通过servotest公司的pulsar控制器对4个线性作动器进行同时控制。采集试件在典型工况下的4通道的道路载荷谱，处理后转化成4通道的台架试验加载谱，利用ics软件进行载荷谱迭代，达到试验要求精度的台架试验驱动谱即可用于后续的台架试验。利用试件的台架试验寿命、采集道路载荷谱对应的实车行驶里程，根据等疲劳损伤理论，即可估算试件在实车上的使用寿命。

试验过程中，纵向加载线性作动器7采用载荷控制方式，通过纵向连杆6经综合加载体5对样品施加纵向载荷；横向加载线性作动器14采用载荷控制方式，通过横向加载连杆22经综合加载体5对样品施加横向载荷；垂向加载线性作动器3采用位移控制方式，通过协调控制经综合加载体5对样品施加跳动、翘曲载荷。各线性作动器均采用实车道路载荷谱作为输入，样品的受力状态与实车完全一致。

参阅图4、图5，所述的综合加载体5升级成“凸”字形，能够同时连接v形反作用杆9与各方向加载装置，两个纵向活动拉杆12通过第三关节轴承13固定在综合加载体5的下部，可模拟实车i形反作用杆；所述的v形反作用杆9通过关节轴承固定在综合加载体5中部；所述的纵向连杆6通过关节轴承固定在综合加载体5上部；两个所述的垂向线性作动器3通过关节轴承固定在综合加载体5两侧；所述的横向加载连杆22分别通过关键轴承固定在综合加载体5上的两个横向加载座18上；所述的综合加载体5的能够保证v形反作用杆9分别与纵向连杆6和纵向活动拉杆13的纵向距离相等，两个垂向线性作动器3关于综合加载体5垂向对称轴线对称，两个横向加载座18垂向距离与横向加载摆臂21长度相等，v形反作用杆9的大端球头固定点在两个横向加载座18的连线中心。

参阅图6、图7、图8，所述的横向加载摆臂21的长度与两个横向加载座18垂向距离相等，并与两个横向加载连杆22构成平行四边形机构，从而保证在综合加载体5上下运动时横向加载线性作动器14对试件即v形反作用杆9大端球头施加的载荷位置及方向准确。横向加载连杆22长度尽量做长，从而使综合加载体5上下运动对横向加载线性作动器14影响尽量小，在不能完全机械解藕的条件下，减小运动耦合的影响；通过横向加载线性作动器14驱动综合加载体5实现试件的横向载荷加载。