專利名稱：車輛四分之一懸架模擬工況多功能試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多功能試驗臺，尤其是涉及一種車輛四分之一懸架模擬工況多功能試
驗臺。
背景技術(shù)：
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，對車輛懸架系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件——減振器的性能要 求越來越高。評價這兩者性能優(yōu)劣的方法就是通過試驗，獲得性能參數(shù)，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行評判。目前，分別針對減振器和懸架的試驗臺已經(jīng)在行業(yè)中使用，但是減振器實(shí)驗臺往往 是指減振器示功機(jī)和減振器疲勞實(shí)驗臺，其測試項目單一，無法滿足模擬真實(shí)工況的要求。 而懸架試驗臺，有一些往往是忽略了懸架桿系的作用，僅僅考慮垂向的簡化模型，無法反應(yīng) 懸架振動的真實(shí)情況，而大多懸架試驗是利用實(shí)車測試，很難得到不同減振器與懸架桿系 耦合產(chǎn)生的最佳應(yīng)用效果，而懸架系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的部件就是減振器。
近年來，隨著磁流變液體技術(shù)的逐漸成熟，推動了磁流變減振器的發(fā)展，相應(yīng)的磁 流變半主動懸架也成為了研究熱點(diǎn)。已有研究表明，磁流變半主動懸架比傳統(tǒng)的被動懸架 具有更好的減振性能，市場潛力巨大。國外在這方面的研究較早，但也還處在實(shí)驗室階段， 國內(nèi)的研究剛剛起步，因此，亟需一種能夠?qū)Υ帕髯儨p振器以及磁流變半主動懸架進(jìn)行測 試的試驗臺。

發(fā)明內(nèi)容
由于現(xiàn)在的汽車，特別是轎車等輕型客車，多采用獨(dú)立懸架形式，這種懸架中，四 個車輪受力和運(yùn)動狀況相互獨(dú)立并近似相同，因此，本發(fā)明的目的在于提供一種車輛四分 之一懸架模擬工況多功能試驗臺，以得出懸架整體的性能。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明包括T型槽底座、實(shí)驗臺支撐架和作動臺架組件，T型槽底座的一側(cè)安裝實(shí) 驗臺支撐架，T型槽底座的另一側(cè)安裝作動臺架組件；其中 1)實(shí)驗臺支撐架靠近作動臺架組件的側(cè)面上從內(nèi)至外依次安裝垂直的直線導(dǎo)軌、 配重后擋板、多片疊合成的配重板、懸架前擋板，在懸架前擋板上部連接減震器上聯(lián)夾具， 在懸架前擋板下部左右兩側(cè)分別連接下擺臂后聯(lián)組焊件、下擺臂前聯(lián)組焊件，減震器上聯(lián) 夾具、下擺臂后聯(lián)組焊件和下擺臂前聯(lián)組焊件均能在懸架前擋板的上下、左右調(diào)節(jié)裝配位 置并固定； 2)作動臺架組件包括內(nèi)套筒、外套筒和臺架；外套筒底部固定伺服電機(jī)，伺服電 機(jī)軸通過連接套與滾珠絲杠相連，在外套筒底面隔板上下分別安裝平面軸承，第一個平面 軸承上用連接套壓緊，第二個平面軸承下用螺母鎖緊，在外套筒底面隔板上，第一個平面軸 承外側(cè)設(shè)置緩沖塊；內(nèi)套筒底部與滾珠絲杠的一端連接，滾珠絲杠的另一端與緩沖墊、限位 塊相連，托盤用固定銷與內(nèi)套筒上部連接，并用緊固套鎖緊，托盤上安裝工作盤；外套筒中 部架在臺架端面上，內(nèi)套筒安裝在外套筒內(nèi)部，內(nèi)套筒側(cè)面安裝滑動導(dǎo)軌，而外套筒側(cè)面安裝滑動導(dǎo)軌的滑塊； 3)懸架測量連接組件中的頂端連接頭穿過減震器上聯(lián)夾具的懸臂端，用上墊套、
下套筒夾住，并用總防松螺母鎖緊，頂端連接頭從上到下依次連接第一個力傳感器連接頭、
活塞桿轉(zhuǎn)換頭、第二個力傳感器連接頭，再與被測量懸架的減震器活塞桿連接；下套筒下壓
住被測量懸架的橡膠塊、彈簧組件和減振器；被測量懸架的轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向直拉桿連接
