CN101776525B

CN101776525B - 多功能汽车动力学动态特性试验台

Info

Publication number: CN101776525B
Application number: CN200910256421XA
Authority: CN
Inventors: 阮久宏; 杨福广; 张海燕; 于明进; 张竹林; 邱绪云
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN101776525A

Abstract

本发明公开了一种多功能汽车动力学动态特性试验台，由旋转编码器、同步带、力矩电机、挡环、轴承、电机滑块、轴套、纵向导轨、横向导轨、固定方板、钢球、钢球固定架、转盘、力矩传感器、制动盘、滚筒支架、滚筒轴、外转子电机、力和力矩传感器、制动器支架、制动器、滚筒、测控系统、码盘、转速传感器、对中滚子支架、对中滚子升降器、对中滚子组成。使用本发明可以对整车动力学在试验台上进行全面研究，通过对车轮施加驱动或制动力矩、转向阻力矩，以及允许车轮在旋转运动中进行转向，可以模拟更多的工况，提供了一种能够实现汽车纵向、横向动力学动态特性测试与研究的多功能试验台。附图是本发明的结构主视图。

Description

多功能汽车动力学动态特性试验台

技术领域

本发明涉及一种汽车试验台，尤其涉及一种汽车动力学动态特性试验台。

背景技术

汽车动力学主要包括纵向动力学、横向动力学和垂向动力学。目前关于汽车动力学测试与研究所采用的方法主要有实车道路试验、计算机仿真和台架试验。实车道路试验，需要大的试验场地，并且测试成本高。计算机仿真方法需建立汽车及其部件数学模型，且需要试验验证。台架试验方法在很大程度上克服了实车道路试验与计算机仿真方法的缺陷，在汽车动力学测试与研究中得到广泛应用，但目前的汽车动力学试验台以纵向动力学和垂向动力学的测试与研究为主，未见同时具有纵向动力学和横向动力学动态特性测试与研究功能的试验台。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的不足，提出一种可同时用于纵向、横向动力学特性测试与研究的多功能汽车动力学动态特性试验台。

本发明是通过如下技术措施实现的：一种多功能汽车动力学动态特性试验台，由旋转编码器、同步带、力矩电机、挡环、轴承、电机滑块、轴套、纵向导轨、横向导轨、固定方板、钢球、钢球固定架、转盘、力矩传感器、制动盘、滚筒支架、滚筒轴、外转子电机、力和力矩传感器、制动器支架、制动器、滚筒、测控系统、码盘、转速传感器、第一对中滚子支架、第二对中滚子支架、对中滚子升降器、第一对中滚子、第二对中滚子组成，对中滚子升降器一端与滚筒支架铰接、另一端与第二对中滚子支架铰接，第一对中滚子支架、第二对中滚子支架均与滚筒支架铰接，第一对中滚子支架、第二对中滚子支架同步运动，第一对中滚子、第二对中滚子分别由第二对中滚子支架、第一对中滚子支架支承，制动器通过制动器支架固定安装在滚筒轴上，制动盘和滚筒固定连接，码盘与外转子电机的转子固定连接，转速传感器固定在滚筒轴上，旋转编码器固定安装在电机滑块上，旋转编码器的轴端通过同步带与力矩电机的输出轴一端联接，力矩电机的输出轴另一端安装有轴套，电机滑块内侧通过轴承安装在轴套上，挡环对轴承进行轴向定位，轴套通过力矩传感器与转盘连接，电机滑块与纵向导轨配合，可沿纵向导轨自由滑动，纵向导轨与横向导轨之间垂向布置安装，纵向导轨可沿横向导轨自由滑动，横向导轨和固定方板固连，固定方板与转盘中间有环形布置且可自由滚动的钢球，钢球放在钢球固定架的圆孔中，转盘可沿固定方板的顶面作平面运动，转盘上固定有滚筒支架，滚筒支架与滚筒轴固定连接，滚筒轴与外转子电机的定子固定连接，外转子电机的转子通过力和力矩传感器与滚筒连接，旋转编码器、力矩电机、力矩传感器、外转子电机、力和力矩传感器、制动器、转速传感器、对中滚子升降器均与测控系统电连接。

