一种用于商用车空气悬架系统的试验台架及其试验方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于商用车空气悬架系统的试验台架及其试验方法，试验台架主要包括用于固定商用车空气悬架系统的各种固定支架、模拟车桥和用于对商用车空气悬架系统施加载荷的四个伺服液压系统。因为前桥和后桥空气悬架系统结构不同，所以试验台架分为前悬试验台架和后悬试验台架。在试验时，四个伺服液压系统对商用车空气悬架系统施加竖向、侧向和纵向三个方向的载荷，其中两个伺服液压系统提供竖向方向载荷，可以模拟商用车空气悬架系统在实际路试过程中的竖向冲击、侧倾、制动和转弯制动等工况受力情况，用于测试空气悬架系统在各种工况下的疲劳特性，为空气悬架系统的设计开发和试验验证提供了可靠的试验手段。
【专利说明】
一种用于商用车空气悬架系统的试验台架及其试验方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车制造检测技术领域，属于商用车商用车空气悬架系统的刚度测试和疲劳性能测试，尤其是一种汽车商用车空气悬架系统的试验台架及其试验方法。
【背景技术】
[0002]由于空气弹簧中气体的可压缩性，不仅使空气悬架系统容易获得优良的非线性刚度特性，而且可以根据需要调节车身高度，所以其在车辆中的应用越来越广泛。悬架系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力或力矩的连接装置，其疲劳性能对整车安全性能至关重要。然而，目前国内还没有现成的试验台架、试验方法和标准对空气悬架系统进行疲劳性能测试，只有空气弹簧、稳定杆和推力杆等部件的疲劳试验方法和标准。因此，空气悬架系统的疲劳性能一般通过实车路试来检测。当实车路试过程中，空气悬架系统中某个部件出现早期断裂失效时，一般的设计人员只能根据路试结果，改善问题部件的疲劳特性，然后继续实车路试。这种方法不仅试验成本高，周期长，而且不利于空气悬架系统整体疲劳性能的改善。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提出一种用于商用车空气悬架系统的试验台架，通过控制竖向、侧向和纵向三个方向的载荷输出，模拟商用车空气悬架系统在实际路试过程中的竖向冲击、侧倾、制动和转弯制动等工况受力情况，检测商用车空气悬架系统三个方向的刚度性能和疲劳性能。
[0004]本发明采用的技术方案为:一种用于商用车空气悬架系统的试验台架，试验台架分为前桥空气悬架系统试验台架300和后桥空气悬架系统试验台架500，其特征在于:前桥空气悬架系统试验台架300中将前桥空气悬架系统200倒置，前桥空气悬架系统200中的前悬空气弹簧201倒置在前悬空气弹簧固定支架304上，对应在前悬空气弹簧固定支架304的侧面设有前悬上推力杆固定支架302，前悬上推力杆固定支架302上设有前悬下推力杆固定支架301;倒置的前悬空气弹簧200上面设有倒置的前悬模拟车桥303，前悬模拟车桥303通过前悬上推力杆305固定在前悬下推力杆固定支架301上；
前悬模拟车桥303上的两端向上设有竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二 102，前悬模拟车桥303的中部纵向设有纵向载荷伺服液压系统103，从前悬模拟车桥303—端的侧面横向设有横向载荷伺服液压系统104;
后桥空气悬架系统试验台架500中将后桥空气悬架系统400倒置，后桥空气悬架系统400中的四个后桥空气弹簧401对应安装在后悬空气弹簧固定支架一 502和后悬空气弹簧固定支架二 504上，倒置的后桥空气悬架系统400上面设有倒置的后悬模拟车桥503，后悬模拟车桥503通过后悬推力杆404固定在后悬推力杆固定支架501上，其中后悬推力杆固定支架501设置在后悬空气弹簧固定支架一502上；后悬模拟车桥503的后悬稳定杆固定支架505固定在后悬空气弹簧固定支架二504之间； 后悬模拟车桥503上的两端向上设有竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二 102，后悬模拟车桥503的中部纵向设有纵向载荷伺服液压系统103，从后悬模拟车桥503—端的侧面横向设有横向载荷伺服液压系统104。
