一种空气悬架系统功能测试台架及系统的制作方法

本实用新型涉及空气悬架系统功能测试技术领域，具体涉及一种空气悬架系统功能测试台架及系统。

背景技术：

目前，车辆空气悬架系统不仅能够缓冲减震，而且能够根据路况和车辆的荷载控制车辆底盘的高度，从而不仅提升了车辆的舒适性和可通过性，而且避免了车辆在行驶过程中遇到高低不平的道路损伤车辆的底盘，极大提升了车辆的安全性，因而车辆空气悬架系统得到了广大用户的青睐。

在车辆空气悬架系统研发过程中，对其功能的测试尤其重要。现有的空气悬架系统功能测试平台主要是台架式试验台，该台架式试验台包括四柱框架、上盖板、下盖板和功能机构，功能机构(包括空气压缩机、储气瓶、空气弹簧、减震器、电磁阀组、信息采集单元、ecu控制单元等)安装在框架内。通过该台架式试验台只能测试空气悬架系统能否接收并正确执行指令，无法模拟出调节空气弹簧后车身、空气悬架和轮胎的运动状态。而当车辆行驶在不同路况上时，车身、空气悬架和轮胎的运动状态均会发生变化，此时需要对空气悬架系统采取不同的控制策略。由此可见，现有的空气悬架系统功能测试平台并不能满足车辆空气悬架系统的研发需求。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种空气悬架系统功能测试台架及系统。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种空气悬架系统功能测试台架，该测试台架包括底盘骨架、车轮和悬挂装置；所述车轮通过所述悬挂装置安装在所述底盘骨架上；

底盘骨架包括至少两个u型龙门架、支撑架和若干连接杆；所述u型龙门架之间的立柱通过至少一个所述连接杆可拆装连接；所述支撑架与所述u型龙门架的立柱垂直连接且向车轮方向延申；所述悬挂装置通过所述连接杆和所述支撑架安装在所述底盘骨架上。

优选地，所述u型龙门架的立柱与所述连接杆可滑动连接；所述支撑架与所述u型龙门架的立柱可滑动连接。

优选地，所述u型龙门架、所述连接杆和所述支撑架包括滑槽结构。

优选地，所述支撑架对应所述悬挂装置相应位置设置有横向连接杆或者纵向连接杆。

优选地，所述u型龙门架、所述连接杆和所述支撑架包括可伸缩调节结构。

优选地，所述支撑架用于承载配重物体。

优选地，所述测试台架还包括后提升桥总成，所述后提升桥总成与所述底盘骨架连接；所述后提升桥总成包括后提升桥支架、提升桥、至少一个气缸和两个空气弹簧；所述空气弹簧对称设置在所述气缸两侧，所述空气弹簧的一端与所述后提升桥支架连接，另一端与所述提升桥连接；所述气缸的一端与所述后提升桥支架连接，另一端与所述提升桥连接。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种空气悬架系统功能测试系统，该测试系统包括至少一个空气压缩机、储气瓶、电磁阀组、检测单元、ecu控制单元和上述的空气悬架系统功能测试台架；所述空气压缩机依次通过所述储气瓶、所述电磁阀组与所述悬挂装置的空气弹簧组件和/或所述后提升桥总成的空气弹簧和气缸连接；

所述空气弹簧组件、所述空气弹簧和所述气缸对应设置有所述检测单元；每个所述ecu控制单元均连接有对应的所述检测单元和所述电磁阀组；

所述检测单元用于检测所述底盘骨架的高度信息和/或后提升桥总成的高度信息，并将所述高度信息发送至ecu控制单元；以及用于检测所述空气弹簧组件、所述空气弹簧和所述气缸的压力信息，并将所述压力信息发送至ecu控制单元；

