专利名称：多功能底盘试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验台，具体的说是一种对车辆底盘悬架系统及悬架部件进行性能及可靠性试验的多功能底盘试验台。
背景技术：
在车辆研发过程中，底盘悬架系统性能、可靠性试验是非常重要的一个环节。悬架系统及某些悬架零部件的性能及可靠性试验可以在试验台架上进行。但是，悬架系统及其部件在复杂工况(如垂直激励下又有驱动/制动或者转向操作)下的性能及可靠性往往很难通过试验台架来测试(或者试验台价格高昂)。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种结构简单且经济实用，能够实现车辆底盘悬架系统及其部件在复杂工况下性能及可靠性测试的多功能底盘试验台。本实用新型的目的是这样实现的，该试验台包括配重、待测试底盘悬架系统、垂直作动缸、试验地板、纵向约束总成、垂直支架总成、侧向约束总成、纵向力加载总成、侧向力加载总成、加载支座和横梁，所述的配重设置在待测试底盘悬架系统上，待测试底盘悬架系统设置在垂直作动缸上，纵向约束总成、垂直支架总成、侧向约束总成、纵向力加载总成和侧向力加载总成设置在试验地板上，加载支座设置在待测试底盘悬架系统上的重心处，横梁一侧设置于待测试底盘悬架系统上，另一侧设置于垂直支架总成上。本实用新型具有以下优点和积极效果I、本实用新型试验台试验中待测试底盘悬架系统放置在垂直加载缸上，垂直作动缸给待测试的底盘悬架系统提供垂直激励；试验台的约束总成对不关心的或对悬架系统性能及可靠性影响较小的运动模态(如侧移、纵移、横摆)进行约束，释放对悬架系统性能及可靠性影响较大的运动模态(如垂直、侧倾、纵倾)；试验台的纵向力、侧向力加载总成对底盘悬架系统进行纵向力及侧向加加载，用以模拟车辆的驱动/制动及转向工况；试验台的垂直作动缸可以根据不同的试验要求对悬架车轮施加不同的激励信号。2、本实用新型试验台对研究油气悬架、空气悬架、钢板弹簧悬架以及普通的螺旋弹簧和减振器单元的性能具有重要的意义，可以减少场地试验的工作量，缩短产品开发周期。3、本实用新型结构简单、便于实施、经济适用。4、本实用新型试验系统可以使待研究的悬架系统/部件在接近真实工况下进行性能及疲劳耐久试验。5、本实用新型试验系统可以对待研究悬架系统/部件进行整车系统级的性能匹配研究。6、本实用新型试验系统可以对待研究悬架系统/部件在接近真实工况下进行控制策略的制定及控制器的开发。
图I是本实用新型多功能底盘试验台立体结构示意图。图2是本实用新型多功能底盘试验台A向投影结构示意图。图3是多功能底盘试验台采用滚珠花键十字轴万向节约束总成代替纵向约束总成和侧向约束总成的另一种实施方式结构示意图。
具体实施方式
如附图1、2、3所示该试验台包括配重1，用于实现车辆实际载荷状态加载；待测试底盘悬架系统2，可以按照车辆底盘的实际结构进行配置，用于对待研究的悬架部件进行耐久及性能试验；垂直作动缸3，用于给待测试的底盘悬架系统提供垂直激励，根据不同的试验要求对悬架车轮施加不同的激励信号；试验地板4,用于固定放置垂直作动缸3、纵向约束总成5、垂直支架总成6、侧向约束总成7、纵向力加载总成8和侧向力加载总成9 ；纵向约束总成5、垂直支架总成6和侧向约束总成7，用于约束待测试底盘悬架系统2的侧移、纵移、横摆三个运动模态，从而使待测试底盘悬架系统2可以有垂直、侧倾、纵倾三个自由度的运动；纵向力加载总成8和侧向力加载总成9，用于对待测试底盘悬架系统2施加纵向力和侧向力，以此来模拟车辆在驱动(制动)及转向时待测试底盘悬架系统2的运动状态；加载支座10，设置在待测试底盘悬架系统2的重心处，用于连接纵向力加载总成8和侧向力加载总成9 ；横梁11，用于连接待测试悬架系统2和垂直支架总成6。所述的配重I设置在待测试底盘悬架系统2上，待测试底盘悬架系统2设置在垂直作动缸3上，纵向约束总成5、垂直支架总成6、侧向约束总成7、纵向力加载总成8和侧向力加载总成9设置在试验地板4上，加载支座10设置在待测试底盘悬架系统2上的重心处，横梁11 一侧设置于待测试底盘悬架系统2上，另一侧设置于垂直支架总成6上。