专利名称：空气悬架试验车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气悬架试验车，更具体地涉及适用于多种试验场合、为悬架性能以及电控空气悬架系统控制策略提供验证试验平台的空气悬架试验车。
背景技术：
在汽车设计过程中，汽车的行驶平顺性和操纵稳定性这两项重要性能评价指标始终保持着对立关系，很难兼顾，即刚性较大的悬架相应地操纵稳定性较好，而要满足平顺性的要求，又需要悬架有足够的柔性，这又会限制其操纵稳定性的提高。传统客车悬架由于采用钢板弹簧或是螺旋弹簧作为其弹性元件，所以很难同时兼顾上述两方面的需求。空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用空气的可压缩性实现其弹性作用，压缩空气的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节。空气弹簧的运动性能特点是空气弹簧具有非线性特性，可将其特性曲线设计成理想形状；空气弹簧质量小，内摩擦极小，对高频振动有很好的隔振消声能力；空气弹簧的刚度和承载能力可以通过调节橡胶气囊内的压力来调整；弹性系数随负载变化；负载变化时，固有频率几乎不变；固有频率较低。以空气弹簧为弹性元件的空气悬架系统因其独特的性能和适应性，在提高车辆舒适性、平顺性等方面有着得天独厚的优势，随着国内外空气悬架的广泛应用和快速发展，在传统空气悬架基础上，对电控空气悬架的性能开发和控制策略研究也越来越受重视。传统的空气悬架控制模式是采用机械高度阀，即通过高度阀阀门的开启来对气囊的充放气进行调节，从而保持车辆恒定的行驶高度。随着系统应用的推广和车辆控制技术的发展，电子控制逐渐取代传统的机械控制，电子控制系统不仅提高了操作的舒适性和反应的灵敏度，而且可以附加很多辅助功能。刚度可调、减振器阻尼力也可无极调节的电控空气悬架(ECAS系统)是未来的主流产品，ECAS系统主要由电子控制单元(ECU)、电磁阀、高度传感器、气囊等部件组成。它的基本工作原理是高度传感器检测车辆高度(车架和车桥间的距离)的变化，并把这一信息传递给ECU，除高度信息外，ECU还接受其它的输入信息，如车速信息、制动信息、车门信息和供气压力信息等，然后ECU综合所有的输入信息，判断当前车辆状态，按照其内部的控制逻辑，激发电磁阀工作，电磁阀实现对各个气囊的充放气调节。电控空气悬架在国内和国外都引起了极大的关注，而我国对于此项技术的研究较晚，与国外研究水平差距较大。再者，电控空气悬架的应用成本较高，系统比较复杂。为了更加广泛地运用电控空气悬架，需要对解决这些问题进行探索。因此，除了理论上的设计与仿真研究，更重要的是需要硬件方面的空气悬架试验台作为依托进行试验验证。目前国内的空气悬架试验台只能做原理性的实验或者是静态测 试，还没有适用于实车路面测试的试验台，所以无法进行动态测试，对于空气悬架系统的应用效果也无法得到很好的验证
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种空气悬架试验车。本实用新型的空气悬架试验车的结构接近实车，因此除了能够进行空气悬架台架试验外还能进行空气悬架路面实验；本实用新型的空气悬架试验车中的空气弹簧、减振器和导向机构采用模块化设计，并且分别以可拆卸的方式固定在车桥上，因此方便更换空气弹簧、减振器和导向机构，从而能够研究不同的空气弹簧、减振器或者导向机构对整车性能的影响。[0009]为实现上述目的，本实用新型提供一种空气悬架试验车，包括车厢总成、车架总成和底盘总成，所述底盘总成包括车桥和后悬架系统，所述车桥为整体式车桥并在两端安装有车轮，所述后悬架系统包括空气弹簧、减振器、横向稳定杆和导向机构，其特征在于所述空气弹簧以可拆卸的方式固定在气囊座上，所述气囊座固定在所述车桥上；所述减振器以可拆卸的方式固定在减振器支架上，所述减振器支架固定在所述车桥上；所述横向稳定杆连接至所述车桥；以及导向机构以可拆卸的方式设置在所述车桥上。