CN102539171B - 一种双控型车辆半主动悬架系统试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双控型车辆半主动悬架系统试验台，包括：机架组件；激振组件；悬架组件；阻尼力测控组件；控制柜组件。本发明的有益效果是：本发明中的机架组件采用的直线导轨，使试验台结构简单、降低摩擦、稳定可靠；悬架组件利用空气弹簧使试验台具有实时调节悬架刚度功能，可显著提高悬架匹配试验效率；结构简单、能量损耗小、成本低且调控效果好。

Description

一种双控型车辆半主动悬架系统试验台

技术领域

本发明涉及一种车辆悬架系统，尤其涉及一种双控型车辆半主动悬架系统试验台。

背景技术

悬架系统是汽车的重要组成部分之一。汽车悬架系统是指连接车身和车轮之间全部零部件的总称，其作用是传递车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶性能。根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化，可将悬架分为被动悬架系统、半主动悬架系统和主动悬架系统。

随着国民生活水平的不断提高，驾乘人员对汽车舒适性的要求也越来越高，传统被动悬架系统已不能满足人们的要求。人们希望汽车悬架的刚度、减振器的阻尼大小能随汽车行驶速度、路面状况等行驶条件的变化而自动调节，从而达到车辆平顺性、道路友好性等的综合提高。车辆半主动悬架是指悬架弹性元件刚度和减振器阻尼力之一或两者均可根据需要进行自动调节的悬架。

因此，在市场中急需提供一种结构简单、能量损耗小、成本低且调控效果理想的半主动悬架试验台产品。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单、能量损耗小、成本低且调控效果好的双控型车辆半主动悬架系统试验台，以解决现有悬架试验台存在的问题，满足各种悬架测试场合之需求。

本发明的发明目的是通过下述技术方案来实现的：

一种双控型车辆半主动悬架系统试验台，包括：

机架组件，包括立柱、下板、导轨及上横梁框架、偏心轴立柱，所述立柱下端面通过紧固螺栓与下板相连，立柱上端面通过紧固螺栓与上横梁框架相连，立柱内侧安装有导轨、导轨滑块，所述偏心轴立柱的下端通过紧固螺栓安装于下板，偏心轴立柱的上端通过螺栓安装有轴承座；

激振组件，包括变频电机、电机导轨、偏心轴带轮、V型皮带、带轮、偏心轴、中板、偏心轴承座及轴承、可调整限位楔块，所述电机导轨通过紧固螺栓固定于所述下板，所述变频电机通过螺栓固定于电机导轨上，带轮通过键联接固定在变频电机主轴上，所述变频电机通过带轮、V型皮带、偏心轴带轮驱动偏心轴旋转，所述中板的下端面通过螺栓紧固有偏心轴承座及轴承中的轴承座，所述偏心轴承座及轴承中的轴承通过过盈配合安装在偏心轴上，所述中板通过导轨及导轨滑块沿所述立柱作往复直线运动，所述可调整限位楔块通过紧固螺栓固定中板的上端面；

悬架组件，包括车轮轴、∏形支架、空气弹簧、磁流变阻尼器、上板、配重块、配重导轨，所述车轮轴分别通过螺栓联接和卡环分别固定于车轮和∏形支架下端的通孔上，所述空气弹簧、磁流变阻尼器下端分别通过螺栓联接固定于∏形支架上端，所述上板下端面通过螺栓分别与空气弹簧、磁流变阻尼器上端联接，配重导轨通过螺栓联接安装于上板的上端面上，具有滑道的配重块套装在配重导轨上，上板通过导轨、导轨滑块与立柱相连；

阻尼力测控组件，包括控制计算机、多功能数据采集卡、测量悬挂质量、非悬挂质量振动的加速度传感器、位移传感器，所述加速度传感器为两个，通过磁块分别粘贴在所述∏形支架和配重块；

控制柜组件，包括变频器、控制开关、高精度稳压电源、显示装置。

为便于起吊，上横梁框架上安装有吊耳。

本发明具有的有益效果是：可开展被动悬架系统试验、半主动悬架系统试验、半主动悬架系统控制策略开发试验、空气悬架性能试验等。

本发明中的机架组件采用的直线导轨，使试验台结构简单、降低摩擦、稳定可靠；悬架组件利用空气弹簧使试验台具有实时调节悬架刚度功能，可显著提高悬架匹配试验效率；基于模块化的控制策略编程环境使半主动悬架设计人员在短时间内、集中精力、可快速开发新型半主动悬架系统控制策略。