所述的待测试底盘悬架系统2由车架2-1、悬架系统主体2-2、至少一个悬架车轮2-3构成，车架2-1用于装载配重1，车架2-1还用于装配加载支座10、悬架系统主体2-2及垂直支架总成6。所述的悬架系统主体2-2用于连接车架2-1和悬架车轮2-3，待测试底盘悬架系统2能采用配置钢板弹簧的非独立悬架，也能采用配置油气弹簧、螺旋弹簧和减振器等的独立悬架。所述的每个悬架车轮2-3都对应设置在每个垂直作动缸3上，悬架车轮2-3用于承载待测试底盘悬架系统2、并把垂直作动缸3施加给悬架车轮2-3的垂直振动激励传递给悬架系统主体2-2。所述的试验地板4用于装配垂直作动缸3、纵向力加载总成8上的纵向加载平台8-1、侧向力加载总成9上的侧向加载平台9-4以及纵向约束总成5上的纵向约束支座5-1和侧向约束总成7上的侧向约束支座7-1。[0030]所述的加载支座10用于连接纵向力加载总成8上的纵向力加载拉杆8-4、侧向力加载总成9上的侧向力加载拉杆9-1。所述的纵向约束总成5包括纵向约束支座5-1、纵向约束拉杆5-2、球铰5-3，纵向约束拉杆5-2的一端通过球铰连接纵向约束支座5-1，另一端通过球铰5-3与垂直支架总成6连接。在待测试底盘悬架系统2处于静止状态时，纵向约束总成5布置于悬架车轮2-3与垂直作动缸3接触面等高的位置；纵向约束总成5对称布置于待测试底盘悬架系统2的纵向面两侧，该总成用于约束待测试底盘悬架系统2的纵向和横摆运动。所述的垂直支架总成6用于连接待测试底盘悬架系统2上的车架2-1和纵向约束总成5与侧向约束总成7 ;所述的侧向约束总成7由侧向约束支座7-1、连接侧向约束支座7-1的球铰7-2和连接球铰7-2的侧向约束拉杆7-3构成，该总成用于约束待测试底盘悬架系统2的侧向运动。所述的纵向力加载总成8包括纵向力加载平台8-1、纵向力加载缸8-2、摇臂8_3和纵向力加载拉杆8-4,所述的纵向力加载平台8-1通过转动副连接纵向力加载缸8-2、摇臂8-3通过转动副连接纵向力加载平台8-1和纵向力加载缸8-2，纵向力加载拉杆8-4通过球铰连接摇臂8-3，该总成用于对待测试底盘悬架系统2进行纵向力加载来模拟车辆的驱动(制动)工况。所述的侧向力加载总成9包括侧向力加载拉杆9-1、摇臂9-2、侧向力加载缸9_3和侧向力加载平台9-4,所述的侧向力加载平台9-4通过转动副连接侧向力加载缸9-3、摇臂9-2通过转动副连接侧向力加载平台9-4和侧向力加载缸9-3，侧向力加载拉杆9-1通过球铰连接摇臂9-2，该总成用于对待测试底盘悬架系统2进行侧向力加载来模拟车辆的转向运动工况。如附图3中局部放大部分所示所述的纵向约束总成5与侧向约束总成7还可以替换为图3中的滚珠花键十字轴万向节约束总成12，该总成由导向套12-1、滚珠花键12-2、十字轴万向节12-3及约束平台12-4构成，其中所述十字轴万向节12-3交叉连接的两个轴在一个平面上。所述的滚珠花键十字轴万向节约束总成12用于约束底盘悬架总成2的侧移、纵移、横摆三个运动模态，从而待测试底盘悬架系统2可以有垂直、侧倾、纵倾三个自由度的运动。本实用新型多功能底盘试验台，通过装配在试验地板4上的垂直作动缸3施加给待测试底盘悬架系统2不同的激励信号，例如，施加同向正弦扫频信号、左右反向正弦扫频信号(模拟侧倾模态)、前后轴反向正弦扫频信号(模拟纵倾模态)、对扭不扫频信号、对扭扫频信号、阶跃信号和脉冲信号等。根据纵向约束总成5中的纵向约束拉杆5-2对待测试底盘悬架系统2的纵向进行约束和与纵向约束总成5对称布置于待测试底盘悬架系统2的纵向面另一侧的约束杆对底盘悬架系统2的横摆运动进行约束。根据侧向约束总成7中的侧向约束拉杆7-3对待测试底盘悬架系统2的侧向进行约束，从而约束了待测试底盘悬架系统2的纵向、侧向、横摆三个方向的自由度。通过试验台设备可以观察待测试底盘悬架系统2的垂直位移变化曲线以及侧倾、侧倾角、纵倾、纵倾角的变化曲线。从而逼真地模拟车辆的侧倾、纵倾和车身垂直运动模态，通过改变待测试底盘悬架系统2的参数来调整车辆的运动模态以达到理想的效果。另外根据车辆实际载荷状态调整配重I的数量进行车辆实际载荷状态的加载。