一种构件可调的四分之一车悬架试验系统

本发明涉及悬架试验系统，具体为一种构件可调的四分之一车悬架试验系统。

背景技术：

1、当今社会，汽车已经成为普适性的交通工具，同时，人们对汽车的乘坐舒适性和行驶安全性提出了更高的要求。半主动悬架作为影响汽车减振性能的关键部件，采用能够根据路面状况和车辆运行状态进行实时控制的智能悬架是提高汽车行驶平顺性和安全性的主要手段。

2、半主动悬架是一种可以自动调整车辆悬架硬度和高度的技术，它利用一些电子控制和液压系统，来适应不同路况和驾驶需求。相比传统被动悬架，它能够更快速、更精确地响应路面情况，提高车辆的稳定性和乘坐舒适性。半主动悬架有多种不同的实现方式，但最常见的是采用电磁阀和液压阀，通过调整阀门的开关来实现调整悬架硬度的功能。当车辆行驶在平稳的公路上时，悬架系统会自动变软，提供更舒适的乘坐体验。但是当车辆行驶在高速或不平的路面上时，悬架系统会自动变硬，提供更强的稳定性和操控性。车辆转弯时，车身会发生侧倾，严重时会导致翻车等事故，因此对车辆姿态稳定的控制具有一定的研究意义。可通过调节刚度元件或阻尼元件从而达到控制姿态稳定的目的。

3、在进行悬架系统的测试时，传统的纯计算机仿真方法通常是利用建立数学模型的方式进行仿真。虽然这种方法实施的效率高、成本低，但是仿真结果很大程度上依赖于数学模型的精确程度，无法完全反映出真实的路面环境。随着科技的进步，车辆建模的精度越来越高，仿真软件功能也逐渐完善，使仿真效果也日益增进；但是仿真的过程无法避免的考虑了一些完美的情况，忽略了一些参数，例如摩擦力，力耦合的情况，于是产生了将仿真与试验相结合的系统，硬件在环试验系统；硬件通常被用作测试对象，以评估其可靠性、性能和符合性等方面。硬件包括电子电路板、器件、芯片和集成电路等。对于半主动/主动悬架的测试，硬件在环试验系统可以自动化执行测试过程，大大提高测试效率并减少测试时间；相比手动测试，硬件在环测试可以更快速、更准确地检测到硬件故障；硬件在环测试设备可以对硬件进行非常精细的测试和分析，可以检测到微小的故障和异常，从而提高测试精度和可靠性；此外还支持复杂硬件测试，可以支持复杂的芯片组、封装类型的测试和编程。

4、现有的悬架试验台包括1/4车测试平台、1/2车试验平台，整车试验平台；在试验精度和模拟程度方面，整车悬架试验平台无疑是最佳选择，但是根据不同目标要求与试验成本则需进行选择；整车测试平台可满足完整的各项车辆测试任务，但是测试周期长，测试系统占地空间大，使用成本极高；1/2试验台架和1/4车试验台架更为实用，因为这种台架可以更快速、更便宜地测试部件和系统，并且可以更容易地开展快速原型实验。

5、目前悬架试验台结构功能单一，无法对不同结构的悬架进行测试或只能单一测试悬架参数，无法对阻尼器和弹簧进行测试，无法对半主动/主动悬架控制效果进行评估；为完整对整个悬架系统进行试验，则需要多个试验平台，反复进行拆装，不但提高了成本，还增长了试验周期降低了试验效率。

技术实现思路

1、本发明为一种构件可调的四分之一车悬架试验系统，该系统能够模拟不同的路面条件和车辆状态，对半主动/主动悬架的性能和控制效果进行测试，具有结构简单、功能多样、调节灵活、测试精确的特点。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种构件可调的四分之一车悬架试验系统，包括：

3、支撑系统，用于支撑试验对象，所述支撑系统包括台架，所述台架上活动设置有移动板，所述移动板上依次叠加安装有激振器和倾角可调的轮胎托盘，试验对象放置于所述轮胎托盘上；