本发明还具有下列优点：

1)具有开放式的车辆半主动悬架系统控制策略图形化编程环境；

2)具有便捷的悬架刚度调节能力；

3)具有性能先进的磁流变阻尼器；

4)基于变频电机的激振装置。

附图说明

图1为本发明所述双控型车辆半主动悬架系统试验台的主视结构示意图；

图2为本发明所述双控型车辆半主动悬架系统试验台的侧视结构示意图。

图中：

1、吊耳；2、配重块；3、加速度传感器；4、导轨；5、导轨滑块；6、控制计算机；7、变频控制柜；8、气泵；9、中板；10、偏心轴带轮；11、V型皮带；12、带轮；13、轴承座；14、下板；15、变频电机；16、电机导轨；17、偏心轴立柱；18、偏心轴；19、偏心轴承座及轴承；20、可调整限位楔块；21、∏形支架；22、配重导轨；23、上横梁框架；24、上板；25、空气弹簧；26、磁流变阻尼器；27、立柱；28、车轮；29、位移传感器；30、车轮轴。

具体实施方式

以下参照附图1-2，结合具体的实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明所述一种双控型车辆半主动悬架系统试验台，包括：

机架组件，包括立柱27、下板14、导轨4及上横梁框架23、偏心轴立柱17，所述立柱27下端面通过紧固螺栓与下板14相连，立柱27上端面通过紧固螺栓与上横梁框架23相连，立柱27内侧安装有导轨4、导轨滑块5，所述偏心轴立柱17的下端通过紧固螺栓安装于下板14，偏心轴立柱17的上端通过螺栓安装有轴承座13；

激振组件，包括变频电机15、电机导轨16、偏心轴带轮10、V型皮带11、带轮12、偏心轴18、中板9、偏心轴承座及轴承19、可调整限位楔块20，所述电机导轨16通过紧固螺栓固定于所述下板14，所述变频电机15通过螺栓固定于电机导轨16上，带轮12通过键联接固定在变频电机主轴上，所述变频电机通过带轮12、V型皮带11、偏心轴带轮10驱动偏心轴18旋转，所述中板9的下端面通过螺栓紧固有偏心轴承座及轴承19中的轴承座，所述偏心轴承座及轴承19中的轴承通过过盈配合安装在偏心轴18上，所述中板9通过导轨4及导轨滑块5沿所述立柱27作往复直线运动，所述可调整限位楔块20通过紧固螺栓固定中板9的上端面；

悬架组件，包括车轮轴30、∏形支架21、空气弹簧25、磁流变阻尼器26、上板24、配重块2、配重导轨22，所述车轮轴30分别通过螺栓和卡环分别固定于车轮和∏形支架21下端的通孔上，所述空气弹簧25、磁流变阻尼器26下端分别通过螺栓联接固定于∏形支架21上端，所述上板24下端面通过螺检分别与空气弹簧25、磁流变阻尼器26上端联接，配重导轨22通过螺栓联接安装于上板24的上端面上，具有滑道的配重块2套装在配重导轨22上，上板24通过导轨4、导轨滑块5与立柱27相连；

阻尼力测控组件，包括控制计算机6、多功能数据采集卡、测量悬挂质量、非悬挂质量振动的加速度传感器3、位移传感器29，所述加速度传感器为两个，通过磁块分别粘贴在所述∏形支架21和配重块2；

控制柜组件，包括变频器、控制开关、高精度稳压电源、显示装置。所述变频器安装于变频控制柜7内。

具体地，4根立柱27下端面通过紧固螺栓与下板14相连，4根立柱27上端面通过紧固螺栓与上横梁框架23相连；为便于起吊，上横梁框架23上安装有4个吊耳1；4根立柱27内侧安装的8对导轨4、导轨滑块5实现对中板9和上板24的导向作用。为安装偏心轴18，2个轴承座13通过螺栓安装在偏心轴立柱17上端，而偏心轴立柱17下端通过紧固螺栓安装于下板14。

新型试验台激振组件的连接关系如下：电机导轨16通过紧固螺栓固定于下板14，变频电机15通过螺栓固定于电机导轨16上，利用键联接将带轮12固定在变频电机15轴，变频电机15通过电机带轮12、V型皮带11、偏心轴带轮10驱动偏心轴18旋转，偏心轴承座及轴承19中的轴承座通过螺栓紧固在中板9下端面，偏心轴承座及轴承19中的轴承通过过盈配合安装在偏心轴18上，中板9通过导轨及导轨滑块5沿4根立柱27作往复直线运动。楔块20通过紧固螺栓固定中板9的上端面。

新型试验台悬架组件的相互连接关系如下：车轮轴30分别通过螺栓和卡环分别固定于车轮28和∏形支架21下端的通孔上，空气弹簧25、磁流变阻尼器26、位移传感器29下端分别通过螺栓联接固定于∏形支架21上端，上板24下端面通过螺栓分别与空气弹簧25、磁流变阻尼器26、位移传感器29上端联接。配重导轨22通过螺栓联接安装于上板24的上端面上，具有滑道的配重块2套装在配重导轨22上，上板24通过4对导轨4、导轨滑块5与4根立柱27相连。两个加速度传感器3通过磁块分别粘贴在∏形支架21和配重块2。

