CN107091752B - 载货汽车v形反作用杆台架试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车零部件台架试验技术领域，具体的说是一种载货汽车V形反作用杆台架试验系统。试验加载机构包括龙门支架、综合加载体、V形反作用杆、横向、纵向和垂向加载装置；横向加载座固定在综合加载体上；纵向连杆通过关节轴承与综合加载体相连；垂向加载线性作动器的上端固定在龙门支架上,垂向加载线性作动器的作动端与综合加载体的两侧连接，V形反作用杆的大端固定在综合加载体的中部，小端固定在纵向固定支座上。本发明可在室内模拟试验系统上复现V形反作用杆的实车失效情况并预测实车使用寿命，可在产品开发阶段就发现产品质量问题，缩短道路试验及台架试验周期，降低试验成本，提高产品研发效率，降低产品市场索赔率。
Description
技术领域
本发明属于汽车零部件台架试验技术领域，具体的说是一种用于进行载货汽车V形反作用杆道路模拟台架试验的载货汽车V形反作用杆台架试验系统。
背景技术
V形反作用杆是重型汽车底盘悬架系统中的关键部件，其主要应用在使用平衡悬架系统或空气悬架系统的重型汽车上，连接着车架与车桥，以承受牵引力、制动力及汽车转弯时的离心力等，同时还起到平衡车身的作用。
目前，针对V形反作用杆的台架试验主要以单向加载为主，即在纵向、横向分别对其加载，与实车状态下复杂的受力情况相差较大，导致台架的失效形式与实际失效形式不一致，无法真正起到检验产品的作用。从2002年在国产商用车开始采用V形反作用杆至今，国内尚无有效可行的试验手段对其可靠性进行充分验证。
发明内容
本发明提供了一种多通道、道路载荷谱加载，用于进行载货汽车V形反作用杆道路模拟台架试验的载货汽车V形反作用杆台架试验系统，解决了现有台架试验系统的上述不足。
本发明技术方案结合附图说明如下：
一种载货汽车V形反作用杆台架试验系统，该试验系统包括试验加载机构和控制系统；所述的试验加载机构包括龙门支架1、综合加载体5、V形反作用杆9、横向加载装置、纵向加载装置和垂向加载装置；所述的横向加载装置中的横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的纵向加载装置中的纵向连杆6通过第二关节轴承4与综合加载体5相连；所述的垂向加载装置中的两个垂向加载线性作动器3的上端通过第一关节轴承2固定在龙门支架1上,两个所述的垂向加载线性作动器3的作动端通过第二关节轴承4与综合加载体5的两侧连接，所述的V形反作用杆9的大端经大端支座10固定在综合加载体5的中部，小端经小端支座11固定在纵向加载装置的纵向固定支座8上。
所述的横向加载装置还包括横向加载线性作动器14、滚珠花键副15、转动销轴16、第四关节轴承17、横向固定支座19、第五关节轴承20、横向加载摆臂21和横向加载连杆22；所述的横向加载线性作动器14固定在横向固定支座19上；所述的横向加载线性作动器14的作动端经过第五关节轴承20和滚珠花键副15并且通过转动销轴16与横向加载摆臂21的一端连接；所述的横向加载摆臂21的另一端通过两根横向加载连杆22经横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的横向加载连杆22与横向加载摆臂21、横向加载座18之间均采用第四关节轴承17连接。
所述的纵向加载装置还包括纵向连杆6、纵向加载线性作动器7、第三关节轴承13和两个纵向活动拉杆12；其中所述的纵向固定支座8通过两个纵向活动拉杆12与综合加载体5的下端连接，连接部分均采用第三关节轴承13；所述的综合加载体5的上端通过纵向连杆6与纵向加载线性作动器7连接；所述的纵向加载线性作动器7固定在纵向固定支座8上。
所述的纵向连杆6、纵向活动拉杆12和V形反作用杆9三者平行，且纵向活动拉杆12两端的球轴承求心间的距离、纵向连杆6两端的球轴承求心间的距离、V形反作用杆9小端球头连线中心到大端球头中心的距离三者相等。
所述的横向加载线性作动器14的加载位置在横向加载摆臂21的中间；所述的V形反作用杆9的大端球头中心在两个横向加载座18的连线中心。
