CN107894339B - 重型车辆并式双轮胎四分之一主动悬架模拟工况试验台 - Google Patents

Abstract

一种重型车辆并式双轮胎四分之一主动悬架模拟工况试验台，主要包括底座、支架组件、配重箱及液压缸组件。底座上垂直安装两个并排液压缸，两侧的支架与上连板组成试验台框架，其支架上设有夹具平台；底座上垂直安装两个并列的液压缸组件，其中一个为活动液压缸组件，它们内筒顶部设工作盘；试验台侧支架上方安装有配重箱。并式双轮胎车辆四分之一悬架的两个轮胎分别置于两个液压缸顶端工作盘上，通过试验台的两个液压缸同步作动、差动作动和单液压缸作动，模拟并式双轮胎受力相同、受力不同和单胎轮受力工况，再现四分之一主动悬架系统实际路面行驶受力状况，达到测试主动悬架在不同路况下的作动特性和减振效果的目的。

Description

重型车辆并式双轮胎四分之一主动悬架模拟工况试验台

技术领域

本发明涉及一种测试装置系统，特别是重型车辆模拟工况试验台。

背景技术

采用主动悬架的车辆具有较高的行驶舒适性和操纵稳定性。但主动悬架系统存在控制复杂，整车悬架系统性能需要进行实车路况测试，成本昂贵的问题。采用试验台模拟各种路面工况进行测试成为合理选择。

目前针对四分之一主动悬架试验台大多是将路况设计成垂直的简化模型，该方案仅可满足悬架的单轮胎及轻载的测试要求。且测试功能单一、忽略了悬架各杆系间相互作用，无法获得实际路况下悬架作动器的动态特性。

在重型车辆中，并式双轮胎结构应用广泛，由于并式双轮胎结构的特殊性，目前关于并式双轮胎悬架的测试，大都是采用将并式双轮胎简化成单个轮胎进行测试，忽视了两个轮胎在受力不同和单个轮胎悬空等复杂情况下，轮胎对悬架产生附加力矩和力偶的真实工况，无法满足测试要求。

发明内容

本发明提供一种可以测试并式双轮胎主动悬架作动器的重型车辆并式双轮胎四分之一主动悬架模拟工况试验台，通过测试悬架作动器在不同路况下的特性，得到整车悬架系统的性能。

本发明为达到上述目的，采取如下技术方案：

本发明主要包括：底座、支架组件、配重箱组件及液压缸组件。其中，底座上面设有支架组件，该支架组件包括框架及夹具平台。底座通过强力螺栓固定安装在地平铁上，底座两侧设有相对的两个下端与其垂直相连的支架，两支架上端设有连板，构成试验台框架。所述两支架之一内侧与工作盘对应的位置上设有水平的梯形槽，水平梯形槽与板状夹具平台背面(与支架相邻一面)所设的梯形滑块相对应，水平梯形槽一端固定安装带手轮的丝杠，丝杠另一端穿过夹具平台梯形滑块中心的内螺孔。丝杠和内螺孔配合可以控制夹具平台水平移动和定位。夹具平台正面设竖直的梯形槽，梯形槽上部和下部分别固定安装带手轮的丝杠，槽内设有上、下两个与其对应的悬架夹具一端的滑块部分，槽上、下部的上、下夹具丝杠分别穿过相应上、下夹具的滑块部分中心的内螺孔，转动上下丝杠可调节上、下夹具的移动和固定。每个夹具另一端均设有夹具孔，该两夹具孔可分别与作动器上的双横臂连接杆一端相连。在底座中部设有与其垂直相连的两个并列的液压缸组件，其中一个为定液压缸组件，其包括：定液压缸支架、定液压缸及定工作盘。其中定液压缸支架固定安装在地平铁上，内部固定一个定液压缸。该定液压缸内套筒上面的自由端与定工作盘下端面活动连接，定工作盘上朝向相邻支架一侧设有与其垂直相连的轮胎位限位块。另一个为活动液压缸组件，其包括：活动液压缸支架、活动液压缸、活动工作盘及移动机构。其中在地平铁上设有活动液压缸支架导轨，设在该活动液压缸支架导轨上的活动液压缸支架与丝杠一端相连，丝杠的中心线与两液压缸的中心线在一个平面内，丝杠穿过支架上对应的螺孔端部设有手轮。转动手轮可驱动丝杠转动，使活动液压缸支架在活动液压缸支架导轨上移动，以调节两液压缸间的距离。活动液压缸支架内固定一个活动液压缸，该活动液压缸内套筒中心设有竖直的导孔，其与竖直安装在外套筒上的内置液压缸导向柱配合安装。内套筒上面的自由端与活动工作盘下端面活动连接，活动工作盘朝向相邻支架一侧设有与其垂直相连的轮胎位限位块，其与定工作盘上的胎位限位块相对，两者之间可置有被测试悬架车轮。另在活动液压缸工作盘下表面设一个加速度传感器，液压缸进出油处各安装一个压力传感器，液压缸内部安装一个位移传感器。液压缸上方设有配重箱组件，其包括有：配重箱、内螺管、螺柱及部分作动器夹具。可内装配重块的配重箱为上开口槽形壳体，其4个角上固定有4根侧壁与其连为一体的竖直内螺管，内螺管的上端穿过支架顶上的连板对应的通孔并固定，每个内螺管内各设一根与其啮合的螺柱，两者配合组成移动副。配重箱导轨上安装有一个定位螺栓，系统不工作时，拧紧螺栓。配重箱外底面中部设有与液压缸支架导轨在一个竖直面内的梯形槽，该梯形槽内设有与其对应的作动器夹具上部的梯形滑块。