[0005]—种用于商用车空气悬架系统试验台架的试验方法，其特征在于:
所述试验方法分为两种:
方法一:适用于没有路试载荷谱信号的悬架系统:将竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二102、纵向载荷伺服液压系统103、横向载荷伺服液压系统104三方向循环加载，加载间隔5万次，
其中竖向载荷加载方式为最大值为2.5倍满载载荷，最小载荷0.5倍满载载荷的正弦波载荷，加载频率0.5HZ;
纵向加载为最大值为0.8倍满载载荷，最小载荷0.4倍满载载荷的正弦波载荷，加载频率0.5HZ，试验过程中保证气囊气压降低量不超过0.02MP;
横向加载方式为对左右模拟车桥上车轮位置加载，保持左侧或右侧车轮处于满载载荷位置时，使右侧或左侧车轮加载到缓冲块位置，在下一次加载时，保持右侧或左侧车轮处于满载载荷位置时，使右侧或左侧车轮加载到缓冲块位置，左右车轮上的载荷比周期交替变化，加载频率0.5HZ;
方法二:适用于获得路试载荷谱信号的空气悬架系统:在整车试验场采集的实际激励信号进行信号处理，获得商用车空气悬架系统的路试随机信号谱，然后利用控制系统对获得的随机信号谱进行二次处理，获得竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二 102、纵向载荷伺服液压系统103、横向载荷伺服液压系统104共四个伺服液压系统的驱动信号谱，进行疲劳性能测试。
[0006]有益效果:
本发明中试验台架模拟车桥和用于对商用车空气悬架系统施加载荷的四个伺服液压系统及其试验方法。通过控制四个伺服液压系统，输出竖向、纵向和横向三个方向载荷，模拟汽车行驶过程中商用车空气悬架系统的载荷工况，进行三个方向的刚度和疲劳性能测试，及时为空气悬架系统的结构改进提供可靠的试验数据。
【附图说明】
[0007]图1是本发明商用车前桥空气悬架系统及其试验台架总成示意图。
[0008]图2是本发明商用车后桥空气悬架系统及其试验台架总成示意图。
[0009]图3是本发明商用车前桥空气悬架系统正常放置的结构示意图。
[0010]图4是本发明商用车后桥空气悬架系统正常放置的结构示意图。
[0011]图5是本发明商用车前桥空气悬架系统倒置后的示意图。
[0012]图6是本发明商用车前桥空气悬架系统倒置后的示意图。
[0013]图中
101-竖向载荷伺服液压系统一，102-竖向载荷伺服液压系统二，103-纵向载荷伺服液压系统，104-横向载荷伺服液压系统；
200-前桥空气悬架系统，201-前悬空气弹簧，202-前悬稳定杆，203-前悬推力杆；
300-前桥空气悬架系统试验台架，301-前悬下推力杆固定支架，302-前悬上推力杆固定支架，303-前悬模拟车桥，304-前悬空气弹簧固定支架，305-前悬稳定杆固定支架；
400-后桥空气悬架系统，401-后悬空气弹簧，402-后悬C型梁，403-后悬稳定杆，404-后悬推力杆；
500-后桥空气悬架系统试验台架，501-后悬推力杆固定支架，502-后悬空气弹簧固定支架一，503-后悬模拟车桥，504-后悬空气弹簧固定支架二，505-后悬稳定杆固定支架。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例附图对本发明作进一步地详细说明，但它们并不构成对本发明的限定，同时通过说明，可以使设计人员对发明更加清楚和理解。
[0015]试验台架分为前桥空气悬架系统试验台架300和后桥空气悬架系统试验台架500。
[0016]试验台架主要包括用于固定商用车空气前桥空气悬架系统200和后桥空气悬架系统400的固定支架、模拟车桥和用于对商用车空气悬架系统施加载荷的伺服液压系统。
[0017]固定商用车空气前桥空气悬架系统200主要由前悬空气弹簧201、前悬稳定杆202和前悬推力杆203组成，
前桥空气悬架系统试验台架300主要由前悬下推力杆固定支架301、前悬上推力杆固定支架302、前悬模拟车桥303、前悬空气弹簧固定支架304和前悬稳定杆固定支架305组成。