所述的控制系统采用Servotest公司的安装有ICS载荷谱迭代软件的PULSAR控制器，所述的PULSAR控制器与两个垂向加载线性作动器3、纵向加载线性作动器7和横向加载线性作动器14相连。
所述的综合加载体5成“凸”字形，能够同时连接V形反作用杆9与各方向加载装置，两个纵向活动拉杆12通过第三关节轴承13固定在综合加载体5的下部，可模拟实车I形反作用杆；所述的V形反作用杆9通过关节轴承固定在综合加载体5中部；所述的纵向连杆6通过关节轴承固定在综合加载体5上部；两个所述的垂向线性作动器3通过关节轴承固定在综合加载体5两侧；所述的横向加载连杆22分别通过关键轴承固定在综合加载体5上的两个横向加载座18上；所述的综合加载体5的能够保证V形反作用杆9分别与纵向连杆6和纵向活动拉杆13的纵向距离相等，两个垂向线性作动器3关于综合加载体5垂向对称轴线对称，两个横向加载座18垂向距离与横向加载摆臂21长度相等，V形反作用杆9的大端球头固定点在两个横向加载座18的连线中心。
所述的横向加载摆臂21的长度与两个横向加载座18垂向距离相等，并与两个横向加载连杆22构成平行四边形机构，从而保证在综合加载体5上下运动时横向加载线性作动器14对试件即V形反作用杆9大端球头施加的载荷位置及方向准确。
本发明的有益效果为：该专利技术可在室内模拟试验系统上复现V形反作用杆的实车失效情况并预测实车使用寿命，可在产品开发阶段就发现产品质量问题，缩短道路试验及台架试验周期，降低试验成本，提高产品研发效率，降低产品市场索赔率。较原来的试验测试方法，评估V形反作用杆可靠性的时间节点提前一年左右时间，结果准确性由原来的基本和实车不相关，提高到能够准确反映V形反作用杆实车失效模式及寿命。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明中纵向加载结构示意图；
图3为本发明中横向加载结构示意图；
图4为综合加载体结构主视示意图；
图5为综合加载体结构左视示意图；
图6为横向加载臂结构主视示意图；
图7为横向加载臂结构左视示意图；
图8为横向加载臂结构俯视示意图。
图中：1、龙门支架；2、第一关节轴承；3、垂向加载线性作动器；4、第二关节轴承；5、综合加载体；6、纵向连杆；7、纵向加载线性作动器；8、纵向固定支座；9、V形反作用杆；10、大端支座；11、小端支座；12、纵向活动拉杆；13、第三关节轴承；14、横向加载线性作动器；15、滚珠花键副；16、转动销轴；17、第四关节轴承；18、横向加载座；19、横向固定支座；20、第五关节轴承；21、横向加载摆臂；22、横向加载连杆。
具体实施方式
参阅图1-图3，一种载货汽车V形反作用杆台架试验系统，该试验系统包括试验加载机构和控制系统；所述的试验加载机构包括龙门支架1、综合加载体5、V形反作用杆9、横向加载装置、纵向加载装置和垂向加载装置；所述的横向加载装置中的横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的纵向加载装置中的纵向连杆6通过第二关节轴承4与综合加载体5相连；所述的垂向加载装置中的两个垂向加载线性作动器3的上端通过第一关节轴承2固定在龙门支架1上,两个所述的垂向加载线性作动器3的作动端通过第二关节轴承4与综合加载体5的两侧连接；所述的V形反作用杆9的大端经大端支座10固定在综合加载体5的中部，小端经小端支座11固定在纵向加载装置的纵向固定支座8上。
参阅图3，所述的横向加载装置包括横向加载线性作动器14、滚珠花键副15、转动销轴16、第四关节轴承17、横向加载座18、横向固定支座19、第五关节轴承20、横向加载摆臂21和横向加载连杆22；
所述的横向加载线性作动器14固定在横向固定支座19上；所述的横向加载线性作动器14的作动端经过第五关节轴承20和滚珠花键副15并且通过转动销轴16与横向加载摆臂21的一端连接；所述的横向加载摆臂21的另一端通过两根横向加载连杆22经横向加载座18固定在综合加载体5上；所述的横向加载连杆22与横向加载摆臂21、横向加载座18之间均采用第四关节轴承17连接。
