CN105738129B - 汽车独立悬架振动模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车独立悬架振动模拟装置，包括框架、车身质量模拟器、悬架弹簧模拟器、悬架减振器模拟器、车轮质量模拟器、车轮弹簧模拟器、导向装置、激励装置，其特征在于，车身质量模拟器与车轮质量模拟器连接在导向装置上并可沿导向装置上下运动，导向装置固定在框架上，车身质量模拟器与车轮质量模拟器之间连接有悬架弹簧模拟器和悬架减振器模拟器，车轮刚度模拟器一端连接车轮质量模拟器，另一端连接激励装置，激励装置固定于地面。该测量装置的有益性在于，该装置整体结构简单、操作简便，利用该装置可以快速完成振动系统传感器的标定，也可以实现汽车独立悬架系统的平顺性预测。

Description

汽车独立悬架振动模拟装置
技术领域
本发明属于汽车试验设备技术领域，具体涉及一种汽车独立悬架振动模拟装置。
背景技术
振动试验是在现场或实验室对汽车、机床等机器系统的实物或模型进行试验，以确定产品在使用环境下所产生的振动效果，并评定汽车等装备在常用条件下的使用寿命。目前汽车振动理论研究以建立整车、半车或四分之一悬架理论方程为主，采用整车模型的困难就在于汽车实际结构连接方式错综复杂，模型中的众多参数获取时费时费力，但当汽车悬架结构采用独立悬架，前、后桥振动解耦程度高时可用四分之一悬架模型进行相关研究，该模型存在的问题是理论模型简单但未考虑弹簧和减振器空间安装位置的影响，容易造成理论结果和试验结果误差大，二是理论模型仅限于数学推演，结果不直观；汽车振动试验研究主要包括道路实车试验和道路模拟振动试验台试验，但这两类试验都需要车辆已经制造出，不适用于车辆开发时对车辆的平顺性预测和改进，而且道路模拟振动试验台设备昂贵，运行时电力消耗很大，也不太适用于众多小型企业和高校使用。因此，需要开发一种结构简单、性能可靠、较为实用的汽车独立悬架振动模拟装置，使用该装置能完成振动系统传感器的标定以及对汽车行驶平顺性进行实物预测。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明目的在于，提出一种结构简单，操作方便的汽车独立悬架振动模拟装置，以相似实物振动系统开展汽车独立悬架系统的振动性能研究，并能与实车试验结果对比分析。
为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：
一种汽车独立悬架振动模拟装置，包括框架、车身质量模拟器、悬架弹簧模拟器、悬架减振器模拟器、车轮质量模拟器、车轮弹簧模拟器、导向装置、激励装置，其特征在于，车身质量模拟器与车轮质量模拟器连接在导向装置上并可沿导向装置上下运动，导向装置固定在框架上，车身质量模拟器与车轮质量模拟器之间连接有悬架弹簧模拟器和悬架减振器模拟器，车轮刚度模拟器一端连接车轮质量模拟器，另一端连接激励装置，激励装置固定于地面。
上述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，框架固定于地面，框架由框架立柱和框架横撑组成，框架横撑上设有螺栓位置调节槽。
上述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，车身质量模拟器由车身质量模拟器盖、车身质量模拟器座、上压紧螺杆和车身质量压紧板组成，车身质量模拟器盖和车身质量模拟器座之间有一空腔以便填充不同密度的物质以模拟不同质量。
上述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，车轮质量模拟器由车轮质量模拟器盖、车轮质量模拟器座、下压紧螺杆和车轮质量压紧板组成，车轮质量模拟器盖和车轮质量模拟器座之间有一空腔以便填充不同密度的物质以模拟不同质量。