本发明采用了双液压缸复现路况信息试验台方案，通过试验台的两个液压缸同步作动、差动作动和单液压缸作动，模拟并式双轮胎受力相同、受力不同和单胎轮受力工况，再现四分之一主动悬架系统实际路面行驶受力状况，达到测试主动悬架在不同路况下的作动特性和减振效果的目的。

本发明与现有技术相比具有如下优点：首先解决了测试重载车辆并式双胎悬架性能试验问题，克服了单作用液压缸试验台忽视了两个轮胎在受力不同和单个轮胎悬空等复杂情况下，轮胎对悬架产生附加力矩和力偶的真实工况；其次本发明的试验装置可调节悬架横臂横向、纵向位置，模拟车辆悬架杆系的真实受力情况，适用于不同横臂长度和形式的悬架测试；再次通过调节活动液压缸支架的移动，来调节两作动缸的水平距离，满足不同轮距并式双胎轮悬架的测试要求。最后测试装置系统采用实车行驶记录数据来复现振动环境，具有高精度、高效率的优点。

本发明的工作过程如下：

进行模拟路面工况试验前，根据测量的四分之一悬架双轮胎轮距的大小，转动手轮调节液压缸支架间的距离，再根据车辆的簧上质量选配相应的配重质量块，调节完毕尺寸和重量后，将配重箱导轨上的定位螺栓松开，使配重箱处于自由移动状态。

由计算机输入公路行驶、越野行驶、给定正弦等信号，试验台液压缸将输入信号经工作盘作用在胎轮上，同时液压缸内的位移传感器、压力传感器和工作盘下面的加速度传感器信号实时传递回计算机系统。主动悬架液压缸根据路况由计算机控制实时调节作动器的阻尼和刚度，同时将悬架液压缸的位移信号传递回计算机，测得主动悬架作动器的性能。

附图说明

图1为本发明工作状态主视示意简图；

图2为本发明支架之一的内侧示意简图；

图3为本发明底座及液压缸组件装配俯视图；

图4为本发明配重箱俯视示意简图；

图5为图4底部A向局剖示意简图；

图6为定液压缸输入作动器位移曲线图；

图7为活动液压缸输入作动器位移曲线图；

图8为双液压缸同步输入作动器位移曲线图。

图中：1—底座；2—定液压缸支架；3—定液压缸；4—侧支架；5—定工作盘；6—悬架下夹具；7—悬架上夹具；8—夹具平台；9—悬架作动器；10—作动器夹具；11—配重箱；12—连板；13—螺柱；14—加速度传感器；15—活动液压缸；16—位移传感器；17—压力传感器；18—活动液压缸支架；19—丝杠；20—手轮；21—活动液压缸支架导轨；22—双横臂；23—内螺管；24—轮胎限位块；25—水平梯形槽；26—竖直梯形槽；27—内置液压缸导向柱；28—强力螺栓；29—配重箱定位螺栓；30—悬架上夹具丝杠；31—悬架下夹具丝杠；32—夹具平台丝杠。

