专利名称：汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台。 背条技术汽车悬架系统担负着支撑车体，保证行驶平顺性和行驶安全性的重要任务。人们为提高悬架系统的性 能往往采用优化各种悬架参数的方法，但这种优化有一定限度。近年来尝试采用半主动悬架来进一步提高 减振性能，最易行的^是使减振器阻尼可调节，可调节阻尼的减振器有磁流变式、电流变式、液压阻尼 可调式等多种。半主动悬架因其优良的特性，是近期最有可能走向市场推广应用的新兴技术，其实现的关 键是可调减振器和控制器的开发。无论是普通被动悬架还是半主动悬架，都需要对减振器的特性进行试验以评价其性能优劣，对于半主 动悬架，还需对其可调减振器的特性进行试验研究，以求解出控制模型，进而，通过试验评价悬架的优劣， 或者开发半主动悬架的控制器。现有的减振器特性试验台测试条件简单，功能单一，尤其无法满足对其进 行试验建模的需要，而目前针对悬架的试验台大多是利用实车测试，仅能评价悬架装车后的性能。汽车四 分之一车辆模型是评价悬架性能、进行悬架设计和控制器开发最常用的模型，近几年，已见以四分之一车 辆模型而制作的四分之一悬架试验台在个别试验室中使用，但其设计主要存在以下问题l.结构复杂；2. 整个台架振动时稳定性不好3.簧上质量和簧下质量在振动过程中，机械摩擦力大，影响了试验数据的准 确测量4.悬架参数不易调整，尤其是轮胎的刚度不易测量，在縮小比例的悬架试验中，不容易获得需要 刚度的轮胎。发明内容本实用新型的目的在于针对现有悬架和减振器试验装置存在的上述缺陷，提供一种汽车四分之一模拟 悬架系统及减振器特性综合试验台。本实用新型解决其技术问題所采用的技术方案是它包括基于一个整体框架的两个试验台，分别是汽车四分之一模拟悬架试验台，减振器特性试验台。汽车四分之一模拟悬架试验台包括底板、立柱、电动振动台、托盘、下弹簧、垂直直线滚珠导轨、滑块、 两加速度传感器、上弹黄、减振器、配重块、顶板、两吊环、手扳葫芦、紧固 栓、上支架、连接叉头、 差动变压式位移传感器、下支架、弹簧压板，两个立柱及顶板组成框形结构，电动振动台置于底板正中， 立柱内侧分别设有垂直直线滚珠导轨和滑块组件，电动振动台上依次设有托盘、下弹簧、弹簧压板、下支 架，下支架两側设有连接叉头、滑块，下支架上依次设有减振器、上弹簧、差动变压式位移传感器、上支 架，上支架左右设有连接叉头、滑块，上支架上设有配重块、吊环，立柱上设有顶板，顶板下设有吊环及 手扳葫芦。减振器特性试验台包括底板、立柱、电动振动台、托盘、减振器、连接头、顶板、横梁、双头螺栓、 力传感器、差动变压式位移传感器，电动振动台上依次设有托盘、减振器、连接头、力传感器、双头螺栓、 差动变压式位移传感器、横梁。本实用新型具有的有益效果是可进行多种用途的试验。可进行各种减振器的特性试验；普通被动四 分之一悬架的性能试验；半主动四分之一悬架的性能试验；半主动悬架控制器的开发试验。本发明采用框 形结构和垂直直线滚珠导轨，整个台架结构简单、稳定，机械摩擦小；各种悬架参数易于调整，尤其是轮 胎采用等刚度的弹黄替代，在试验中可直接采用计算机仿真计算中的各种悬架参数，使得数值仿真和试验 验证能很好地对接，提高了悬架性能试验和半主动悬架控制器开发试验的效果，在縮小比例的悬架试验中 更为方便。
图1是汽车四分之一模拟悬架试验台正视图； 图2是减振器特性试验台装配示意图3是托盘俯视图；图4是下支架俯视图图5是连接叉头俯视图；图6是上支架仰视图；图7是立柱側视图；图8是横梁俯视图'图中底板l、立柱2、电动振动台3、托盘4、下弹簧5、垂直直线滚珠导轨6、滑块7、加速度传感 器8、上弹資9、减振器IO、配重块ll、加速度传感器12、顶板13、吊环14、手扳葫芦15、吊环16、紧 固螺栓17、上支架18、连接叉头19、差动变压式位移传感器20、下支架21、弹簧压板22、连接头23、 横梁24、双头據栓25、力传感器26。