頭相連，被測量懸架的下擺臂分別與下擺臂后聯(lián)組焊件、下擺臂前聯(lián)組焊件相連； 4)減振器上聯(lián)夾具上有第一個加速度傳感器，擬動力限位塊側(cè)面有第一個拉線式
位移傳感器，工作盤上有第二個拉線式位移傳感器，外套筒上有第三個拉線式位移傳感器，
剎車盤及配重上有第二個加速度傳感器，第一個力傳感器連接頭上安裝第一個力傳感器，
第二個力傳感器連接頭上安裝第二個力傳感器。 本發(fā)明具有的有益的效果是 本發(fā)明集多種功能于一體。從懸架形式分可以滿足汽車橫臂式懸掛系統(tǒng)、多連桿 式懸掛系統(tǒng)、麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗；從懸架類型分可以滿足被動式、半主動 式、主動式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗；從模擬方式分可以滿足實(shí)際工況試驗和擬動力試驗。 根據(jù)試驗結(jié)果，既可以分析單個減振器的性能，又可以分析懸架整體性能，并能驗證磁流變 半主動懸架在不同控制策略下的控制效果。相較現(xiàn)有的懸架試驗臺設(shè)備，從振動方式上由 于采用了電機(jī)驅(qū)動形式相較于一般的液壓驅(qū)動形式占地面積小，并且容易控制，從檢測結(jié) 果上引入了懸架桿系對車身振動情況的影響，在裝配中考慮了主銷內(nèi)傾，輪胎外傾的影響 因素，更加貼近車輛振動的實(shí)際情況。


圖1是車輛四分之一懸架模擬工況試驗臺結(jié)構(gòu)正視圖。
圖2是車輛四分之一懸架模擬工況試驗臺A-A剖面圖。
圖3是本發(fā)明的作動臺架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的車輛四分之一懸架裝配示意圖。
圖5是作動臺架外套筒底部放大示意圖。 圖中1、 T型槽底座，2、實(shí)驗臺支撐架，3、支撐架前擋板，4、擬動力限位塊，5、直線 導(dǎo)軌，6、配重后擋板，7、配重板，8、懸架前擋板，9、加速度傳感器，10、減振器上聯(lián)夾具，11、 力傳感器，12、力傳感器，13、轉(zhuǎn)向直拉桿連接頭，14、加速度傳感器，15、下擺臂后聯(lián)組焊件， 16、下擺臂前聯(lián)組焊件，17、車輛懸架組件，18、拉線式位移傳感器，19、拉線式位移傳感器， 20、拉線式位移傳感器，21、作動臺架組件，22、伺服電機(jī)，23、圓螺母，24、圓螺母，25、平面軸 承，26、平面軸承，27、緩沖塊，28、連接套，29、滾珠絲杠，30、限位塊，31、內(nèi)套筒，32、工作盤， 33、托盤，34、緊固套，35、固定銷，36、緩沖墊，37、滑動導(dǎo)軌，38、外套筒，39、臺架，40、頂端連 接頭，41、總防松螺母，42、上墊套，43、下套筒，44、力傳感器連接頭，45、橡膠塊，46、活塞桿 轉(zhuǎn)換頭，47、力傳感器連接頭，48、彈簧，49、減振器，50、輪胎，51、剎車盤及配重，52、轉(zhuǎn)向直 拉桿，53、下擺臂。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明它包括T型槽底座1、實(shí)驗臺支撐架2、作動臺架組件21和車輛懸架組件17，T型槽底座1的一側(cè)安裝實(shí)驗臺支撐架2，T型槽底座1 的另一側(cè)安裝作動臺架組件21，作動臺架組件21上安裝車輛懸架組件17 ;其中
1)實(shí)驗臺支撐架2靠近作動臺架組件21的側(cè)面上從內(nèi)至外依次安裝支撐架前擋 板3、垂直的直線導(dǎo)軌5、配重后擋板6、多片疊合成的配重板7、懸架前擋板8，在支撐架前擋 板3上下分別安裝4個擬動力限位塊4，在懸架前擋板8上部連接減震器上聯(lián)夾具10，在懸 架前擋板8下部左右兩側(cè)分別連接下擺臂后聯(lián)組焊件15、下擺臂前聯(lián)組焊件16，減震器上 聯(lián)夾具10、下擺臂后聯(lián)組焊件15和下擺臂前聯(lián)組焊件16均能在懸架前擋板8的上下、左右 調(diào)節(jié)裝配位置并固定； 2)作動臺架組件21包括內(nèi)套筒31、外套筒38和臺架39 ;外套筒38底部固定伺 服電機(jī)22，伺服電機(jī)22軸通過連接套28與滾珠絲杠29相連，在外套筒38底面隔板上下分 