根据纵向力加载总成8中的纵向力加载缸8-2施加作用力通过纵向力加载拉杆8-4在加载支座10 (即车身重心处)上对待测试底盘悬架系统2施加纵向力和根据侧向力加载总成9中的侧向力加载缸9-3施加作用力通过侧向力加载拉杆9-1在加载支座10 (即车身重心处)上对待测试底盘悬架系统2施加侧向力，通过试验台设备可以观察待测试底盘悬架系统2的垂直位移变化曲线以及侧倾、侧倾角、纵倾、纵倾角的变化曲线,从而逼真地模拟车辆制动/驱动和转向工况。工作原理过程在一般情况下，车身具有六个自由度，每个车轮都可能承受六分力。在车辆正常直线行驶下车身只有垂向、侧倾、纵倾三个自由度。即，在室内条件下，若要模拟实际工况(车身的直观振动)，又要尽可能简化试验，则需要给车身的纵向、侧向、横摆这三个自由度加以约束，车身上纵向、侧向的约束反力的作用点应该与真实车辆悬架与车身间约束反力作用 点相一致，即应该分别在纵倾与侧倾的力矩中心处进行约束，用各车轮下垂直激振模拟正常行驶下的垂向、侧倾、纵倾三自由度运动模态最为方便，但前提是对车体的约束要与力矩中心相一致，这样才能产生正确的运动模态与惯性力。通过垂直作动缸根据不同的试验要求施加给待测试底盘悬架系统不同的激励信号，根据对待测试底盘悬架系统的侧倾和纵倾力矩中心的约束，模拟车辆侧倾、纵倾和垂直模态。通过垂直作动缸根据不同的试验要求施加给待测试底盘悬架系统不同的激励信号，根据对待测试底盘悬架系统的侧倾和纵倾力矩中心的约束，在待测试底盘悬架系统重心处施加侧向、纵向力，模拟车辆转向、制动/驱动工况。
权利要求1.一种多功能底盘试验台，其特征在于该试验台包括配重(I)、待测试底盘悬架系统(2 )、垂直作动缸(3 )、试验地板(4 )、纵向约束总成(5 )、垂直支架总成(6 )、侧向约束总成(7)、纵向力加载总成(8)、侧向力加载总成(9)、加载支座(10)和横梁(11)，所述的配重(I)设置在待测试底盘悬架系统(2)上，待测试底盘悬架系统(2)设置在垂直作动缸(3)上，纵向约束总成(5)、垂直支架总成(6)、侧向约束总成(7)、纵向力加载总成(8)和侧向力加载总成(9)设置在试验地板(4)上，加载支座(10)设置在待测试底盘悬架系统(2)上的重心处，横梁(11) 一侧设置于待测试底盘悬架系统(2)上，另一侧设置于垂直支架总成(6)上。
2.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的待测试底盘悬架系统(2)由车架(2-1)、悬架系统主体(2-2)、至少一个悬架车轮(2-3)构成，车架(2-1)用于装载配重(1)，车架(2-1)还用于装配加载支座(10)、悬架系统主体(2-2)及垂直支架总成(6);所述的悬架系统主体(2-2)用于连接车架(2-1)和悬架车轮(2-3)，待测试底盘悬架系统(2)能采用配置钢板弹簧的非独立悬架，也能采用配置油气弹簧、螺旋弹簧和减振器的独立悬架；所述的每个悬架车轮(2-3)都对应设置在每个垂直作动缸(3)上，悬架车轮(2-3)用于承载待测试底盘悬架系统(2)、并把垂直作动缸(3)施加给悬架车轮(2-3)的垂直振动激励传递给悬架系统主体(2-2 )。
3.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的试验地板(4)用于装配垂直作动缸(3)、纵向力加载总成(8)上的纵向加载平台(8-1)、侧向力加载总成(9)上的侧向加载平台(9-4)以及纵向约束总成(5)上的纵向约束支座(5-1)和侧向约束总成(7)上的侧向约束支座(7-1)。
4.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的加载支座(10)用于连接纵向力加载总成(8)上的纵向力加载拉杆(8-4)、侧向力加载总成(9)上的侧向力加载拉杆(9-1)。
5.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的纵向约束总成(5 )包括纵向约束支座(5-1)、纵向约束拉杆(5-2 )和球铰(5-3 )，其中纵向约束拉杆(5-2 )的一端通过球铰连接纵向约束支座(5-1)另一端通过球铰(5-3 )与垂直支架总成(6 )连接，在待测试底盘悬架系统(2)处于静止状态时，纵向约束总成(5)布置于悬架车轮(2-3)与垂直作动缸(3)接触面等高的位置；纵向约束总成(5)对称布置于待测试底盘悬架系统(2)的纵向面两侧，该总成用于约束待测试底盘悬架系统(2)的纵向和横摆运动。