[0018]后桥空气悬架系统400主要由后悬空气弹簧401、后悬C型梁402、后悬稳定杆403和后悬推力杆404组成。
[0019]后桥空气悬架系统试验台架500主要由后悬推力杆固定支架501、后悬空气弹簧一固定支架502、后悬模拟车桥503、后悬空气弹簧二固定支架504和后悬稳定杆固定支架505组成。
[0020]—种用于商用车空气悬架系统的试验台架，试验台架分为前桥空气悬架系统试验台架300和后桥空气悬架系统试验台架500，前桥空气悬架系统试验台架300中将前桥空气悬架系统200倒置，前桥空气悬架系统200中的前悬空气弹簧201倒置在前悬空气弹簧固定支架304上，对应在前悬空气弹簧固定支架304的侧面设有前悬上推力杆固定支架302，前悬上推力杆固定支架302上设有前悬下推力杆固定支架301;倒置的前悬空气弹簧200上面设有倒置的前悬模拟车桥303，前悬模拟车桥303通过前悬上推力杆305固定在前悬下推力杆固定支架301上；
前悬模拟车桥303上的两端向上设有竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二 102，前悬模拟车桥303的中部纵向设有纵向载荷伺服液压系统103，从前悬模拟车桥303—端的侧面横向设有横向载荷伺服液压系统104;
后桥空气悬架系统试验台架500中将后桥空气悬架系统400倒置，后桥空气悬架系统400中的四个后桥空气弹簧401对应安装在后悬空气弹簧固定支架一 502和后悬空气弹簧固定支架二 504上，倒置的后桥空气悬架系统400上面设有倒置的后悬模拟车桥503，后悬模拟车桥503通过后悬推力杆404固定在后悬推力杆固定支架501上，其中后悬推力杆固定支架501设置在后悬空气弹簧固定支架一502上；后悬模拟车桥503的后悬稳定杆固定支架505固定在后悬空气弹簧固定支架二504之间；
后悬模拟车桥503上的两端向上设有竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二 102，后悬模拟车桥503的中部纵向设有纵向载荷伺服液压系统103，从后悬模拟车桥503—端的侧面横向设有横向载荷伺服液压系统104。
[0021 ] 一种用于商用车空气悬架系统试验台架的试验方法，
所述试验方法分为两种:
方法一:适用于没有路试载荷谱信号的悬架系统:将竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二102、纵向载荷伺服液压系统103、横向载荷伺服液压系统104三方向循环加载，加载间隔5万次，
其中竖向载荷加载方式为最大值为2.5倍满载载荷，最小载荷0.5倍满载载荷的正弦波载荷，加载频率0.5HZ;
纵向加载为最大值为0.8倍满载载荷，最小载荷0.4倍满载载荷的正弦波载荷，加载频率0.5HZ，试验过程中保证气囊气压降低量不超过0.02MP;
横向加载方式为对左右模拟车桥上车轮位置加载，保持左侧或右侧车轮处于满载载荷位置时，使右侧或左侧车轮加载到缓冲块位置，在下一次加载时，保持右侧或左侧车轮处于满载载荷位置时，使右侧或左侧车轮加载到缓冲块位置，左右车轮上的载荷比周期交替变化，加载频率0.5HZ;
方法二:适用于获得路试载荷谱信号的空气悬架系统:在整车试验场采集的实际激励信号进行信号处理，获得商用车空气悬架系统的路试随机信号谱，然后利用控制系统对获得的随机信号谱进行二次处理，获得竖向载荷伺服液压系统一 101和竖向载荷伺服液压系统二 102、纵向载荷伺服液压系统103、横向载荷伺服液压系统104共四个伺服液压系统的驱动信号谱，进行疲劳性能测试。
[0022]根据设计要求和实际装车状态，将商用车空气悬架系统倒置后，固定在模拟车桥和悬架系统固定支架上;然后按照载荷输出方向的要求，将伺服液压系统分别与模拟车桥的设定部位连接。
[0023]所述前悬模拟车桥303和后悬模拟车桥503用于连接前桥空气悬架系统200和后桥空气悬架系统400与伺服液压系统，并将伺服液压系统上的载荷传递给悬架系统。因此，前悬模拟车桥303和后悬模拟车桥503上与伺服液压系统的连接的部位空间坐标，是根据车辆实际运行过程中车轮与地面接触面的坐标参数转换而来的。