两个所述的横向加载连杆22、横向加载摆臂21和两个横向加载座18的连线构成一个平行四边形机构，所述的横向加载线性作动器14的加载位置在横向加载摆臂21的中间；所述的V形反作用杆9的大端球头中心在两个横向加载座18的连线中心，从而保证在综合加载体5上下运动时横向加载线性作动器14对试件即V形反作用杆9大端球头施加的载荷位置及方向准确。横向加载连杆22长度尽量做长，从而使综合加载体5上下运动对横向加载线性作动器14影响尽量小，在不能完全机械解藕的条件下，减小运动耦合的影响。通过横向加载线性作动器14驱动综合加载体5实现试件的横向载荷加载。
参阅图2，所述的纵向加载装置包括纵向连杆6、纵向加载线性作动器7、纵向固定支座8、第三关节轴承13和两个纵向活动拉杆12；
其中所述的纵向固定支座8通过两个纵向活动拉杆12与综合加载体5的下端连接，连接部分均采用第三关节轴承13；所述的综合加载体5的上端通过纵向连杆6与纵向加载线性作动器7连接；所述的纵向加载线性作动器7固定在纵向固定支座8上。
所述的纵向连杆6、纵向活动拉杆12和V形反作用杆9三者平行，且纵向活动拉杆12两端的球轴承球心间的距离、纵向连杆6两端的球轴承求心间的距离、V形反作用杆9小端球头连线中心到大端球头中心的距离三者相等，从而保证在综合加载体5上下运动时纵向加载线性作动器7不会产生位移变化，实现在机械结构上解决纵向载荷和垂向加载的运动解耦的技术难点。通过纵向加载线性作动器7驱动综合加载体5实现试件的纵向载荷加载。
参阅图1，所述的垂向加载装置包括第一关节轴承2、第二关节轴承和两个垂向加载线性作动器3；
两个垂向加载线性作动器3的上端通过第一关节轴承2固定在龙门支架1上,两个所述的垂向加载线性作动器3的作动端通过第二关节轴承4与综合加载体5的两侧连接。2个垂向加载线性作动器3驱动综合加载体5模拟实车车桥的上下跳动和摆动，实现对V形反作用杆9扭转及摆动载荷的加载。
所述的控制系统采用Servotest公司的安装有ICS载荷谱迭代软件的PULSAR控制器，通过Servotest公司的PULSAR控制器对4个线性作动器进行同时控制。采集试件在典型工况下的4通道的道路载荷谱，处理后转化成4通道的台架试验加载谱，利用ICS软件进行载荷谱迭代，达到试验要求精度的台架试验驱动谱即可用于后续的台架试验。利用试件的台架试验寿命、采集道路载荷谱对应的实车行驶里程，根据等疲劳损伤理论，即可估算试件在实车上的使用寿命。
试验过程中，纵向加载线性作动器7采用载荷控制方式，通过纵向连杆6经综合加载体5对样品施加纵向载荷；横向加载线性作动器14采用载荷控制方式，通过横向加载连杆22经综合加载体5对样品施加横向载荷；垂向加载线性作动器3采用位移控制方式，通过协调控制经综合加载体5对样品施加跳动、翘曲载荷。各线性作动器均采用实车道路载荷谱作为输入，样品的受力状态与实车完全一致。
参阅图4、图5，所述的综合加载体5升级成“凸”字形，能够同时连接V形反作用杆9与各方向加载装置，两个纵向活动拉杆12通过第三关节轴承13固定在综合加载体5的下部，可模拟实车I形反作用杆；所述的V形反作用杆9通过关节轴承固定在综合加载体5中部；所述的纵向连杆6通过关节轴承固定在综合加载体5上部；两个所述的垂向线性作动器3通过关节轴承固定在综合加载体5两侧；所述的横向加载连杆22分别通过关键轴承固定在综合加载体5上的两个横向加载座18上；所述的综合加载体5的能够保证V形反作用杆9分别与纵向连杆6和纵向活动拉杆13的纵向距离相等，两个垂向线性作动器3关于综合加载体5垂向对称轴线对称，两个横向加载座18垂向距离与横向加载摆臂21长度相等，V形反作用杆9的大端球头固定点在两个横向加载座18的连线中心。
参阅图6、图7、图8，所述的横向加载摆臂21的长度与两个横向加载座18垂向距离相等，并与两个横向加载连杆22构成平行四边形机构，从而保证在综合加载体5上下运动时横向加载线性作动器14对试件即V形反作用杆9大端球头施加的载荷位置及方向准确。横向加载连杆22长度尽量做长，从而使综合加载体5上下运动对横向加载线性作动器14影响尽量小，在不能完全机械解藕的条件下，减小运动耦合的影响；通过横向加载线性作动器14驱动综合加载体5实现试件的横向载荷加载。