4、簧上质量模拟系统，用于朝着所述支撑系统的方向压迫试验对象以模拟悬架工作工况，包括若干块质量块，可通过增减所述质量块的数量来调节所模拟的簧上质量；

5、测量系统，包括传感器模块、第一位移传感器、第二位移传感器和力传感器，其中所述传感器模块包括加速度传感器与倾角传感器，所述加速度传感器用于测量试验对象的加速度，所述倾角传感器用于测量试验对象的侧倾角，所述第一位移传感器用于测量模拟工况中簧上质量的位移距离，所述第二位移传感器则用于测量模拟工况中簧下质量的位移距离，所述力传感器用于测量所述激振器的激振力大小，力传感器为激振器自带。测量系统可将接收的信号传输至数据采集卡，数据采集卡将信号传输给宿主机，通过宿主机上labview平台显示各传感器数据，得到簧载质量垂向加速度、悬架动行程和轮胎加速度等信号。

6、试验对象可以为配套组装在一起的车轮、轮轴、轮胎支架、阻尼器以及螺旋弹簧（即四分之一车悬架），也可以为单独的阻尼器或者螺旋弹簧。当试验对象为四分之一车悬架时，传感器模块安装于轮胎支架上。

7、在一些实施例中，所述簧上质量模拟系统包括升降设置于所述台架上且分别位于所述移动板两侧的两根粗导柱，两根所述粗导柱的顶端之间连接有横梁，所述横梁上设有用于放置所述质量块的放置架，试验对象被所述横梁直接压迫，第一位移传感器连接于横梁与台架之间，通过测量横梁的位移距离来得到模拟工况中簧上质量的位移距离。

8、在一些实施例中，所述台架上位于所述移动板两侧的位置处竖立设置有两根细导柱，两根所述细导柱均活动贯穿所述横梁，两根所述细导柱的顶端之间连接有上横梁。

9、在一些实施例中，每根所述粗导柱上均设有限位块，两块所述限位块等高，当所述粗导柱下降至所述限位块与所述台架的上表面接触时，则所述粗导柱无法再继续下降。

10、在一些实施例中，所述横梁的下侧安装有万向头夹具，所述万向头夹具用于夹持住试验对象的顶端。

11、在一些实施例中，所述轮胎托盘包括依次叠加安装在所述激振器上的平托盘和主托盘，二者构成t型结构，第二位移传感器连接在主托盘与移动板之间，通过测量主托盘的位移距离来得到模拟工况中簧下质量的位移距离。

12、在一些实施例中，所述主托盘上安装有两块子托盘，各块所述子托盘可进行独立的升降调节。

13、在一些实施例中，所述子托盘通过螺旋调节机构来进行升降调节，所述螺旋调节机构贯穿所述主托盘，其一端与所述子托盘连接，另一端为旋拧调节部。

14、在一些实施例中，所述主托盘上开设有多个用于安装所述螺旋调节机构的备用孔。

15、综上所述，本发明具有以下有益效果：

16、结构简单，只需一个台架、一个激振器和一个轮胎托盘，就可以实现对四分之一车悬架的支撑、激振和倾角调节，无需复杂的机械装置和电子控制系统；

17、功能多样，可以对不同结构和类型的悬架进行测试，包括弹簧、阻尼器、半主动/主动悬架等，可以模拟不同的路面状况，如平坦、颠簸、转弯等，可以测量悬架的各项参数，如加速度、位移、力、侧倾角等，实现了多功能切换，对悬架及其子系统部件进行试验，在一定程度上解决了占地面积大、试验周期长的问题；

18、调节灵活，可以通过增减质量块来调节簧上质量，可以通过螺旋调节机构来调节轮胎托盘的高度和倾角，可以通过移动板来调节激振器的位置，可以适应不同的试验需求和条件；

19、测试精确，可以通过传感器模块、位移传感器和力传感器来实时采集和记录悬架的运动数据，可以通过数据分析软件来处理和显示悬架的运动曲线和特性，可以通过对比试验来评估悬架的性能和控制效果。