具体实施方式
图1的汽车四分之一模拟悬架试验台包括底板1、立柱2、电动振动台3、托盘4、下弹簧5、垂直直 线滚珠导轨6、滑块7、加速度传感器8、上弹黄9、减振器IO、配重块ll、加速度传感器12、顶板13、 吊环14、手扳葫芦15、吊环16、紧固 栓17、上支架18、连接叉头19、差动变压式位移传感器20、下 支架21、弹簧压梹22，底板l、左右两个立柱2及顶板13组成框形结构，电动振动台3置于底板正中， 两个立柱2内惻设有垂直直线滚珠导轨6,上部左右各平行设有两段，下部左右各平行设有一段，电动振 动台3上固定有托盘4，托盘4上设有下弹簧5，下弹簧5等效于等刚度的轮胎，下弹簧5上设有下支架 21，下支架21左右通过两个连接叉头19和两个滑块7连接，弹簧压板22固定下弹簧5,下支架21上设 有上弹簧9、减振器10,减振器10置于上弹簧9内，减振器10上设有上支架18,上支架18左右设有连 接叉头19，左右四个连接叉头19分别和四个滑块7连接，上支架18上设有配重块11、吊环16,立柱上 设有顶板13，顶板13下设有吊环14和手板葫芦15。所述的下支架21、左右两个连接叉头19、两个滑块7、下弹费5及弹黃压板22构成黄下质量，两个 滑块7分别设置在左右两段垂直直线滚珠导轨6上，同时下支架21的前后面各有两个锞栓孔，用于增加 配重之用。所述的上支架18、左右四个连接叉头19、四个滑块7、配重块11、紧固蠊栓17及吊环16构成簧上 质量，四个滑块7分别设置在左右各两段垂直直线滚珠导轨6上。配重块11上设有加速度传感器12,下支架21的连接叉头10上设有加^K传感器8，配重块11和下 支架21之间设有差动变压式位移传感器20。图2的减振器特性试验台基于图1的汽车四分之一模拟悬架试验台的框架结构，其包括底板1、立柱 2、电动振动台3、托盘4、减振器9、连接头23、顶板13、横梁24、双头槲栓25、力传感器26、差动变 压式位移传感器20,电动振动台3上依次设有托盘4、减振器9、连接头23、力传感器26、双头螺栓25、 横梁24,横梁24固定于左右立柱2之间，在横梁24和托盘20之间设有差动变压式位移传感器20。当进行悬架性能试验时，如图1所示，电动振动台3在计算机系统的控制下输出模拟实际路面状况的 激振信号，托盘4随振动台的激振头一起振动，下弹簧5沿着托盘4的导向环上下振动，模拟轮胎和地面 的振动，下弹簧5带动簧下质量沿下部的垂直直线滚珠导轨6振动，将振动通过上弹簧9和减振器10传 递到簧上质量，使S上质量沿着上部的垂直直线滚珠导轨6振动，减振器随振动产生拉伸与压縮，产生阻 尼力，起到减小振动的作用，加速度传感器8测量簧下质量的加速度，加速度传感器12测量簧上质量的 加速度，差动变压式位移传感器20测量簧上质量和簧下质量的相对位移。当进行减振器特性试验时，提升簧上质量，拆下簧下质量各零件，并拆下减振器IO、上弹黄9、差动 变压式位移传感器20，按照图2所示进行装配，电动振动台3在计算机系统的控制下，按照减振器特性试 验的要求输出信号(通常为正弦信号)，托盘4带动减振器9拉伸与压縮，力传感器26测出减振器9的阻 尼力，差动变压式位移传感器20测出减振器9上下振动的位移。各传感器的信号输入计算机系统，计算机系统可对采集的数据进行实时的图形显示。在半主动悬架控 制器开发试验时，可根据需要采集一个或全部传感器信号，由设定的控制算法输出控制信号，改变减振器
电流或带动控制电机，从而调节可调减振器的阻尼值。簧上质量的配重块11分成质量不等的若干块，可根据需要准确配置簧上质量，簧下质量在下支架的 前后预留了蠊栓孔，可在最小质量的基础上增加质量，项板13上装有手扳葫芦，可以方便地提升簧上质 量。在立柱内侧对应设置六段垂直直线滚珠导轨位置的上下预留有若干固定导轨的嫁栓孔(如图7所示), 以便于选取不同规格的弹黄和减振器时调整导轨位置。