Claims (1)
1.一种载货汽车V形反作用杆台架试验系统，该试验系统包括试验加载机构和控制系统；其特征在于，所述的试验加载机构包括龙门支架（1）、综合加载体（5）、V形反作用杆（9）、横向加载装置、纵向加载装置和垂向加载装置；所述的横向加载装置中的横向加载座（18）固定在综合加载体（5）上；所述的纵向加载装置中的纵向连杆（6）通过第二关节轴承（4）与综合加载体（5）相连；所述的垂向加载装置中的两个垂向加载线性作动器（3）的上端通过第一关节轴承（2）固定在龙门支架（1）上, 两个所述的垂向加载线性作动器（3）的作动端通过第二关节轴承（4）与综合加载体（5）的两侧连接，所述的V形反作用杆（9）的大端经大端支座（10）固定在综合加载体（5）的中部，小端经小端支座（11）固定在纵向加载装置的纵向固定支座（8）上；所述的横向加载装置还包括横向加载线性作动器（14）、滚珠花键副（15）、转动销轴（16）、第四关节轴承（17）、横向固定支座（19）、第五关节轴承（20）、横向加载摆臂（21）和横向加载连杆（22）；所述的横向加载线性作动器（14）固定在横向固定支座（19）上；所述的横向加载线性作动器（14）的作动端经过第五关节轴承（20）和滚珠花键副（15）并且通过转动销轴（16）与横向加载摆臂（21）的一端连接；所述的横向加载摆臂（21）的另一端通过两根横向加载连杆（22）经横向加载座（18）固定在综合加载体（5）上；所述的横向加载连杆（22）与横向加载摆臂（21）、横向加载座（18）之间均采用第四关节轴承（17）连接；所述的纵向加载装置还包括纵向连杆（6）、纵向加载线性作动器（7）、第三关节轴承（13）和两个纵向活动拉杆（12）；其中所述的纵向固定支座（8）通过两个纵向活动拉杆（12）与综合加载体（5）的下端连接，连接部分均采用第三关节轴承（13）；所述的综合加载体（5）的上端通过纵向连杆（6）与纵向加载线性作动器（7）连接；所述的纵向加载线性作动器（7）固定在纵向固定支座（8）上；所述的纵向连杆（6）、纵向活动拉杆（12）和V形反作用杆（9）三者平行，且纵向活动拉杆（12）两端的球轴承求心间的距离、纵向连杆（6）两端的球轴承求心间的距离、V形反作用杆（9）小端球头连线中心到大端球头中心的距离三者相等；所述的横向加载线性作动器（14）的加载位置在横向加载摆臂（21）的中间；所述的V形反作用杆（9）的大端球头中心在两个横向加载座（18）的连线中心；所述的控制系统采用Servotest公司的安装有ICS载荷谱迭代软件的PULSAR控制器，所述的PULSAR控制器与两个垂向加载线性作动器（3）、纵向加载线性作动器（7）和横向加载线性作动器（14）相连；所述的综合加载体（5）成“凸”字形，能够同时连接V形反作用杆（9）与各方向加载装置，两个纵向活动拉杆（12）通过第三关节轴承（13）固定在综合加载体（5）的下部，可模拟实车I形反作用杆；所述的V形反作用杆（9）通过关节轴承固定在综合加载体（5）中部；所述的纵向连杆（6）通过关节轴承固定在综合加载体（5）上部；两个所述的垂向加载线性作动器（3）通过关节轴承固定在综合加载体（5）两侧；所述的横向加载连杆（22）分别通过关键轴承固定在综合加载体（5）上的两个横向加载座（18）上；所述的综合加载体（5）的能够保证V形反作用杆（9）分别与纵向连杆（6）和纵向活动拉杆（12）的纵向距离相等，两个垂向加载线性作动器（3）关于综合加载体（5）垂向对称轴线对称，两个横向加载座（18）垂向距离与横向加载摆臂（21）长度相等，V形反作用杆（9）的大端球头固定点在两个横向加载座（18）的连线中心；所述的横向加载摆臂（21）的长度与两个横向加载座（18）垂向距离相等，并与两个横向加载连杆（22）构成平行四边形机构，从而保证在综合加载体（5）上下运动时横向加载线性作动器（14）对试件即V形反作用杆（9）大端球头施加的载荷位置及方向准确。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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