上述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，导向装置由左导向杆、右导向杆、左导向杆滑块和右导向杆滑块组成，左导向杆滑块和右导向杆滑块都设有导向开口槽，分别沿左右导向杆整条轴线上下滑动，导向装置固定在框架上，双导向杆机构消除偏心振动的影响。
上述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，激励装置由传动托盘，导向柱配合座、传动导向柱、传动连杆、销钉、大齿轮、小齿轮、联轴器、电机、大轴承、小轴承、减速器上壳体、减速器下壳体组成，导向柱配合座固定在框架上，传动连杆带动传动导向柱在导向柱配合座导向槽内上下运动。
汽车独立悬架振动模拟装置的理论依据：
设m2为车身质量，m1为车轮质量，k为悬架弹簧刚度，c为悬架减振器阻尼系数，kt为车轮轮胎刚度，车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的静平衡位置，其运动方程为：
假设将质量m2、m1统一缩小为原值的1/r，则上面的方程组变为：
车身、车轮的质量、刚度、阻尼系数都取实际系统真实值的1/r倍，可以看出方程组(2)和方程组(1)的解完全一致，因此可用相似类比方法设计车身独立悬架振动模拟装置。
汽车独立悬架振动模拟装置工作过程：根据被模拟汽车独立悬架系统相关参数设置车身质量模拟器、悬架弹簧模拟器、悬架减振器模拟器、车轮质量模拟器、车轮弹簧模拟器，启动电机、电机依次带动联轴器、小齿轮、大齿轮转动，大齿轮上的传动连杆再带动传动导向柱和传动托盘上下运动，传动托盘上下运动引起车轮弹簧模拟器上下运动并激励起车轮质量模拟器和车身质量模拟器的振动。
本发明的汽车独立悬架振动模拟装置，与现有技术相比，所产生的有益效果是：该装置整体结构简单，利用该装置可以快速完成振动系统传感器的标定，也可以实现汽车独立悬架系统的平顺性预测。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的汽车独立悬架振动模拟装置正视图。
图2是表示本发明上述实施方式的侧视图。
图3是图1中A-A处的剖视图。
图4是图1中B-B处的剖视图。
图5是图1中C-C处的剖视图。
附图标号说明
1、框架，2、车身质量模拟器盖，3、悬架弹簧模拟器，4、悬架减振器模拟器，5、车轮质量模拟器盖，6、车轮弹簧模拟器，7、传动托盘，8、传动导向柱，9、导向柱配合座，10、传动连杆，11、销钉，12、大齿轮，13、小齿轮，14、联轴器，15、电机，16、大轴承，17、小轴承，18、减速器上壳体，19、减速器下壳体，20、左导向杆，21、右导向杆，22、左导向杆滑块，23、右导向杆滑块，24、车身质量模拟器座，25、车轮质量模拟器座，26、框架横撑，27、框架立柱，28、上压紧螺杆，29、车身质量压紧板，30、下压紧螺杆，31、车轮质量压紧板，32、螺栓位置调节槽，33、开口槽，34、导向槽。
具体实施方式
下面，结合附图1～5对本发明的汽车独立悬架振动模拟装置作以下详细说明。
如图1～5所示，汽车独立悬架振动模拟装置，包括框架1、车身质量模拟器、悬架弹簧模拟器3、悬架减振器模拟器4、车轮质量模拟器、车轮弹簧模拟器6、导向装置和激励装置，其中框架1由框架立柱27和框架横撑26组成，框架1固定于地面，车身质量模拟器由车身质量模拟器盖2、车身质量模拟器座24、上压紧螺杆28、车身质量压紧板29组成，车轮质量模拟器由车轮质量模拟器盖5、车轮质量模拟器座25、下压紧螺杆30、车轮质量压紧板31组成，导向装置由左导向杆20、右导向杆21、左导向滑块22、右导向杆滑块23组成，激励装置由传动托盘7、导向柱配合座9、传动导向柱8、传动连杆10、销钉11、大齿轮12、小齿轮13、联轴器14、电机15、大轴承16、小轴承17、减速器上壳体18、减速器下壳体19组成。
框架1的框架横撑26上设有螺栓位置调节槽32。