权利要求1.汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台，其特征在于在进行悬架系统相关试验时，它包括底板(1)、立柱(2)、电动振动台(3)、托盘(4)、下弹簧(5)、垂直直线滚珠导轨(6)、滑块(7)、两加速度传感器(8、12)、上弹簧(9)、减振器(10)、配重块(11)、顶板(13)、两吊环(14、16)、手扳葫芦(15)、紧固螺栓(17)、上支架(18)、连接叉头(19)、差动变压式位移传感器(20)、下支架(21)、弹簧压板(22)，两个立柱(2)及顶板(13)组成框形结构，电动振动台(3)置于底板(1)正中，立柱内侧分别设有垂直直线滚珠导轨(6)和滑块(7)组件，电动振动台上依次设有托盘(4)、下弹簧(5)、弹簧压板(22)、下支架(21)，下支架两侧设有连接叉头(19)、滑块(7)，下支架上依次设有减振器(10)、上弹簧(9)、差动变压式位移传感器(20)、上支架(18)，上支架左右设有连接叉头(19)、滑块(7)，上支架上设有配重块(11)、吊环(10)，立柱(2)上设有顶板(13)，顶板下设有吊环(14)及手扳葫芦(15)。在进行减振器特性试验时，它包括底板(1)、立柱(2)、电动振动台(3)、托盘(4)、减振器(10)、连接头(23)、顶板(13)、横梁(24)、双头螺栓(25)、力传感器(26)、差动变压式位移传感器(20)，电动振动台上依次设有托盘(4)、减振器(10)、连接头(23)、力传感器(26)、双头螺栓(25)、差动变压式位移传感器(20)、横梁(24)。
2. 根据权利要求1所述的汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台，在进行悬架系统相关试 验时，其特征在于所述的下支架(21)、左右两个连接叉头(19)、两个滑块(7)、下弹簧(5)及弹簧 压板(22)构成簧下质豕，两个滑块(7)分别设置在左右两段垂直直线滚珠导轨(6)上，同时下支架(21) 的前后面各设有两个蠊栓孔，用于增加配重之用。
3. 根据权利要求1所述的汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台，在进行悬架系统相关试 验时，其特征在于所述的上支架(18)、左右四个连接叉头09〉、四个滑块(7)、配重块(11)、紧固 據栓(17)及吊环(16)构成簧上质量，四个滑块(7)分别设置在左右各两段垂直直线滚珠导轨(6〉上。
4. 根据权利要求1所述的汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台，在进行悬架系统相关试 验时，其特征在T-:在托盘(4)上设有下弹簧(5)，弹簧压板(22)将下弹簧(5)和下支架(21)固定 成一体，卜'弹簧(5)等效于等刚度的轮胎。
专利摘要本实用新型公开一种汽车四分之一模拟悬架系统及减振器特性综合试验台。它是由基于一个整体框架的悬架系统试验台及减振器特性试验台两部分组成，各自分别有机械台架部分、电动激振部分及计算机控制部分。本实用新型可进行各种减振器的特性试验、普通被动和半主动四分之一悬架的性能试验，以及半主动悬架控制器的开发试验。采用框形结构和垂直直线滚珠导轨，整个台架结构简单、稳定，机械摩擦力小；各种悬架参数易于调整，在试验中可直接采用计算机仿真计算中的各种悬架参数，使得数值仿真和试验验证能很好地对接，提高了悬架性能试验和半主动悬架控制器开发试验的效果。
文档编号G01M17/007GK201034827SQ20072003612
公开日2008年3月12日 申请日期2007年4月12日 优先权日2007年4月12日
发明者姚嘉凌 申请人:南京林业大学