CN107449619A - 一种能动态加载的悬架系统测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能动态加载的悬架系统测试设备。与现有技术相比，现在采用4个液压伺服油缸作为激振油缸对车架进行加载，操作更加简便，能实现动态加载实验以及静态加载实验，适合进行悬挂系统的动态特性和静态特性的测试，缩短了实验周期，节省了人力物力；同时，激振油缸下端采用铰链连接而上端采用万向连接，如球铰连接或万向连接器连接，满足了动态加载实验车架自由度的要求，且使车架需前后激振或左右激振时，令第一激振轴或第二激振轴工作，使车架只做俯仰或侧倾运动。

Description

一种能动态加载的悬架系统测试设备

技术领域

本发明属于车辆检测设备技术领域，具体涉及一种能进行动态加载以及静态加载的悬架系统测试设备。

背景技术

悬架系统是车架与车桥之间一切传力连接装置的总称，起到缓冲、减震、导向的作用。悬架系统对于车辆的转向、操纵稳定性、平顺性以及乘坐舒适性等有着决定性的影响，是整车中不可或缺的组成部分。随着大型工程、特种车辆对承载能力及越野性能等要求的不断提升，油气悬架以优越的非线性特性和减振性能满足了多种车辆的要求，因此油气悬架系统作为多轴重型车辆底盘两大关键技术之一，是保证多轴转向车辆同时具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性的重要课题。

国内外关于油气悬架的研究很多，但主要集中在油气悬架系统的性能研究，针对悬架系统的测试系统研究很少，尤其针对整车悬挂系统的综合性能测试系统研究特别少。因此，国内外在整车悬挂系统的测试领域存在严重的不足。

针对该问题，本案发明人在公开(公告)号CN105510059A的发明专利申请案中，公开了一种油气悬架测试设备，包括底架、若干激振装置、单桥车架、车架连接杆、横向稳定杆、安装杆以及油气悬挂缸；若干激振装置安装于底架上，每两激振装置构成一组激振轴，若干组激振轴沿底架的长度方向间隔排列，每组激振轴中的两激振装置沿底架的宽度方向间隔分布；每一激振装置的杆端与一油气悬挂缸铰接，每组激振轴对应两油气悬挂缸，每一单桥车架的两端分别与一组激振轴对应的油气悬挂缸的上端球铰式连接；相邻的两单桥车之间连接有车架连接杆；每组激振轴的其中一激振装置的缸杆与一横向稳定杆的一端球铰式连接，横向稳定杆的另一端与一安装杆的下端球铰式连接，安装杆的上端安装于对应一单桥车架的中部。

然而，油气悬架需做静态和动态加载实验，动态加载指针对被测悬架，加载系统能够产生动态的激励信号，如三角函数激励、方波激励信号、三角波激励信号及随机激励信号等；静态加载指针对被测悬架系统，加载系统只能够产生静态载荷信号，如5吨载荷、5mm位移等。

现有的油气悬架测试设备，只能进行悬架系统的静态加载实验，无法实现对悬架系统的动态加载，所以只能进行车辆悬架系统的刚度特性测试，无法进行阻尼特性的测试，导致油气悬架系统测试项不够全面。

发明内容

本发明旨在提供一种能动态加载和静态加载的悬架系统测试设备，以解决现有悬架测试设备无法动态加载，不能够完成悬挂系统阻尼特性测试的问题。

具体方案如下：一种能动态加载的悬架系统测试设备，包括底架、车架、激振模块以及多组悬挂缸；该悬挂缸的两端分别万向连接于该底架和该车架上；

该激振模块包括四个激振油缸，每一该激振油缸均底端枢接于该底架，顶端万向连接于该车架；

其中两激振油缸沿底架长度方向间隔分布并构成第一激振轴，以对车架产生俯仰激振；

另外两激振油缸沿底架宽度方向间隔分布并构成第二激振轴，以对车架产生侧倾激振。

进一步的，该第一激振轴的两激振油缸通过相互平行的两第一枢接轴枢接于该底架上，该第二激振轴的两激振油缸通过相互平行的两第二枢接轴枢接于该底架上，且该第一枢接轴和该第二枢接轴交叉设置。

进一步的，该第一激振轴的两激振油缸设于该底架上长度方向相对的两侧，该第二枢接轴的两激振油缸设于该底架上宽度方向相对的两侧，且该第一枢接轴垂直于该第二枢接轴。

进一步的，该第一激振轴的两激振油缸设于该底架上宽度方向的中部位置，且该第二激振轴的两激振油缸设于该底架上长度方向的中部位置。

本发明的进一步技术方案为，还包括有一导向液压缸，该导向液压缸竖直设置，其具有一缸体以及一活塞杆，该缸体固定安装于该底架上，该活塞杆的顶端与该车架万向连接。

进一步的，该第一激振轴的两激振油缸底端连接线为第一连接线，该第二激振轴的两激振油缸底端连接线为第二连接线，该导向液压缸的缸体固定安装于该第一连接线与该第二连接线的交叉区域。