6.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的垂直支架总成(6)用于连接待测试底盘悬架系统(2)上的车架(2-1)和纵向约束总成(5)与侧向约束总成(7)。
7.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的侧向约束总成(7)由侧向约束支座(7-1)、连接侧向约束支座(7-1)的球铰(7-2)和连接球铰(7-2)的侧向约束拉杆(7-3)构成，该总成用于约束待测试底盘悬架系统(2)的侧向运动。
8.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的纵向力加载总成(8)包括纵向力加载平台(8-1)、纵向力加载缸(8-2)、摇臂(8-3)和纵向力加载拉杆(8-4)，所述的纵向力加载平台(8-1)通过转动副连接纵向力加载缸(8-2)、摇臂(8-3)通过转动副连接纵向力加载平台(8-1)和纵向力加载缸(8-2 )，纵向力加载拉杆(8-4 )通过球铰连接摇臂(8-3)，该总成用于对待测试底盘悬架系统(2)进行纵向力加载来模拟车辆的驱动或制动工况。
9.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的侧向力加载总成(9 )包括侧向力加载拉杆(9-1 )、摇臂(9-2 )、侧向力加载缸(9-3 )和侧向力加载平台(9-4)，所述的侧向力加载平台(9-4)通过转动副连接侧向力加载缸(9-3)、摇臂(9-2)通过转动副连接侧向力加载平台(9-4)和侧向力加载缸(9-3),侧向力加载拉杆(9-1)通过球铰连接摇臂(9-2)，该总成用于对待测试底盘悬架系统(2)进行侧向力加载来模拟车辆的转向运动工况。
10.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的纵向约束总成(5)、垂直支架总成(6)和侧向约束总成(7)用于约束待测试底盘悬架系统(2)的侧移、纵移、横摆三个运动模态，从而使待测试底盘悬架系统(2)可以有垂直、侧倾、纵倾三个自由度的运动。
11.根据权利要求I所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的纵向约束总成(5)与侧向约束总成(7)还可以替换为滚珠花键十字轴万向节约束总成(12)，该总成由导向套(12-1 )、滚珠花键(12-2)、十字轴万向节(12-3)及约束平台(12_4)构成，其中所述十字轴万向节(12-3)交叉连接的两个轴在一个平面上。
12.根据权利要求11所述的一种多功能底盘试验台，其特征在于所述的滚珠花键十字轴万向节约束总成(12)用于约束底盘悬架总成(2)的侧移、纵移、横摆三个运动模态，从而待测试底盘悬架系统(2)可以有垂直、侧倾、纵倾三个自由度的运动。
专利摘要本实用新型涉及一种对车辆底盘悬架系统及悬架部件进行性能及可靠性试验的多功能底盘试验台，该试验台包括配重、待测试底盘悬架系统、垂直作动缸、试验地板、纵向约束总成、垂直支架总成、侧向约束总成、纵向力加载总成、侧向力加载总成、加载支座和横梁，所述的配重设置在待测试底盘悬架系统上，待测试底盘悬架系统设置在垂直作动缸上，纵向约束总成、垂直支架总成、侧向约束总成、纵向力加载总成和侧向力加载总成设置在试验地板上，加载支座设置在待测试底盘悬架系统上的重心处，横梁一侧设置于待测试底盘悬架系统上，另一侧设置于垂直支架总成上。本实用新型结构简单且经济实用，能够实现车辆底盘悬架系统及其部件在复杂工况下性能及可靠性测试。
文档编号G01M17/04GK202511977SQ20122013698
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者郭孔辉, 郭弓, 郭耀华 申请人:长春孔辉汽车科技有限公司