所述ecu控制单元，用于接收所述检测单元发送的高度信息和/或压力信息，将所述高度信息和/或压力信息与相应的阈值进行比较，根据比较结果向所述电磁阀组发送控制信号；

所述电磁阀组，用于根据所述控制信号进行操作，控制所述悬挂装置的空气弹簧组件和/或所述后提升桥总成的空气弹簧和气缸的伸缩量或伸缩速度，从而控制底盘骨架或者后提升桥的升降高度或升降速度。

优选地，所述测试系统还包括无线通信模块和遥控器，所述遥控器通过所述无线通信模块与所述ecu进行数据通信；

所述无线通信模块，用于接收所述遥控器发送的控制信号，并将所述控制信号发送至所述ecu。

优选地，所述测试系统还包括显示屏，所述显示屏与所述ecu连接，用于显示空气悬架系统功能测试系统中各器件的状态及运行参数。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的技术方案通过设计一底盘骨架，并通过悬挂装置将车轮安装固定在该底盘骨架上，从而可以动态模拟出当车辆行驶在不同路面时车身、悬挂装置、车轮的运动状态，进而便于根据车身、悬挂装置、车轮的运动状态参数优化空气悬架系统的控制策略，提升空气悬架系统的性能。该空气悬架系统功能测试台架既可以应用在技术研发阶段，便于技术研发人员优化空气悬架系统的控制策略，输出优质的研发成果；也可以应用在实验教学阶段，便于教师动态演示空气悬架系统的结构组成以及工作过程，加强学生的理解和操作能力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例中的一种空气悬架系统功能测试台架的立体结构示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例中的一种底盘骨架的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例中的一种支撑架结构示意图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例中的另一种支撑架结构示意图；

图5示出了根据本实用新型一个实施例中的一种双叉臂悬挂装置的安装示意图；

图6示出了根据本实用新型一个实施例中的一种麦弗逊臂悬挂装置的安装示意图；

图7示出了根据本实用新型一个实施例中的另一种空气悬架系统功能测试台架的立体结构示意图；

图8示出了根据本实用新型一个实施例中的一种后提升桥的结构示意图；

图9示出了根据本实用新型一个实施例中的一种空气悬架系统功能测试系统的功能结构示意图；

图中：100、空气悬架系统功能测试台架；110、底盘骨架；111、u型龙门架；112、支撑架；1121、横向连接杆；1122、纵向连接杆；113、连接杆；120、车轮；130、悬挂装置；131、双叉臂式悬挂装置；1311、上摆臂；1312、下摆臂；1313、空气弹簧组件；132、麦弗逊式悬挂装置；1321、下摆臂；1322、空气弹簧组件；133、多连杆悬挂装置；140、后提升桥总成；141、后提升桥支架；142、提升桥；143、气缸；144、空气弹簧；200、空气悬架系统功能测试系统；210、空气压缩机；220、储气瓶；230、电磁阀组；240、检测单元；250、ecu控制单元；260、无线通信模块；270、遥控器；280、显示屏。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型一个实施例中的一种空气悬架系统功能测试台架的立体结构示意图，如图1所示，空气悬架系统功能测试台架100包括底盘骨架110、车轮120和悬挂装置130；车轮120通过悬挂装置130安装在底盘骨架110上；悬挂装置的数量与车轮的数量可能是对应的，也可能不是对应的。例如，车轮的数量为4个，悬挂装置的数量为2个，悬挂装置对应后车轴的两个车轮设置。车轮和悬挂装置的数量为4个，每个车轮对应设置有一个悬挂装置。本申请对车轮和悬挂装置的数量不作进一步的限定。图2示出了根据本实用新型一个实施例中的一种底盘骨架的结构示意图，如图2所示，底盘骨架110包括至少两个u型龙门架111、支撑架112和若干连接杆113；两个u型龙门架111之间的立柱通过至少一个连接杆113可拆装连接；支撑架112与u型龙门架111的立柱垂直连接且向车轮方向延申；悬挂装置130通过连接杆113和支撑架112安装在底盘骨架110上。

