CN103487263B - 一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，具体涉及一种可以模拟实车道路制动过程中前后车轮垂向载荷变化的机械装置，包括驱动系统、受载车轮、对滚轮，机架和设置在机架上的加载机构；驱动系统通过驱动半轴与受载车轮相连，对滚轮位于受载车轮下部并与受载车轮对滚；加载机构与机架相铰接，并通过加载轴承座与驱动半轴相连接；受载车轮上还装有制动器。本发明根据不同模拟对象车的轴距和质心高度参数，通过调节杠杆铰链平面与车轮和对滚轮接触平面的相对高度，精确模拟实车道路制动过程中地面制动力对整车质心的俯仰力矩，具有试验重复性和一致性好、成本低，安全性好，操作简单等优点。

Description

一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构

技术领域

本发明涉及一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，具体涉及一种可以模拟实车道路制动过程中前后车轮垂向载荷变化的机械装置。

背景技术

制动系统是汽车的一个重要系统，为了保障汽车的安全，各国都在汽车的制动系统上花费大量时间来研究其结构和性能。在实际制动过程中，地面制动力会对整车质心产生俯仰力矩，使制动时车辆前轴垂向载荷增大，后轴垂向载荷减小。电动汽车制动系统包括液压制动和电制动，制动过程中，电制动系统能够将电动汽车的动能转换成电能回收再利用，有效提高了能量利用率和电动汽车的续驶里程。在电动汽车制动过程中，还需要合理调节电制动力和液压制动力，使其能够满足汽车制动安全性的要求。电动汽车制动系统开发过程中利用汽车制动试验台可以实现对汽车制动工况的模拟，试验的重复性和一致性比整车道路试验更好，而且成本低，安全性较好。目前对汽车制动试验台对车轮垂向载荷的模拟，一般为垂直方向固定点加载，这样的加载方式不能模拟实车道路制动过程中前后轴的载荷转移情况。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种通过调节杠杆铰链平面与车轮和对滚轮接触平面的相对高度，可以精确模拟实车道路制动过程中地面制动力对整车质心的俯仰力矩的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构。

实现本发明目的的技术方案是：一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，包括驱动系统、受载车轮、对滚轮，机架和设置在机架上的加载机构；所述驱动系统通过驱动半轴与受载车轮相连，所述对滚轮位于受载车轮下部并与受载车轮对滚；所述加载机构与机架相铰接，并通过加载轴承座与驱动半轴相连接；所述受载车轮上还装有制动器。

上述技术方案，所述受载车轮包括受载前轮和受载后轮，所述受载前轮和受载后轮通过法兰盘固定在驱动半轴上，所述驱动系统通过驱动半轴与受载前轮相连；所述对滚轮包括前轮对滚轮和后轮对滚轮，所述前轮对滚轮和后轮对滚轮通过法兰盘固定连接在轴上，所述轴通过轴承座与机架相连。

上述技术方案，所述加载机构包括加载轴承座、加载杠杆，杠杆铰链、和加载重物；所述加载轴承座固定设置在受载车轮的驱动半轴上，所述加载轴承座与加载杠杆中部通过螺栓固紧连接；所述加载杠杆一端通过杠杆铰链与机架连接，另一端悬挂有加载重物。

上述技术方案，所述加载轴承座竖直方向设有调节加载杠杆连接位置的导槽。

上述技术方案，所述机架内侧与加载杠杆连接处沿竖直方向设有调节杠杆铰链连接位置的导槽。

上述技术方案，所述加载机构包括位于受载前轮一侧的前轮加载机构，包括前轮加载轴承座、前轮加载杠杆、前杠杆铰链和前轮加载重物；及位于受载后轮一侧的后轮加载机构，包括后轮加载轴承座、后轮加载杠杆、后杠杆铰链和后轮加载重物。

上述技术方案，所述制动器包括前制动器和后制动器，所述前制动器通过螺栓连接在前轮加载轴承座上；所述后制动器通过螺栓连接在后轮加载轴承座上。

上述技术方案，所述前轮加载杠杆和后轮加载杠杆朝向相反。

上述技术方案，所述加载轴承座上的导槽至少两个，所述机架上导槽有一个。

上述技术方案，所述加载重物为砝码。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：本发明根据不同模拟对象车的轴距和质心高度参数，通过调节杠杆铰链平面与车轮和对滚轮接触平面的相对高度，精确模拟实车道路制动过程中地面制动力对整车质心的俯仰力矩，具有试验重复性和一致性性好、成本低，安全性好，操作简单等优点，为生产出制动安全性好的电动汽车提供了重要保障。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的装配简图；