试验时，将被试车辆的车轮置于滚筒上，测控系统通过对中滚子升降器驱动第一对中滚子支架、第二对中滚子支架、第一对中滚子、第二对中滚子，实现车轮在滚筒上对中。试验过程中，测控系统控制外转子电机和制动器模拟路面附着性能以及汽车轮荷大小，控制力矩电机模拟车轮转向阻力矩；测控系统通过转速传感器、力和力矩传感器测量车轮转速、角加速度、车轮驱动或制动力矩等纵向动力学参数，通过旋转编码器、力矩传感器测量车轮转向角度、转向角速度、转向阻力矩等横向动力学参数，从而实现了整车纵向、横向动力学的测试与研究。

本发明的有益效果是：使用本发明可以对整车动力学在试验台上进行全面研究，通过对车轮施加驱动或制动力矩、转向阻力矩，以及允许车轮在旋转运动中进行转向，可以模拟更多的工况，提供了一种能够实现汽车纵向、横向动力学动态特性测试与研究的多功能试验台。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的俯视图。

图中：1-旋转编码器，2-同步带，3-力矩电机，4-挡环，5-轴承，6-电机滑块，7-轴套，8-纵向导轨，9-横向导轨，10-固定方板，11-钢球，12-钢球固定架，13-转盘，14-力矩传感器，15-制动盘，16-滚筒支架，17-滚筒轴，18-外转子电机，19-力和力矩传感器，20-制动器支架，21-制动器，22-滚筒，23-测控系统，24-码盘，25-转速传感器，26-第一对中滚子支架，27-第二对中滚子支架，28-对中滚子升降器，29-第一对中滚子，30-第二对中滚子。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合附图，对本方案进行阐述。

一种多功能汽车动力学动态特性试验台，由旋转编码器1、同步带2、力矩电机3、挡环4、轴承5、电机滑块6、轴套7、纵向导轨8、横向导轨9、固定方板10、钢球11、钢球固定架12、转盘13、力矩传感器14、制动盘15、滚筒支架16、滚筒轴17、外转子电机18、力和力矩传感器19、制动器支架20、制动器21、滚筒22、测控系统23、码盘24、转速传感器25、第一对中滚子支架26、第二对中滚子支架27、对中滚子升降器28、第一对中滚子29和第二对中滚子30组成，对中滚子升降器28一端与滚筒支架16铰接、另一端与第二对中滚子支架27铰接，第一对中滚子支架26、第二对中滚子支架27的另一端分别与滚筒支架16铰接，第一对中滚子支架26、第二对中滚子支架27同步运动，第一对中滚子29、第二对中滚子30分别由第二对中滚子支架27、第一对中滚子支架26支承，制动器21通过制动器支架20固定安装在滚筒轴17上，制动盘15和滚筒22固定连接，码盘24与外转子电机18的转子固定连接，转速传感器25固定在滚筒轴17上，旋转编码器1固定安装在电机滑块6上，旋转编码器1的轴端通过同步带2与力矩电机3的输出轴一端联接，力矩电机3的输出轴另一端安装有轴套7，电机滑块6内侧通过轴承5安装在轴套7上，挡环4对轴承5进行轴向定位，轴套7通过力矩传感器14与转盘13联接，电机滑块6与纵向导轨8配合，可沿纵向导轨8自由滑动，纵向导轨8与横向导轨9之间垂向布置安装，纵向导轨8可沿横向导轨9自由滑动，横向导轨9和固定方板10固连，固定方板10与转盘13中间有环形布置且可自由滚动的钢球11，钢球11放在钢球固定架12的圆孔中，转盘13可沿固定方板10的顶面作平面运动，转盘13上固定有滚筒支架16，滚筒支架16与滚筒轴17固定连接，滚筒轴17与外转子电机18的定子固定连接，外转子电机18的转子通过力和力矩传感器19与滚筒22连接，旋转编码器1、力矩电机3、力矩传感器14、外转子电机18、力和力矩传感器19、制动器21、转速传感器25、对中滚子升降器28均与测控系统23电连接。

试验时，将被试车辆的车轮置于滚筒22上，测控系统23通过对中滚子升降器28驱动第一对中滚子支架26和第二对中滚子支架27、第一对中滚子29和第二对中滚子30，实现车轮在滚筒22上对中。试验过程中，测控系统23控制外转子电机18和制动器21模拟路面附着性能以及汽车轮荷大小，控制力矩电机3模拟车轮转向阻力矩；测控系统23通过转速传感器25、力和力矩传感器19测量车轮转速、角加速度、车轮驱动或制动力矩等纵向动力学参数，通过旋转编码器1、力矩传感器14测量车轮转向角度、转向角速度、转向阻力矩等横向动力学参数，从而实现了整车纵向、横向动力学的测试与研究。