由此可知，本实用新型的技术方案通过设计一底盘骨架，并通过悬挂装置将车轮安装固定在该底盘骨架上，从而可以动态模拟出当车辆行驶在不同路面时车身、悬挂装置、车轮的运动状态，进而便于根据车身、悬挂装置、车轮的运动状态参数优化空气悬架系统的控制策略，提升空气悬架系统的性能。该空气悬架系统功能测试台架既可以应用在技术研发阶段，便于技术研发人员优化空气悬架系统的控制策略，输出优质的研发成果；也可以应用在实验教学阶段，便于教师动态演示空气悬架系统的结构组成以及工作过程，加强学生的理解和操作能力。

在本实用新型的一个实施例中，u型龙门架111的立柱与连接杆113可滑动连接，便于上下调节连接杆的位置，从而适应不同型号的悬挂装置的自身特性。当然，u型龙门架111的立柱与连接杆113也可以固定连接。

在本实用新型的一个实施例中，支撑架112与u型龙门架111的立柱可滑动连接，当调节连接杆的位置依旧无法使得悬挂装置的伸缩行程达到最佳时，可以通过上下调节支撑架112在u型龙门架111的立柱上的位置使得悬挂装置的伸缩行程达到最佳。当然，也可以在不对连接杆113的位置进行调节的情况下，直接调节支撑架在u型龙门架111立柱上的位置，使得悬挂装置的伸缩行程达到最佳。具体地，为了使得u型龙门架111的立柱与连接杆113可滑动连接，支撑架112与u型龙门架111的立柱可滑动连接，u型龙门架111、连接杆113和支撑架112均包括滑槽结构。需要说明的是，u型龙门架111和支撑架112也可以均由连接杆113构成，这种情况下，连接杆113具有滑槽结构即可。

通过上述两个实施例可知，底盘骨架的长度和高度均可调节，从而不仅可以模拟不同轴距、轮距的车型的状态，而且实现了安装不同形式、不同行程的悬挂装置，因此该空气悬架系统功能测试台架不仅适用于乘用车的空气悬架系统功能测试，而且适用于商用车的空气悬架系统功能测试，应用范围广。

在本实用新型的一个实施例中，图3示出了根据本实用新型一个实施例中的一种支撑架结构示意图，图4示出了根据本实用新型一个实施例中的另一种支撑架结构示意图，如图3所示，支撑架112对应悬挂装置130相应位置设置有横向连接杆1121，横向连接杆1121用于连接悬挂装置130中的空气弹簧组件。如图4所示，支撑架112对应悬挂装置130相应位置设置有纵向连接杆1122，纵向连接杆1122用于连接悬挂装置130中的空气弹簧组件。

需要说明的是，图3和图4所示的支撑架结构均为网格型结构，但是栅型和三角型等结构均在本实用新型的保护范围之内，只要支撑架能够保证悬挂装置中的空气弹簧组件的正常安装即可，本申请对支撑架的结构不作进一步的限定。

在本实用新型的一个实施例中，u型龙门架111、连接杆113和支撑架112包括可伸缩结构，通过调节可伸缩结构即可调整u型龙门架111、连接杆113和支撑架112的长度，从而更加方便地模拟出不同车身的长度和高度。通过该实施例可知，底盘骨架的长度和高度均可调节，从而不仅可以模拟不同轴距、轮距的车型的状态，而且实现了安装不同形式、不同行程的悬挂装置，因此该空气悬架系统功能测试台架不仅适用于乘用车的空气悬架系统功能测试，而且适用于商用车的空气悬架系统功能测试，应用范围广。