图2是实车道路制动受力分析图；

图3是本发明的前轮受力分析图；

图4是本发明的后轮受力分析图；

图中1、受载车轮；11、受载前轮；12、受载后轮；2、对滚轮；21、前轮对滚轮；22、后轮对滚轮；3、机架；4、加载轴承座；41、前轮加载轴承座；42、后轮加载轴承座；5、制动器；51、前制动器；52、后制动器；6、轴；61、轴承座；7、加载杠杆；71、前轮加载杠杆；72、后轮加载杠杆；8、杠杆铰链；81、前杠杆铰链；82、后杠杆铰链；9、加载重物；91、前轮加载重物；92、后轮加载重物。

具体实施方式

（实例1）

见图1，本发明具有驱动系统、受载车轮1、对滚轮2，机架3和设置在机架3上的加载机构；驱动系统通过驱动半轴与受载车轮1相连，对滚轮2位于受载车轮1下部并与受载车轮1对滚；加载机构与机架3相铰接，并通过加载轴承座4与驱动半轴相连接；受载车轮1上还装有制动器5。受载车轮1包括受载前轮11和受载后轮12，受载前轮11和受载后轮12通过法兰盘固定在驱动半轴上，驱动系统通过驱动半轴与受载前轮11相连；滚轮2包括前轮对滚轮21和后轮对滚轮22，前轮对滚轮21和后轮对滚轮22通过法兰盘固定连接在轴6上，轴6通过轴承座61与机架3相连。前轮对滚轮21带动受载前轮11旋转，后轮对滚轮22带动受载后轮12旋转，前轮对滚轮21和后轮对滚轮22起模拟前后轮在路面上滚动的作用。

本发明加载机构包括加载轴承座4、加载杠杆7，杠杆铰链8、和加载重物9；加载轴承座4固定设置在受载车轮1的驱动半轴上，加载轴承座4与加载杠杆7中部通过螺栓固紧连接；加载杠杆7一端通过杠杆铰链8与机架3连接，另一端悬挂有加载重物9。

优选地，本发明加载机构又包括位于受载前轮11一侧的前轮加载机构，包括前轮加载轴承座41、前轮加载杠杆71、前杠杆铰链81和前轮加载重物91；及位于受载后轮12一侧的后轮加载机构，包括后轮加载轴承座42、后后轮加载杠杆72、后杠杆铰链82和后轮加载重物92。

优选地，动器5包括前制动器51和后制动器52，前制动器51通过螺栓连接在前轮加载轴承座41上；后制动器52通过螺栓连接在后轮加载轴承座42上。

如图2所示，、分别为地面给前后轮的法向反作用力；、为地面制动力；为汽车重力；为质心高度；为质心到前轴中心线的距离；为质心到后轴中心线的距离；L为轴距。根据力矩平衡原理，当制动强度为时前后轮地面法向反作用力分别为：，。其中实车道路制动过程中前后轮载荷转移的部分。

在图3所示的前轮加载机构中，为前轮与对滚轮接触面到前轮旋转中心距离；为前轮与对滚轮接触面到前轮加载杠杆铰链轴线距离；为前轮加载杠杆铰链轴线到前轮旋转中心距离；为前轮旋转中心到前轮加载重物悬挂点距离。为前轮制动过程中对滚车轮给前轮沿接触面切线方向的作用力；为对滚轮给前轮的法向反作用力，该力的大小与相等。根据前轮力矩平衡关系，有①，式中为前轮上的总转动惯量，为制动减速度。根据整个加载机构力矩平衡关系，有②，结合式①②，并将代入可得。再根据能量守恒：，得，故上式化简为。从的表达式可以看出，对于模拟的特定车型，只要根据实车质心高度和轴距参数调节加载杠杆铰链中心到前轮与对滚轮接触面的距离，就可以精确模拟实车道路制动过程中前轴垂向载荷增加的情况。

作为本发明的优选实施方式，前轮加载杠杆71和前轮加载轴承座41之间通过螺栓连接，前轮加载轴承41座竖直方向加工导槽，可调节前轮加载杠杆71的连接位置，导槽至少设置为两个，可提高两者之间的连接强度、稳定性和加载方向的垂直度，使实验数据更符合实车道路制动过程；前轮加载杠杆71通过前杠杆铰链81与机架3连接，机架3竖直方向加工导槽，可调节前杠杆铰链81连接位置。根据实车参数计算出的数值，再同时调节两处导槽螺栓连接的位置改变前轮加载杠杆7的竖直方向的位置，就可以精确模拟实车道路制动过程中的前轮受力情况。