[0024]所述悬架系统用来固定商用车空气悬架系统中与车架连接的空气弹簧、稳定杆、推力杆和后悬C型梁402等结构件，连接方式与空气悬架在整车上的连接方式一致，保证悬架系统的固定状态和实际装车状态一致。
[0025]所述伺服液压系统有竖向伺服液压系统一 101和竖向伺服液压系统二 102提供竖向载荷，一个纵向液压伺服系统103提供纵向载荷，一个横向液压伺服系统104提供横向载荷。
【主权项】
1.一种用于商用车空气悬架系统的试验台架，试验台架分为前桥空气悬架系统试验台架(300)和后桥空气悬架系统试验台架(500)，前桥空气悬架系统试验台架(300)中将前桥空气悬架系统(200)倒置，前桥空气悬架系统(200)中的前悬空气弹簧(201)倒置在前悬空气弹簧固定支架(304)上，对应在前悬空气弹簧固定支架(304)的侧面设有前悬上推力杆固定支架(302)，前悬上推力杆固定支架(302)上设有前悬下推力杆固定支架(301);倒置的前悬空气弹簧(200)上面设有倒置的前悬模拟车桥(303)，前悬模拟车桥(303)通过前悬上推力杆(305)固定在前悬下推力杆固定支架(301)上； 前悬模拟车桥(303)上的两端向上设有竖向载荷伺服液压系统一(101)和竖向载荷伺服液压系统二(102)，前悬模拟车桥(303)的中部纵向设有纵向载荷伺服液压系统(103)，从前悬模拟车桥(303 )—端的侧面横向设有横向载荷伺服液压系统(104); 后桥空气悬架系统试验台架(500)中将后桥空气悬架系统(400)倒置，后桥空气悬架系统(400)中的四个后桥空气弹簧(401)对应安装在后悬空气弹簧固定支架一 (502)和后悬空气弹簧固定支架二 (504)上，倒置的后桥空气悬架系统(400)上面设有倒置的后悬模拟车桥(503)，后悬模拟车桥(503)通过后悬推力杆(404)固定在后悬推力杆固定支架(501)上，其中后悬推力杆固定支架(501)设置在后悬空气弹簧固定支架一(502)上；后悬模拟车桥(503)的后悬稳定杆固定支架(505)固定在后悬空气弹簧固定支架二(504)之间； 后悬模拟车桥(503)上的两端向上设有竖向载荷伺服液压系统一(101)和竖向载荷伺服液压系统二(102)，后悬模拟车桥(503)的中部纵向设有纵向载荷伺服液压系统(103)，从后悬模拟车桥(503 )—端的侧面横向设有横向载荷伺服液压系统(104 )。2.—种用于商用车空气悬架系统试验台架的试验方法，其特征在于: 所述试验方法分为两种: 方法一:适用于没有路试载荷谱信号的悬架系统:将竖向载荷伺服液压系统一(101)和竖向载荷伺服液压系统二( 102)、纵向载荷伺服液压系统(103)、横向载荷伺服液压系统(104)三方向循环加载，加载间隔5万次， 其中竖向载荷加载方式为最大值为2.5倍满载载荷，最小载荷0.5倍满载载荷的正弦波载荷，加载频率0.5HZ; 纵向加载为最大值为0.8倍满载载荷，最小载荷0.4倍满载载荷的正弦波载荷，加载频率0.5HZ，试验过程中保证气囊气压降低量不超过0.02MP; 横向加载方式为对左右模拟车桥上车轮位置加载，保持左侧或右侧车轮处于满载载荷位置时，使右侧或左侧车轮加载到缓冲块位置，在下一次加载时，保持右侧或左侧车轮处于满载载荷位置时，使右侧或左侧车轮加载到缓冲块位置，左右车轮上的载荷比周期交替变化，加载频率0.5HZ; 方法二:适用于获得路试载荷谱信号的空气悬架系统:在整车试验场采集的实际激励信号进行信号处理，获得商用车空气悬架系统的路试随机信号谱，然后利用控制系统对获得的随机信号谱进行二次处理，获得竖向载荷伺服液压系统一(101)和竖向载荷伺服液压系统二(102)、纵向载荷伺服液压系统(103)、横向载荷伺服液压系统(104)共四个伺服液压系统的驱动信号谱，进行疲劳性能测试。
【文档编号】G01M5/00GK105865812SQ201610401796
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】王海庆, 刘汪, 朱仁斌, 范培斌, 盛其军
【申请人】东风汽车悬架弹簧有限公司