优选地，所述气囊座由分别接合于所述车桥上下两侧的上托板和下托板构成，并且所述上托板和下托板通过连接件连接而固定在所述车桥上。优选地，在所述空气弹簧和所述气囊座的上托板上形成有卡槽结构或螺纹结构。优选地，所述减振器支架由分别接合于所述车桥上下两侧的上支架和下支架构成，并且所述上支架和下支架通过连接件连接而固定在所述车桥上。优选地，在所述减振器和所述减振器支架的上支架上形成有卡槽结构或螺纹结构。优选地，所述导向机构由V型拉杆和直拉杆构成，并且其中所述直拉杆的后端连接至所述下托板，所述V型拉杆的后端连接至V型拉杆后座总成，其中所述V型拉杆后座总成固定在所述车桥上。优选地，所述V型拉杆后座总成包括V型拉杆后座、前后筋板、底座、立板和平板，其中所述底座安装在所述车桥上并且通过连接件连接于形成在所述车桥上的与所述底座对应的下支座。优选地，所述车架总成包括车架体，在所述车架体上焊接有V型拉杆前座总成、直拉杆支腿，所述V型拉杆的前端连接至所述V型拉杆前座总成，所述直拉杆的前端连接至所述直拉杆支腿。优选地，所述车架总成包括车架体，在所述车架体上焊接有减振器上座，所述减振器的上端连接至所述减振器上座。优选地，所述连接件是螺栓。
图I是示出根据本实用新型的空气悬架试验车的全貌立体图；图2是示出根据本实用新型的空气悬架试验车的底盘总成的等轴视图；图3是示出根据本实用新型的V型推力杆后座总成的立体图；图4是示出根据本实用新型的空气悬架试验车的车架总成的等轴视图；以及图5是示出根据本实用新型的空气悬架试验车的车箱与车架的连接示意立体图。
具体实施方式
[0024]
以下结合附图说明本实用新型的空气悬架试验车。如图I所示，根据本实用新型的空气悬架试验车包括车厢总成I、车架总成2和底盘总成3。车厢总成I位于车架总成2之上并相互连接，底盘总成3位于车架总成2之下并相互连接。为了便于说明，在此定义本文中的“前”指图I的图面中的向右的方向，“后”指图I的图面中的向左的方向，即，本文所用的“前”和“后”与实车中的常规前后方向一致。如图2所示，底盘总成3的主体结构包括车桥4和后悬架系统。车桥4为整体式车桥，并在两端通过法兰盘9安装有车轮10。车桥4上还固定有制动分泵总成8。所述后悬架系统包括空气弹簧5、减振器6、横向稳定杆7以及导向机构。在底盘总成3的车桥4的左右两侧分别设置有空气弹簧5，每个空气弹簧5分别以可拆卸的方式固定在相应的气囊座上，气囊座转而固定在车桥4上。气囊座由分别接合 于车桥4上下两侧的上托板15和下托板16构成。上托板15和下托板16通过诸如螺栓的连接件连接而固定在车桥4上。可以采用已知的任何可拆卸连接方式来实现空气弹簧5在气囊座上的固定，例如形成在空气弹簧5和气囊座的上托板15上的卡槽结构、螺纹结构等。这样，空气弹簧5可以方便地安装到气囊座上或者从气囊座拆卸下来以便更换。此外，空气弹簧5采用模块化设计，以便于在进行空气悬架试验过程中更换不同的空气弹簧。类似于空气弹簧5的布置方式，在底盘总成3的车桥4的左右两侧分别设置有减振器6，每个减振器6在空气弹簧5的后侧以可拆卸的方式固定在相应的减振器支架上，减振器支架转而固定在车桥4上。减振器支架由分别接合于车桥4上下两侧的上支架11和下支架构成。减振器支架的下支架例如是类似于下托板16的结构，优选地下托板16兼作减振器支架的下支架以便于改善加工简易性和降低生产成本。上支架11和下托板16通过诸如螺栓的连接件连接而固定在车桥4上。可以采用已知的任何可拆卸连接方式来实现减振器6在减振器支架上的固定，例如形成在减振器6和减振器支架的上支架11上的卡槽结构、螺纹结构等。