在图4所示的后轮加载机构中，为后轮与对滚轮接触面到后轮旋转中心距离；为后轮与对滚轮接触面到后轮加载杠杆铰链轴线距离；为后轮加载杠杆铰链轴线到后轮旋转中心距离；为后轮旋转中心到后轮加载重物悬挂点距离。为后轮制动过程中对滚车轮给后轮沿接触面切线方向的作用力；为对滚轮给后轮的法向反作用力，该力的大小与相等。根据后轮力矩平衡关系，有①，式中为后轮上的总转动惯量，为制动减速度。根据整个加载机构力矩平衡关系，有②，结合式①②，并将代入可得。再根据能量守恒：，得，故上式化简为。从的表达式可以看出，对于模拟的特定车型，只要根据实车质心高度和轴距参数调节加载杠杆铰链中心到后轮与对滚轮接触面的距离，就可以精确模拟实车道路制动过程中后轴载荷增加的情况。

作为本发明的优选实施方式，后轮加载杠杆72和后轮加载轴承座42之间通过螺栓连接，后轮加载轴承座72竖直方向加工有导槽，可调节后轮加载杠杆72连接位置；后轮加载杠杆72通过后杠杆铰链82与机架3连接，机架3竖直方向加工导槽，可调节后杠杆铰链82的连接位置。根据实车参数计算出的数值，再同时调节两处导槽螺栓连接的位置改变后轮加载杠杆72的垂直位置，就可以精确模拟实车道路制动过程中的后轮受力情况。

以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：包括驱动系统、受载车轮（1）、对滚轮（2），机架（3）和设置在机架（3）上的加载机构；所述受载车轮（1）包括受载前轮（11）和受载后轮（12），所述受载前轮（11）和受载后轮（12）通过法兰盘固定在驱动半轴上，所述驱动系统通过驱动半轴与受载前轮（11）相连；所述对滚轮（2）包括前轮对滚轮（21）和后轮对滚轮（22），所述前轮对滚轮（21）和后轮对滚轮（22）通过法兰盘固定连接在轴（6）上，所述轴（6）通过轴承座（61）与机架（3）相连；所述加载机构包括加载轴承座（4）、加载杠杆（7），杠杆铰链（8）、和加载重物（9）；所述加载轴承座（4）固定设置在受载车轮（1）的驱动半轴上，所述加载轴承座（4）与加载杠杆（7）中部通过螺栓固紧连接；所述加载杠杆（7）一端通过杠杆铰链（8）与机架（3）连接，另一端悬挂有加载重物（9）；所述驱动系统通过驱动半轴与受载车轮（1）相连，所述对滚轮（2）位于受载车轮（1）下部并与受载车轮（1）对滚；所述加载机构与机架（3）相铰接，并通过加载轴承座（4）与驱动半轴相连接；所述受载车轮（1）上还装有制动器（5）。

2.根据权利要求1所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述加载轴承座（4）竖直方向设有调节加载杠杆（7）连接位置的导槽。

3.根据权利要求2所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述机架（3）内侧与加载杠杆（7）连接处沿竖直方向设有调节杠杆铰链（8）连接位置的导槽。

4.根据权利要求2或3所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述加载机构包括位于受载前轮（11）一侧的前轮加载机构，包括前轮加载轴承座（41）、前轮加载杠杆（71）、前杠杆铰链（81）和前轮加载重物（91）；及位于受载后轮（12）一侧的后轮加载机构，包括后轮加载轴承座（42）、后轮加载杠杆（72）、后杠杆铰链（82）和后轮加载重物（92）。

5.根据权利要求4所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述制动器（5）包括前制动器（51）和后制动器（52），所述前制动器（51）通过螺栓连接在前轮加载轴承座（41）上；所述后制动器（52）通过螺栓连接在后轮加载轴承座（42）上。

6.根据权利要求5所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述前轮加载杠杆（71）和后轮加载杠杆（72）朝向相反。

7.根据权利要求6所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述加载轴承座（4）上的导槽至少两个，所述机架（3）上导槽有一个。

8.根据权利要求7所述的电动汽车再生制动惯性试验台加载机构，其特征在于：所述加载重物（9）为砝码。