力和力矩传感器19可采用六分力传感器(六分力传感器是一种能够实现其规定坐标系下的三个方向轴向力及三个旋转力矩测量的装置)。制动器21可采用电控浮动卡钳式制动器。对中滚子升降器28可采用电机驱动螺杆结构，也可采用电磁阀控制液压或气压驱动推杆结构实现。

Claims

1.一种多功能汽车动力学动态特性试验台，由旋转编码器[1]、同步带[2]、力矩电机[3]、挡环[4]、轴承[5]、电机滑块[6]、轴套[7]、纵向导轨[8]、横向导轨[9]、固定方板[10]、钢球[11]、钢球固定架[12]、转盘[13]、力矩传感器[14]、制动盘[15]、滚筒支架[16]、滚筒轴[17]、外转子电机[18]、力和力矩传感器[19]、制动器支架[20]、制动器[21]、滚筒[22]、测控系统[23]、码盘[24]、转速传感器[25]、第一对中滚子支架[26]、第二对中滚子支架[27]、对中滚子升降器[28]、第一对中滚子[29]和第二对中滚子[30]组成，对中滚子升降器[28]一端与滚筒支架[16]铰接、另一端与第二对中滚子支架[27]铰接，第一对中滚子支架[26]、第二对中滚子支架[27]的另一端分别与滚筒支架[16]铰接，第一对中滚子支架[26]、第二对中滚子支架[27]同步运动，第一对中滚子[29]、第二对中滚子[30]分别由第二对中滚子支架[27]、第一对中滚子支架[26]支承，制动器[21]通过制动器支架[20]固定安装在滚筒轴[17]上，制动盘[15]和滚筒[22]固定连接，码盘[24]与外转子电机[18]的转子固定连接，转速传感器[25]固定在滚筒轴[17]上，旋转编码器[1]固定安装在电机滑块[6]上，旋转编码器[1]的轴端通过同步带[2]与力矩电机[3]的输出轴一端联接，力矩电机[3]的输出轴另一端安装有轴套[7]，电机滑块[6]内侧通过轴承[5]安装在轴套[7]上，挡环[4]对轴承[5]进行轴向定位，轴套[7]通过力矩传感器[14]与转盘[13]联接，电机滑块[6]和纵向导轨[8]配合，可沿纵向导轨[8]自由滑动，纵向导轨[8]与横向导轨[9]之间垂向布置安装，纵向导轨[8]可沿横向导轨[9]自由滑动，横向导轨[9]和固定方板[10]固连，固定方板[10]与转盘[13]中间有环形布置且可自由滚动的钢球[11]，钢球[11]放在钢球固定架[12]的圆孔中，其特征在于转盘[13]可沿固定方板[10]的顶面作平面运动，转盘[13]上固定有滚筒支架[16]，滚筒支架[16]与滚筒轴[17]固定连接，滚筒轴[17]与外转子电机[18]的定子固定连接，外转子电机[18]的转子通过力和力矩传感器[19]与滚筒[22]连接，旋转编码器[1]、力矩电机[3]、力矩传感器[14]、外转子电机[18]、力和力矩传感器[19]、制动器[21]、转速传感器[25]、对中滚子升降器[28]均与测控系统[23]电连接。

2.如权利要求1所述的一种多功能汽车动力学动态特性试验台，其特征在于测控系统[23]控制外转子电机[18]和制动器[21]模拟路面附着性能以及汽车轮荷大小，控制力矩电机[3]模拟车轮转向阻力矩；测控系统[23]通过转速传感器[25]、力和力矩传感器[19]测量车轮转速、角加速度、车轮驱动或制动力矩，通过旋转编码器[1]、力矩传感器[14]测量车轮转向角度、转向角速度、转向阻力矩，从而实现了整车纵向、横向动力学的测试与研究。

3.如权利要求1所述的一种多功能汽车动力学动态特性试验台，其特征在于力和力矩传感器[19]为六分力传感器。

4.如权利要求1所述的一种多功能汽车动力学动态特性试验台，其特征在于对中滚子升降器[28]为电机驱动螺杆结构。

5.如权利要求1所述的一种多功能汽车动力学动态特性试验台，其特征在于对中滚子升降器[28]为电磁阀控制液压驱动推杆结构。

6.如权利要求1所述的一种多功能汽车动力学动态特性试验台，其特征在于对中滚子升降器[28]为电磁阀控制气压驱动推杆结构。

7.如权利要求1所述的一种多功能汽车动力学动态特性试验台，其特征在于制动器[21]为电控浮动卡钳式制动器。