导向装置的左导向杆滑块22和右导向杆滑块23都设有开口槽33，它们分别沿左导向杆20和右导向杆21整条轴线上下滑动，导向装置固定在框架1上。
激励装置的导向柱配合座9固定在框架1上，传动连杆10带动传动导向柱8在导向柱配合座9的导向槽34内上下运动。
如图1～5所示，框架立柱27和框架横撑26组成框架1并固定在地面，左导向杆20和右导向杆21通过螺栓与框架1相连，左导向杆滑块22穿过左导向杆20并固定在车身质量模拟器座24上，右导向杆滑块23穿过右导向杆21并固定在车身质量模拟器座24上，上压紧螺杆28穿过车身质量压紧板29连接在车身质量模拟器座24上，车身质量模拟器盖2和车身质量模拟器座24用螺栓连接在一起，车身质量模拟器座24和车轮质量模拟器盖5之间连接悬架弹簧模拟器3和悬架减振器模拟器4，车轮质量模拟器盖5用螺栓与车轮质量模拟器座25连接在一起，下压紧螺杆30穿过车轮质量压紧板31固定在车轮质量模拟器座25里，车轮质量模拟器座25与左导向杆滑块22、右导向杆滑块23、车轮弹簧模拟器6相连，车轮弹簧模拟器6、传动托盘7、导向柱8、传动连杆10依次连接，导向柱8在导向柱配合座9内运动，传动连杆10由销钉11固定在大齿轮12上，大齿轮12安装在大轴承16上，小齿轮13安装在小轴承17上，并安装在减速器上壳体18和减速器下壳体19里，减速器下壳体19固定在地面上，大齿轮12与小齿轮13相互啮合，小齿轮13的轴伸端连接着联轴器14，联轴器14与电机15相连。
汽车独立悬架振动模拟装置工作过程如下：启动电机15，电机15依次带动联轴器14、小齿轮13、大齿轮12转动，大齿轮12带动传动连杆10下端转动，传动连杆10的上端带动传动导向柱8和传动托盘7沿导向柱配合座9上下运动，传动托盘7的上下运动引起车轮弹簧模拟器6上下运动并激励起车轮质量模拟器和车身质量模拟器沿左导向杆20和右导向杆21的上下振动。
实施方式的变形
另外，本发明并不局限于上述实施方式，能实现本发明目的范围内的变形、改进也包含于本发明。

Claims (3)

1.一种汽车独立悬架振动模拟装置，包括框架、车身质量模拟器、悬架弹簧模拟器、悬架减振器模拟器、车轮质量模拟器、车轮弹簧模拟器、导向装置、激励装置，其特征在于，车身质量模拟器与车轮质量模拟器连接在导向装置上并可沿导向装置上下运动，导向装置固定在框架上，车身质量模拟器与车轮质量模拟器之间连接有悬架弹簧模拟器和悬架减振器模拟器，车轮刚度模拟器一端连接车轮质量模拟器，另一端连接激励装置，激励装置固定于地面；
所述的框架固定于地面，框架由框架立柱和框架横撑组成，框架横撑上设有螺栓位置调节槽；
所述的车身质量模拟器由车身质量模拟器盖、车身质量模拟器座、上压紧螺杆和车身质量压紧板组成，车身质量模拟器盖和车身质量模拟器座之间有一空腔以便填充不同密度的物质以模拟不同质量；
所述的车轮质量模拟器由车轮质量模拟器盖、车轮质量模拟器座、下压紧螺杆和车轮质量压紧板组成，车轮质量模拟器盖和车轮质量模拟器座之间有一空腔以便填充不同密度的物质以模拟不同质量。
2.如权利要求1所述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，导向装置由左导向杆、右导向杆、左导向杆滑块和右导向杆滑块组成，左导向杆滑块和右导向杆滑块都设有导向开口槽，分别沿左右导向杆整条轴线上下滑动，导向装置固定在框架上，双导向杆机构消除偏心振动的影响。
3.如权利要求1所述的汽车独立悬架振动模拟装置，其特征在于，激励装置由传动托盘、导向柱配合座、传动导向柱、传动连杆、销钉、大齿轮、小齿轮、联轴器、电机、大轴承、小轴承、减速器上壳体、减速器下壳体组成，导向柱配合座固定在框架上，传动连杆带动传动导向柱在导向柱配合座导向槽内上下运动。
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