不同的车辆配重对应不同的空气悬架系统的控制策略，例如，若使得车身保持在同一高度，当车辆的配重逐渐增大时，需增加空气弹簧内部的空气压力值。现有技术中，为了确定车辆不同配重与空气弹簧内部的空气压力值之间的关系，在空气弹簧减震器的导向杆上添加机械弹簧，通过改变机械弹簧的伸缩量来模拟配重。但是在对空气悬架系统进行测试的过程中，当空气弹簧的伸缩量发生改变，机械弹簧的伸缩量也随之变化，从而使得车辆配重值发生变化，进而使得测试结果不够精确。

为了解决上述技术问题，在本实用新型的一个实施例中，通过支撑架112承载配重物体。在空气悬架系统测试的过程中，可以根据实际要求任意改变配重物体的重量，而且配重物体的重量不会跟随空气弹簧的伸缩量变化，从而提升了空气悬架系统功能的测试精度。

进一步地，悬挂装置130包括双叉臂式悬挂装置131、麦弗逊式悬挂装置132和多连杆悬挂装置133，下面以双叉臂式悬挂装置131和麦弗逊式悬挂装置132为例，对在底盘骨架110上安装悬挂装置130进行解释说明：

(一)在底盘骨架110上安装双叉臂式悬挂装置131。

图5示出了根据本实用新型一个实施例中的一种双叉臂悬挂装置的安装示意图；双叉臂式悬挂装置131主要包括上摆臂1311、下摆臂1312、空气弹簧组件1313；当在底盘骨架110上安装双叉臂式悬挂装置131时，u型龙门架111通过两个连接杆113可拆装连接，双叉臂式悬挂装置131的上摆臂1311和下摆臂1312分别与连接杆113活动铰接；空气弹簧组件1313包括空气弹簧1313_1和减震器1313_2，当空气弹簧1313_1和减震器1313_2同轴时，空气弹簧1313_1套接在减震器1313_2的连杆上，空气弹簧组件1313的一端活动铰接在下摆臂1312上，另一端活动铰接在支撑架112上；当空气弹簧1313和减震器1314不同轴时，减震器1313_2的一端活动铰接在下摆臂1312上，另一端活动铰接在支撑架112上；空气弹簧1313_1的一端活动铰接在下摆臂1312上，另一端活动铰接在支撑架112上；空气弹簧空气弹簧1313_1与减震器1313_2之间预留有空气弹簧1313_1的膨胀空间。

(二)在底盘骨架110上安装麦弗逊式悬挂装置132。

图6示出了根据本实用新型一个实施例中的一种麦弗逊臂悬挂装置的安装示意图，麦弗逊式悬挂装置132主要包括下摆臂1321和空气弹簧组件1322，当在底盘骨架110上安装麦弗逊式悬挂装置132时，u型龙门架111通过一个连接杆113可拆装连接；下摆臂1321与连接杆113活动铰接；空气弹簧组件1322包括空气弹簧1322_1和减震器1322_2，当空气弹簧1322_1和减震器1322_2同轴时，空气弹簧组件1322的一端活动铰接在下摆臂1321上，另一端活动铰接在支撑架112上；当空气弹簧1322_1和减震器1322_2不同轴时，减震器1322_2的一端活动铰接在下摆臂1321上，另一端活动铰接在支撑架112上；空气弹簧1322_1的一端活动铰接在下摆臂1321上，另一端活动铰接在支撑架112上；空气弹簧1322_1与减震器1322_2之间预留有空气弹簧1322_1的膨胀空间。

需要说明的是，如果当前在底盘骨架110上安装的是麦弗逊式悬挂装置132，那么在底盘骨架110上继续安装双叉臂式悬挂装置131时，在u型龙门架111之间继续安装一个连接杆113即可。如果当前在底盘骨架110上安装的是双叉臂式悬挂装置131，那么在底盘骨架110上继续安装麦弗逊式悬挂装置132时，可以将对应双叉臂式悬挂装置131上摆臂1311或者下摆臂1312对应的连接杆113拆卸下来，或者不拆卸双叉臂式悬挂装置131上摆臂1311或者下摆臂1312对应的连接杆113，将上摆臂1311或者下摆臂1312作为麦弗逊式悬挂装置132的下摆臂1321。另外，在底盘骨架110上安装多连杆悬挂装置133时，根据多连杆悬挂装置133的结构特性适应设置连接杆113的数量、位置和长度，同时适应调节支撑架112的高度，从而成功在底盘骨架110上安装多连杆悬挂装置133。本实用新型的技术方案可以根据需要在底盘骨架110上安装双叉臂式悬挂装置131、麦弗逊式悬挂装置132和多连杆悬挂装置133，不仅可以满足技术人员的研发需求，也可以满足学校实验台的演示需求。