进一步的，该导向液压缸为双轴直线液压缸，其缸体的底端通过一安装支座固定于该底架上。

进一步的，该导向液压缸的进液口和出液口通过一连通管路串接导通，该连通管路上还设有一两位两通换向阀，以用于控制导向液压缸的进液口以及出液口之间管路的截止或导通。

本发明与现有技术相比，现在采用4个液压伺服油缸作为激振油缸对车架进行加载，操作更加简便，能实现动态加载实验以及静态加载实验，适合进行悬挂系统的动态特性和静态特性的测试，缩短了实验周期，节省了人力物力；同时，激振油缸下端采用铰链连接而上端采用万向连接，如球铰连接或万向连接器连接，满足了动态加载实验车架自由度的要求，且使车架需前后激振或左右激振时，令第一激振轴或第二激振轴工作，使车架只做俯仰或侧倾运动。

同时，本发明的进一步技术方案中，使用导向液压缸代替了现有技术的的稳定支架总成，在保证实验台功能不变的同时，其结构更加简单且刚度及稳定性有所提升；且车架的偏摆运动中心实现了固定或沿一直线移动，其实验可控性强，模拟更为准确，数据处理更简便。

附图说明

图1示出了本发明实施例正视图；

图2示出了本发明实施例侧视图；

图3示出了本发明导向液压缸安装正视图；

图4示出了本发明实施例导向液压缸控制油路原理图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

结合图1和图2所示，该实施例公开了一种悬架系统测试设备，其包括底架1、车架2、以及多组悬挂缸3，在该实施例中，悬挂缸3有6组，该车架2设于底架1的上方，该悬挂缸3均设于车架2与底架1之间，且其两端分别万向连接该车架2与底架1。

具体的，底架1是由多块工字钢通过螺栓连接搭建成的矩形框架，其放置于水平地面上，用于整个实验平台的固定支撑；该底架1上靠近车架2的一侧对应每一悬挂缸3均设有一丝杠滑台轨道30：该丝杠滑台轨道30有6组，其均分为两列，每一列的丝杠滑台轨道30相互平行，两列丝杠滑台轨道30镜像均布安装于底架1上；每一该丝杠滑台轨道30的滑块均通过一球头连接器与一悬挂缸3的底端万向连接，而后，该悬挂缸3的顶端通过一球头连接器万向连接至车架2的底面上。

该底架1与车架2之间还设有一激振模块，以通过该激振模块对该车架2产生激振加载。

该激振模块包括四个激振油缸，其分别为第一激振油缸11、第二激振油缸12、第三激振油缸13以及第四激振油缸(图中不可见)。每一该激振油缸均底端通过一枢接轴枢接于该底架1上，顶端通过球头连接器万向连接于该车架2的底面。

具体的，该四个激振油缸两个一组以构成第一激振轴以及第二激振轴：

该第一激振轴包括第一激振油缸11、第二激振油缸12，该第一激振油缸11、第二激振油缸12沿底架1长度方向间隔分布设置，优选的，该第一激振轴的第一激振油缸11、第二激振油缸12设于该底架1上长度方向的相对两侧，且该第一激振油缸11、第二激振油缸12均设于该底架1宽度方向的中央位置，以通过上端配合以对车架2产生俯仰方向上的激振加载。

同样的，该第二激振轴中的第三激振油缸13以及第四激振油缸沿底架宽度方向间隔分布。优选的，该第二枢接轴的两激振油缸设于该底架1上宽度方向相对的两侧，且该第二激振轴的两激振油缸均设于该底架1上长度方向的中部位置，以配合对车架2产生侧倾方向上的激振加载。

由于激振模块的四个激振油缸均是枢接于底架1上，为实现通过该激振模块定位该车架2，防止车架2加载过程中的绕轴转动：在该第一激振轴的第一激振油缸11、第二激振油缸12底端分别设有两根第一枢接轴110，并通过两第一枢接轴110枢接于该底架1上，该两根第一枢接轴110相互平行，以使第一激振油缸11、第二激振油缸12只能绕横向轴线摆动；同样的，该第二激振轴的第三激振油缸13以及第四激振油缸底端均设有第二枢接轴130，两第二枢接轴130相互平行，且第二枢接轴130垂直于第一枢接轴110的长度方向，使第二激振轴只能绕纵向轴线摆动。在这里，定义正视图左右方向为横向，前后方向为纵向。