別安裝平面軸承25、26，第一個平面軸承26上用連接套28壓緊，第二個平面軸承25下用 兩個圓螺母23， 24鎖緊，在外套筒38底面隔板上，第一個平面軸承26外側(cè)設(shè)置緩沖塊27 ; 內(nèi)套筒31底部與滾珠絲杠29的一端連接，滾珠絲杠29的另一端與緩沖墊36、限位塊30相 連，托盤33用固定銷35與內(nèi)套筒31上部連接，并用緊固套34鎖緊，托盤33上安裝工作盤 32 ;外套筒38中部架在臺架39端面上，內(nèi)套筒31安裝在外套筒38內(nèi)部，內(nèi)套筒31側(cè)面安 裝滑動導(dǎo)軌37，而外套筒側(cè)面安裝滑動導(dǎo)軌37的滑塊； 3)懸架測量連接組件中的頂端連接頭40穿過減震器上聯(lián)夾具10的懸臂端，用上 墊套42、下套筒43夾住，并用總防松螺母41鎖緊，頂端連接頭40從上到下依次連接第一個 力傳感器連接頭44、活塞桿轉(zhuǎn)換頭46、第二個力傳感器連接頭47，再與被測量的車輛懸架 組件17中的減震器49活塞桿連接；下套筒43下壓住被測量懸架的橡膠塊45、彈簧組件48 和減振器49，被測量懸架的轉(zhuǎn)向直拉桿52與轉(zhuǎn)向直拉桿連接頭13相連，被測量的車輛懸架 組件17中的下擺臂53分別與下擺臂后聯(lián)組焊件15、下擺臂前聯(lián)組焊件16相連；被測量的 車輛懸架組件17中的輪胎50放置在工作盤32上，剎車盤及配重51安裝在輪胎50內(nèi)；
4)減振器上聯(lián)夾具10上有第一個加速度傳感器9，擬動力限位塊4側(cè)面有第一個 拉線式位移傳感器19，工作盤32上有第二個拉線式位移傳感器18，外套筒38上有第三個 拉線式位移傳感器20，剎車盤及配重51上有第二個加速度傳感器14，第一個力傳感器連接 頭44上安裝第一個力傳感器ll，第二個力傳感器連接頭47上安裝第二個力傳感器12。
作實(shí)際工況試驗時，拆除擬動力限位塊4，如圖3所示，伺服電機(jī)22在計算機(jī)系統(tǒng) 的控制下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，輸出設(shè)定的激振信號，模擬實(shí)際路面狀況，由連接套28傳遞給滾珠絲 杠29，又有滾動軸承25、26允許相對轉(zhuǎn)動，并被圓螺母23、24固定，因此滾珠絲杠螺母頂動 內(nèi)套筒31上下運(yùn)動，內(nèi)套筒31上端連接緊固套34、托盤33、工作盤32，拉線式位移傳感器 20測量作動臺架輸出位移，模擬實(shí)際路面不平度。然后如圖l所示，振動傳遞給車輛懸架組 件，懸架的減振器49和彈簧組件48隨著振動產(chǎn)生拉伸和壓縮，力傳感器12測量減振器的 阻尼力，力傳感器ll測量減振器和彈簧整體的阻尼力，分別測量的原因是，考慮到懸架桿 系造成的影響及彈簧48可能存在的非線性；減振器上端通過上墊套42、下套筒43用總防 松螺母41與車身配重連接。配重后擋板6、配重板7、懸架前擋板8在減振器的帶動下，沿 滑動導(dǎo)軌5作垂直運(yùn)動，模擬實(shí)際車體中懸架簧上部分的運(yùn)動；運(yùn)動過程中拉線式位移傳 感器18測量簧下質(zhì)量的位移，拉線式位移傳感器19測量簧上質(zhì)量的位移，加速度傳感器9 測量簧上質(zhì)量的加速度，加速度傳感器15測量簧下質(zhì)量的加速度。
進(jìn)行擬動力試驗時，需要安裝擬動力限位塊4，共計4個，用于鎖死車身質(zhì)量。而此 時的激振信號，需要由計算機(jī)系統(tǒng)對上一時刻的系統(tǒng)裝態(tài)進(jìn)行迭代作為這一時刻的位移輸 出。 各傳感器的信號輸入計算機(jī)系統(tǒng)，計算機(jī)系統(tǒng)可對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的圖形顯 示，在測試磁流變半主動減振器時，還可根據(jù)設(shè)定的控制規(guī)則，實(shí)時根據(jù)采樣數(shù)據(jù)輸出電流 信號，控制磁流變減振器內(nèi)部的線圈磁場，改變其性能。 計算機(jī)系統(tǒng)能夠控制作動臺架作正弦、方波、三角波、隨機(jī)振動等一系列振動方 式。
權(quán)利要求