现有技术中，后提升桥总成主要是应用空气弹簧作为提升组件，同时额外为空气弹簧设置导向结构，结构较为复杂。为简化后提升桥的结构同时保证后提升桥的正常功能，图7示出了根据本实用新型一个实施例中的另一种空气悬架系统功能测试台架的立体结构示意图，图8示出了根据本实用新型一个实施例中的一种后提升桥的结构示意图；如图7-8所示，空气悬架系统功能测试台架100还包括后提升桥总成140，后提升桥总成140与底盘骨架110连接，后提升桥总成140包括后提升桥支架141、提升桥142、至少一个气缸143和至少两个空气弹簧144；两个空气弹簧144对称设置在气缸两侧143，空气弹簧144的一端与后提升桥支架141连接，另一端与提升桥142连接；气缸143的一端与后提升桥支架141连接，另一端与提升桥142连接。

后提升桥总成140的工作过程如下：

(一)当车辆满载运行时,后提升桥总成140中的车轮在地面上行驶，两个空气弹簧144处于充气状态，此时两个气缸143的活塞在后提升桥总成140的重力以及两个空气弹簧144的支撑作用下处在拉伸状态，支撑后提升桥总成140中的车轮在地面上行驶。

(二)当车辆从满载状态向车辆空载或者轻载状态转换时，空气弹簧144开始放气，同时气缸143开始充气，气缸143活塞带动后提升桥总成140向上运动，从而后提升桥总成140被提起。

(三)当车辆从空载状态变换为满载状态时，气缸143开始放气，同时空气弹簧144开始充气，空气弹簧144带动后提升桥总成140向下运动，从而后提升桥总成140中的车轮与地面接触。

由此可见，本实用新型的技术方案中空气弹簧起支撑作用，气缸起提升和导向作用，相比于现有技术中后提升桥需额外设置导向结构才能实现提升功能，简化了后提升桥的结构，更加适用于研发测试阶段或者教学演示阶段。

在本实施例中，仍如图8所示，空气弹簧144和气缸143的数量均为两个，提升桥上设置有支撑板，两个气缸143沿前后方向对称设置在该支撑板上，两个空气弹簧144沿左右方向以两个气缸143对称设置在该支撑板上，本实用新型的技术方案采用对称结构设置空气弹簧144和气缸143可以防止受力不均导致后提升桥总成在工作时后提升桥出现前后俯仰或者左右侧倾的状态。

在本实用新型的另一个实施例中，空气弹簧144为两个，气缸143为一个，提升桥上设置有支撑板，气缸143设置在支撑板的中心位置，两个空气弹簧144沿左右方向对称设置在气缸143左右两侧。后提升桥总成140的工作过程与上一个实施例相同，相同内容不再赘述。本申请对后提升桥总成中的空气弹簧和气缸的数量和位置不作进一步的限定，只要保证后提升桥总成正常工作即可。

图9示出了根据本实用新型一个实施例中的一种空气悬架系统功能测试系统的功能结构示意图，如图9所示，空气悬架系统功能测试系统200包括至少一个空气压缩机210、储气瓶220、电磁阀组230、检测单元240、ecu控制单元250和如图1-图8所示的空气悬架系统功能测试台架100；空气压缩机210依次通过储气瓶220、电磁阀组230与悬挂装置130的空气弹簧组件(1313或者1322)和/或后提升桥总成140的空气弹簧144和气缸143连接；