该种设置，由车架2上的万向连接实现满足了动态加载实验车架2自由度的要求，且当车架2需前后激振或左右激振时，只令第一激振轴或第二激振轴的一个工作，另一个静态固定，使车架2只做俯仰或侧倾运动。

结合图2和图3，为实现车架2运动中心的定位，即使车架2的倾翻具有一固定的中心或者具有一轨迹确定的中心，该实施例还设有一导向液压缸15，该导向液压缸15竖直设置的，其具有一缸体151以及一活塞杆152，该缸体151固定安装于该底架1上。定义该第一激振轴的第一激振油缸11、第二激振油缸12底端连接线为第一连接线，该第二激振轴的第三激振油缸13以及第四激振油缸端连接线为第二连接线，该导向液压缸15的缸体151固定安装于该第一连接线与该第二连接线的交叉区域，而后该活塞杆152的顶端与该车架2万向连接。

其中，优选的，该导向液压缸15为双轴直线液压缸，具体的，该活塞杆152两端贯穿该缸体151，且由该缸体151两端支撑导向，其整体抗弯曲强度更高，刚度以及导向精度更好；为实现对活塞杆152底端一侧的避位，缸体151的底端还连接有一框架状的安装支座153，以通过该安装支座153固定于该底架1上。

结合图3和图4，为对该导向液压缸15进行操作控制，该导向液压缸15的进液口1511和出液口1512之间设有一连通管路，以通过该连通管路相互串联导通：具体的，该连通管路为一油液导管，进液口1511和出液口1512连通于该油液导管的两端口；该油液导管上还设有一两位两通换向阀5，优选的，该两位两通换向阀5为手动阀，用两位两通换向阀5控制导向液压缸15的进液口1511以及出液口1512间管路的截止或导通。

现有方案中，通过导向液压缸和一种新型的换向阀-蓄能器锁死装置，作为一稳定支架总成，结构大大简化。导向液压缸两个腔连接一个两位两通手动换向阀。当手动换向阀断开油路时，导向液压缸两腔的油液不流通，其导向液压缸被锁死，即其与车架中心连接处高度不变，此时可配合激励液压缸模拟并检测整车悬挂系统的俯仰及侧倾运动时的特性；当手动换向阀接通油路时，导向液压缸两腔的油液可相互流通，此时此时可配合激励液压缸模拟并检测整车悬挂系统的垂向运动时的特性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种能动态加载的悬架系统测试设备，包括底架、车架、激振模块以及多组悬挂缸；该悬挂缸的两端分别万向连接于该底架和该车架上；

其特征在于：

该激振模块包括四个激振油缸，每一该激振油缸均底端枢接于该底架，顶端万向连接于该车架；

其中两激振油缸沿底架长度方向间隔分布并构成第一激振轴，以对车架产生俯仰激振；

另外两激振油缸沿底架宽度方向间隔分布并构成第二激振轴，以对车架产生侧倾激振。

2.根据权利要求1所述的悬架系统测试设备，其特征在于：该第一激振轴的两激振油缸通过相互平行的两第一枢接轴枢接于该底架上，该第二激振轴的两激振油缸通过相互平行的两第二枢接轴枢接于该底架上，且该第一枢接轴和该第二枢接轴交叉设置。

3.根据权利要求2所述的悬架系统测试设备，其特征在于：该第一激振轴的两激振油缸设于该底架上长度方向相对的两侧，该第二枢接轴的两激振油缸设于该底架上宽度方向相对的两侧，且该第一枢接轴垂直于该第二枢接轴。

4.根据权利要求3所述的悬架系统测试设备，其特征在于：该第一激振轴的两激振油缸设于该底架上宽度方向的中部位置，且该第二激振轴的两激振油缸设于该底架上长度方向的中部位置。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的悬架系统测试设备，其特征在于：还包括有一导向液压缸，该导向液压缸竖直设置，其具有一缸体以及一活塞杆，该缸体固定安装于该底架上，该活塞杆的顶端与该车架万向连接。

6.根据权利要求5所述的悬架系统测试设备，其特征在于：该第一激振轴的两激振油缸底端连接线为第一连接线，该第二激振轴的两激振油缸底端连接线为第二连接线，该导向液压缸的缸体固定安装于该第一连接线与该第二连接线的交叉区域。

7.根据权利要求5所述的悬架系统测试设备，其特征在于：该导向液压缸为双轴直线液压缸，其缸体的底端通过一安装支座固定于该底架上。

8.根据权利要求5所述的悬架系统测试设备，其特征在于：该导向液压缸的进液口和出液口通过一连通管路串接导通，该连通管路上还设有一两位两通换向阀，以用于控制导向液压缸的进液口以及出液口之间管路的截止或导通。