下板14、4根立柱27、上横梁框架23构成车辆半主动悬架系统试验台的整体框架；4根立柱27内侧上固定有8个直线导轨4，固定于上部、中部的各4根导轨分别对上板24和中板9的运动进行导向控制；变频电机15通过电机导轨16固定于下板14之上，并通过带轮12、V型皮带11、偏心轴18驱动中板9上下振动，固定于中板9上的一对楔块20对车轮进行辅助定位；磁流变阻尼器26和两个空气弹簧25通过∏形支架21与安装于车轮28中间的车轮轴30相互连接；配重导轨22、配重块2等模拟悬挂质量。

当开展半主动悬架试验时，在变频控制柜7的控制下，通过固定于下板14的变频电机15实施控制，并经带轮12、V型皮带11、驱动位于中板9下方的偏心轴18转动，在偏心轴偏心作用下，中板9往复上、下振动，实现模拟路面的目的，此时，通过磁块固定于配重块2和∏形支架21上的两个加速度传感器3可实时测量悬挂质量和非悬挂质量的振动加速度，同时固定于上板24和∏形支架21上的位移传感器29可测量悬挂质量和非悬挂质量的相对位移，综合利用上述测量数据，通过基于英特尔Q82002.33GHz处理器的控制计算机6、研华PCI-1771多功能数据采集卡、电流驱动器、变频控制柜7，并利用图形化编程环境设计的半主动悬架系统控制策略实现对磁流变阻尼器26的阻尼力进行实时控制，同时利用图形实时显示各种相关数据。

当然应意识到，虽然通过本发明的示例已经进行了前面的描述，但是对本发明做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本发明宽广范围内。因此，尽管本发明已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的设备由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。

Claims (4)

1.一种双控型车辆半主动悬架系统试验台，包括：

机架组件，包括立柱、下板、导轨及上横梁框架、偏心轴立柱，所述立柱下端面通过紧固螺栓与下板相连，立柱上端面通过紧固螺栓与上横梁框架相连，立柱内侧安装有导轨、导轨滑块，所述偏心轴立柱的下端通过紧固螺栓安装于下板，偏心轴立柱的上端通过螺栓安装有轴承座；

激振组件，包括变频电机、电机导轨、偏心轴带轮、V型皮带、带轮、偏心轴、中板、偏心轴承座及轴承、可调整限位楔块，所述电机导轨通过紧固螺栓固定于所述下板，所述变频电机通过螺栓固定于电机导轨上，带轮通过键联接固定在变频电机主轴上，所述变频电机通过带轮、V型皮带、偏心轴带轮驱动偏心轴旋转，所述中板的下端面通过螺栓紧固有偏心轴承座及轴承中的轴承座，所述偏心轴承座及轴承中的轴承通过过盈配合安装在偏心轴上，所述中板通过导轨及导轨滑块沿所述立柱作往复直线运动，所述可调整限位楔块通过紧固螺栓固定中板的上端面；

悬架组件，包括车轮轴、∏形支架、空气弹簧、磁流变阻尼器、上板、配重块、配重导轨，所述车轮轴分别通过螺栓联接和卡环分别固定于车轮和∏形支架下端的通孔上，所述空气弹簧、磁流变阻尼器下端分别通过螺栓联接固定于∏形支架上端，所述上板下端面通过螺栓分别与空气弹簧、磁流变阻尼器上端联接，配重导轨通过螺栓联接安装于上板的上端面上，具有滑道的配重块套装在配重导轨上，上板通过导轨、导轨滑块与立柱相连；

阻尼力测控组件，包括控制计算机、多功能数据采集卡、测量悬挂质量、非悬挂质量振动的加速度传感器、位移传感器，所述加速度传感器为两个，分别通过磁块粘贴在所述∏形支架和配重块；

控制柜组件，包括变频器、控制开关、高精度稳压电源、显示装置。

2.如权利要求1所述的双控型车辆半主动悬架系统试验台，其特征在于：通过两支所述空气弹簧和磁流变阻尼器实现半主动悬架系统试验台的刚度和阻尼系数的实时调整。

3.如权利要求1-2中任一所述的双控型车辆半主动悬架系统试验台，其特征在于：通过所述变频电机和变频器实现激振频率的实时调整。

4.如权利要求1所述的双控型车辆半主动悬架系统试验台，其特征在于：所述上横梁框架上安装有吊耳以便于起吊。