空气弹簧组件(1313或者1322)、空气弹簧144和气缸143对应设置有检测单元240；每个ecu控制单元250均连接有对应的检测单元240和电磁阀组230；

检测单元240用于检测底盘骨架110的高度信息和/或后提升桥总成140的高度信息，并将该高度信息发送至ecu控制单元250；以及用于检测空气弹簧组件(1313或者1322)、空气弹簧144和气缸143的压力信息，并将该压力信息发送至ecu控制单元250；

ecu控制单元250，用于接收检测单元240发送的高度信息和/或压力信息，将该高度信息和/或压力信息与相应的阈值进行比较，根据比较结果向电磁阀组230发送控制信号；

电磁阀组230，用于根据该控制信号进行操作，控制悬挂装置130的空气弹簧组件(1313或者1322)和/或后提升桥总成140的空气弹簧144和气缸143的伸缩量或者伸缩速度，从而控制底盘骨架或者后提升桥的升降高度或者升降速度。

本实施例中，空气压缩机210、储气瓶220、电磁阀组230、检测单元240、ecu控制单元250安装在底盘骨架110上，且空气压缩机210、储气瓶220、电磁阀组230、检测单元240、ecu控制单元250的重量已知，当需要在支撑架112上放置配重物体时，如果空气压缩机210、储气瓶220、电磁阀组230、检测单元240、ecu控制单元250的重量对配重物体的质量影响较大，那么将上述器件的质量计入配重物体的质量；如果空气压缩机210、储气瓶220、电磁阀组230、检测单元240、ecu控制单元250的重量对配重物体的质量影响较小，那么无需将上述器件的质量计入配重物体的质量。

在本实用新型的一个实施中，空气悬架系统功能测试系统200还包括无线通信模块260和遥控器270，遥控器270通过无线通信模块260与ecu控制单元250进行数据通信；无线通信模块260，用于接收遥控器270发送的控制信号，并将该控制信号发送至ecu控制单元250。无线通信模块260包括nb-iot模块、rf无线模块、wifi模块、蓝牙模块或者zigbee模块等。

在本实用新型的一个实施中，空气悬架系统功能测试系统200还包括显示屏280，显示屏280与ecu控制单元250连接，用于显示空气悬架系统功能测试系统中各器件的状态及运行参数。在实际应用中，可以利用遥控器发送控制指令给，例如标定控制指令，并在显示屏280上显示空气悬架系统功能测试系统中各期间的状态及运行参数，从而解决了技术研发人员在对空气悬架系统进行标定时只能多人手动配合导致的费时费力问题，减少测试人员的人工成本。当该空气悬架系统功能测试系统应用在教学领域时，可以让学生直观地看到空气悬架系统功能测试系统中各期间的状态及运行参数。

综上所述，本实用新型的技术方案通过设计一底盘骨架，并通过悬挂装置将车轮安装固定在该底盘骨架上，从而可以动态模拟出当车辆行驶在不同路面时车身、悬挂装置、车轮的运动状态，进而便于根据车身、悬挂装置、车轮的运动状态参数优化空气悬架系统的控制策略，提升空气悬架系统的性能。该空气悬架系统功能测试台架既可以应用在技术研发阶段，便于技术研发人员优化空气悬架系统的控制策略，输出优质的研发成果；也可以应用在实验教学阶段，便于教师动态演示空气悬架系统的结构组成以及工作过程，加强学生的理解和操作能力。另外，底盘骨架的长度和高度均可调节，从而不仅可以模拟不同轴距、轮距的车型的状态，而且实现了安装不同形式、不同行程的悬挂装置，因此该空气悬架系统功能测试台架不仅适用于乘用车的空气悬架系统功能测试，而且适用于商用车的空气悬架系统功能测试，应用范围广。

最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述个实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。