这样，减振器6可以方便地安装到减振器支架上或者从减振器支架拆卸下来以便更换。此外，减振器6采用模块化设计，以便于在进行空气悬架试验过程中更换不同的减振器。横向稳定杆7在空气弹簧5的后侧(即与减振器6处在车桥4的同一侧)连接至车桥4。横向稳定杆7例如通过任何已知的方式连接于上述下托板16，从而连接于车桥4。本实用新型的空气悬架试验车采用V型四连杆结构的导向机构，该导向机构以可拆卸的方式设置在底盘总成3的车桥4上。所述导向机构由V型拉杆12和两根直拉杆13构成。直拉杆13的后端连接至下托板16，V型拉杆12的后端连接至V型拉杆后座总成14，V型拉杆后座总成14固定在车桥4上。此外，如图2所示，传感器总成支架17焊接在所述上支架11上。图3示出V型拉杆后座总成，如图3所示，V型拉杆后座总成14包括V型拉杆后座18、前后筋板19和20、底座21、立板22和平板23。V型拉杆后座18、前后筋板19、20和底座21以立板22和平板23为基底固定在一起。底座21安装在车桥4上，并且通过诸如螺栓的连接件连接于形成在车桥4上的与底座21对应的下支座，由此将V型拉杆后座总成14固定在车桥4上。V型拉杆12和直拉杆13采用模块化设计，并且如上所述，V型拉杆12的后端连接至V型拉杆后座总成14，直拉杆13的后端连接至下托板16，这样可以方便地在进行空气悬架试验过程中更换不同的V型拉杆或直拉杆。进一步地，除了 V型拉杆12和直拉杆13采用模块化设计之外，V型拉杆后座总成14也可采用模块化设计，以便于在进行空气悬架试验过程中整体更换不同的V型拉杆后座总成。图4所示为车架总成，车架总成2主要包括车架体24，车架体24的前方连接有能由拖车带动行驶的V形车架。V型拉杆前座总成25、直拉杆支腿26、减振器上座28焊接在车架体24上。V型拉杆12的前端连接至V型拉杆前座总成25，直拉杆13的前端连接至直拉杆支腿26，减振器6的上端连接至减振器上座28。由此，车架体24通过后悬架系统与车桥4相连。此外，传感器总成27连接至车架体24，并通过传感器总成支架17连接至车桥4。图5示出了车箱与车架的连接，如图5所示，车厢总成I在车架体24的上方，通过车厢总成I底部的矩形钢与车架体24焊接在一起，并用斜撑29加固。本实用新型的空气悬架试验车的车厢采用栏板设计。车厢总成I可以作为空气悬架试验车的加载部分，以使 试验车能达到指定载荷。在本实用新型的空气悬架试验车中，在空气弹簧、导向机构和减振器的安装固定中充分考虑了其它形式或其它型号产品的替换，一方面，空气弹簧、导向机构和减振器均采用了模块化设计，另一方面，空气弹簧、导向机构和减振器通过作为固定装置的例如上托板和下托板、上支架和下支架、底座和下支座等固定在车桥上，由此能够方便地在进行空气悬架试验过程中更换不同的相应产品，从而能够研究不同的空气弹簧、减振器或者导向机构对整车性能的影响，比如V型四连杆杆系的长度及不同类型的导向机构对整车性能的影响。此外，国内目前的空气悬架试验台普遍把轮胎简化为一个弹簧与阻尼器的形式，对车辆其它结构也都做了简化，因而试验台只能算是一个原理性试验台。而本实用新型的空气悬架试验车还原了车辆大部分的结构，其状态接近车辆实际状态，能更好的反映悬架系统应用到实车后的效果。而且，现有空气悬架试验台形式多为庞大的龙门框式，因而只能进行静态测试，而本实用新型的空气悬架试验车是一个能进行实车路面测试的试验台，除了静态测试之外还能进行动态测试，能获取更加真实可靠的数据。本实用新型的空气悬架试验车同时还具有很强的拓展性，可以以本实用新型的空气悬架试验车为基础，引入CAN总线，优化车身结构，进行集成化控制等。而且，利用本实用新型的空气悬架试验车能对ECAS系统进行侧跪、侧倾功能测试。刚度和阻尼都可调的ECAS系统是未来的主流产品，本实用新型的空气悬架试验车可加装可变刚度的空气弹簧和可调阻尼的减振器，实现刚度、阻尼皆可调节的策略控制试验及刚度、阻尼的匹配试验。