一種車輛四分之一懸架模擬工況多功能試驗臺，其特征在于它包括T型槽底座(1)、實(shí)驗臺支撐架(2)和作動臺架組件(21)，T型槽底座(1)的一側(cè)安裝實(shí)驗臺支撐架(2)，T型槽底座(1)的另一側(cè)安裝作動臺架組件(21)；其中1)實(shí)驗臺支撐架(2)靠近作動臺架組件(21)的側(cè)面上從內(nèi)至外依次安裝支撐架前擋板(3)、垂直的直線導(dǎo)軌(5)、配重后擋板(6)、多片疊合成的配重板(7)、懸架前擋板(8)，在懸架前擋板(8)上部連接減震器上聯(lián)夾具(10)，在懸架前擋板(8)下部左右兩側(cè)分別連接下擺臂后聯(lián)組焊件(15)、下擺臂前聯(lián)組焊件(16)，減震器上聯(lián)夾具(10)、下擺臂后聯(lián)組焊件(15)和下擺臂前聯(lián)組焊件(16)均能在懸架前擋板(8)的上下、左右調(diào)節(jié)裝配位置并固定；2)作動臺架組件(21)包括內(nèi)套筒(31)、外套筒(38)和臺架(39)；外套筒(38)底部固定伺服電機(jī)(22)，伺服電機(jī)(22)軸通過連接套(28)與滾珠絲杠(29)相連，在外套筒(38)底面隔板上下分別安裝平面軸承(25、26)，第一個平面軸承(26)上用連接套(28)壓緊，第二個平面軸承(25)下用螺母鎖緊，在外套筒(38)底面隔板上，第一個平面軸承(26)外側(cè)設(shè)置緩沖塊(27)；內(nèi)套筒(31)底部與滾珠絲杠(29)的一端連接，滾珠絲杠(29)的另一端與緩沖墊(36)、限位塊(30)相連，托盤(33)用固定銷(35)與內(nèi)套筒(31)上部連接，并用緊固套(34)鎖緊，托盤(33)上安裝工作盤(32)；外套筒(38)中部架在臺架(39)端面上，內(nèi)套筒(31)安裝在外套筒(38)內(nèi)部，內(nèi)套筒(31)側(cè)面安裝滑動導(dǎo)軌(37)，而外套筒側(cè)面安裝滑動導(dǎo)軌(37)的滑塊；3)懸架測量連接組件中的頂端連接頭(40)穿過減震器上聯(lián)夾具(10)的懸臂端，用上墊套(42)、下套筒(43)夾住，并用總防松螺母(41)鎖緊，頂端連接頭(40)從上到下依次連接第一個力傳感器連接頭(44)、活塞桿轉(zhuǎn)換頭(46)、第二個力傳感器連接頭(47)，再與被測量懸架的減震器(49)活塞桿連接；下套筒(43)下壓住被測量懸架的橡膠塊(45)、彈簧組件(48)和減振器(49)；被測量懸架的轉(zhuǎn)向直拉桿(52)與轉(zhuǎn)向直拉桿連接頭(13)相連，被測量懸架的下擺臂(53)分別與下擺臂后聯(lián)組焊件(15)、下擺臂前聯(lián)組焊件(16)相連；4)減振器上聯(lián)夾具(10)上有第一個加速度傳感器(9)，擬動力限位塊(4)側(cè)面有第一個拉線式位移傳感器(19)，工作盤(32)上有第二個拉線式位移傳感器(18)，外套筒(38)上有第三個拉線式位移傳感器(20)，剎車盤及配重(51)上有第二個加速度傳感器(14)，第一個力傳感器連接頭(44)上安裝第一個力傳感器(11)，第二個力傳感器連接頭(47)上安裝第二個力傳感器(12)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛四分之一懸架模擬工況多功能試驗臺。包括T型槽底座、實(shí)驗臺支撐架、作動臺架組件和車輛懸架組件，T型槽底座的一側(cè)安裝實(shí)驗臺支撐架，T型槽底座的另一側(cè)安裝作動臺架組件。將車輛懸架組件安裝在作動臺架組件的工作盤上，由作動臺架輸出模擬路面振動，可得到車輛車身及簧下質(zhì)量的振動響應(yīng)。本發(fā)明具備多種功能，從懸架形式分可滿足橫臂式、多連桿式、麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗；從類型分可滿足被動式、半主動式、主動式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗；從模擬方式分可滿足實(shí)際工況試驗和擬動力試驗。根據(jù)試驗結(jié)果，既可分析單個減振器的性能，又可分析懸架整體性能，并能驗證磁流變半主動懸架在不同控制策略下的控制效果。
文檔編號G01M17/04GK101718632SQ200910153880
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者吳參, 王維銳 申請人:浙江大學(xué)