权利要求1.一种空气悬架试验车，包括车厢总成、车架总成和底盘总成，所述底盘总成包括车桥和后悬架系统，所述车桥为整体式车桥并在两端安装有车轮，所述后悬架系统包括空气弹簧、减振器、横向稳定杆和导向机构，其特征在于 所述空气弹簧以可拆卸的方式固定在气囊座上，所述气囊座固定在所述车桥上； 所述减振器以可拆卸的方式固定在减振器支架上，所述减振器支架固定在所述车桥上； 所述横向稳定杆连接至所述车桥；以及 导向机构以可拆卸的方式设置在所述车桥上。
2.如权利要求I所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述气囊座由分别接合于所述车桥上下两侧的上托板和下托板构成，并且所述上托板和下托板通过连接件连接而固定在所述车桥上。
3.如权利要求2所述的空气悬架试验车，其特征在于，在所述空气弹簧和所述气囊座的上托板上形成有卡槽结构或螺纹结构。
4.如权利要求I所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述减振器支架由分别接合于所述车桥上下两侧的上支架和下支架构成，并且所述上支架和下支架通过连接件连接而固定在所述车桥上。
5.如权利要求4所述的空气悬架试验车，其特征在于，在所述减振器和所述减振器支架的上支架上形成有卡槽结构或螺纹结构。
6.如权利要求2所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述导向机构由V型拉杆和直拉杆构成，并且其中所述直拉杆的后端连接至所述下托板，所述V型拉杆的后端连接至V型拉杆后座总成，其中所述V型拉杆后座总成固定在所述车桥上。
7.如权利要求6所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述V型拉杆后座总成包括V型拉杆后座、前后筋板、底座、立板和平板，其中所述底座安装在所述车桥上并且通过连接件连接于形成在所述车桥上的与所述底座对应的下支座。
8.如权利要求7所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述车架总成包括车架体，在所述车架体上焊接有V型拉杆前座总成、直拉杆支腿，所述V型拉杆的前端连接至所述V型拉杆前座总成，所述直拉杆的前端连接至所述直拉杆支腿。
9.如权利要求I所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述车架总成包括车架体，在所述车架体上焊接有减振器上座，所述减振器的上端连接至所述减振器上座。
10.如权利要求2至8中任一项所述的空气悬架试验车，其特征在于，所述连接件是螺栓。
专利摘要本实用新型提供了一种空气悬架试验车，包括车厢总成、车架总成和底盘总成，底盘总成包括车桥和后悬架系统，车桥为整体式车桥并在两端安装有车轮，后悬架系统包括空气弹簧、减振器、横向稳定杆和导向机构。其中，空气弹簧以可拆卸的方式固定在气囊座上，气囊座固定在车桥上；减振器以可拆卸的方式固定在减振器支架上，减振器支架固定在车桥上；横向稳定杆连接至车桥；以及导向机构以可拆卸的方式设置在车桥上。在本实用新型的空气悬架试验车中，空气弹簧、导向机构和减振器均采用模块化设计，并且分别通过上托板和下托板、上支架和下支架、底座和下支座以可拆卸的方式固定在车桥上，由此能够方便地在进行空气悬架试验过程中更换不同的相应产品。
文档编号B60G11/27GK202382946SQ20112041563
公开日2012年8月15日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者孙逢春, 张军, 徐瑞, 段嗣盛 申请人:北京理工大学