具体实施方式

在图1所示的重型车辆并式双轮胎四分之一主动悬架模拟工况试验台工作状态主视示意简图中，通过强力螺栓28固定安装在地平铁上的底座1，其上面设有支架组件，如图2所示，底座两侧设有相对的两个下端与其垂直相连的侧支架4，两支架上端设有连板12，构成试验台框架。左侧支架内侧与工作盘对应的位置上设有水平的梯形槽25，水平的梯形槽一侧装配有夹具平台丝杠32，水平梯形槽25与板状夹具平台8背面(与侧支架相邻一面)所设的梯形滑块相对应，水平梯形槽25一端固定安装带手轮的丝杠32，丝杠另一端穿过夹具平台梯形滑块中心的内螺孔。丝杠和内螺孔配合可以控制夹具平台水平移动和定位。夹具平台正面设竖直的梯形槽26，梯形槽上部和下部分别固定安装带手轮的丝杠30、31，槽内设有上、下两个与其对应的夹具一端的滑块部分，槽上、下部的上、下夹具丝杠30、31分别穿过相应上、下夹具7、6的滑块部分中心的内螺孔，转动上下丝杠可调节上、下夹具的移动和固定。每个夹具另一端均设有夹具孔，该两夹具孔可分别与作动器9上的双横臂22一端相连。在底座中部设有与其垂直相连的两个并列的液压缸组件，如图1和图3所示，其中一个为定液压缸组件，该组件定液压缸支架2固定安装在地平铁上，定液压缸支架内固定一个定液压缸3，该定液压缸内套筒上面的自由端与定工作盘5下端面活动连接，该定工作盘上朝向相邻支架一侧设有与其垂直相连的胎位限位块24；另一个液压缸为活动液压缸组件，在地平铁上设有活动液压缸支架导轨21，设在该活动液压缸支架导轨上的活动液压缸支架18与丝杠19一端相连，该丝杠的中心线与两液压缸的中心线在一个平面内，该丝杠穿过侧支架上对应的螺孔端部设有手轮20，活动液压缸支架内固定一个活动液压缸15，该活动液压缸内筒内套筒中心设有竖直的导孔，其与竖直安装在外套筒上的内置液压缸导向柱配合安装。内套筒上面的自由端与活动工作盘下端面活动连接，该活动工作盘朝向相邻支架一侧设有与其垂直相连的胎位限位块，其与定工作盘上的胎位限位块相对，两者之间可置有被检测车轮。另在活动液压缸工作盘下表面设一个加速度传感器14，液压缸进出油处各安装一个压力传感器17，液压缸内部安装一个位移传感器16。液压缸的上方设有配重箱组件，如图4和图5所示，其配重箱11为上开口槽形壳体，其4个角上固定有4根侧壁与其连为一体的竖直内螺管23，该内螺管的上端穿过支架顶上的连板对应的通孔并固定于其上，每个内螺管内各设一根与其啮合的螺柱13，两者配合组成移动副。配重箱导轨上安装一个配重箱定位螺栓29，配重箱槽底外中部设有与液压缸支架导轨在一个竖直面内的梯形槽，该梯形槽内设有与其对应的作动器夹具10上部的梯形滑块部分。

图6、7、8为一组实际测量数据和采用本发明测量数据的对比曲线图，图中的横坐标表示输入时间，纵坐标表示作动器的位移。虚线实际值表示实际测量数据，实线测量值表示本系统测试数据。图6描述了定液压缸随时间输入，作动器的位移曲线；图7描述了活动液压缸随时间输入，作动器的位移曲线；图8描述了双液压缸同步随时间输入，作动器的位移曲线。通过对比实际测量数据和本系统测试数据，发现吻合度较高，证明了本发明的可靠性。

Claims (1)

1.一种重型车辆并式双轮胎四分之一主动悬架模拟工况试验台，底座通过强力螺栓固定安装在地平铁上，水平梯形槽与板状夹具平台背面所设的梯形滑块相对应，水平梯形槽一端固定安装带手轮的丝杠，丝杠另一端穿过夹具平台梯形滑块中心的内螺孔，梯形槽内设有上、下两个与其对应的悬架夹具一端的滑块部分，梯形槽上、下部的上、下夹具丝杠分别穿过相应上、下夹具的滑块部分中心的内螺孔，定液压缸支架固定安装在地平铁上，在地平铁上设有活动液压缸支架导轨，设在该活动液压缸支架导轨上的活动液压缸支架与丝杠一端相连，丝杠的中心线与两液压缸的中心线在一个平面内，丝杠穿过支架上对应的内螺孔端部设有手轮，另在活动液压缸工作盘下表面设一个加速度传感器，液压缸进出油处各安装一个压力传感器，液压缸内部安装一个位移传感器，其特征在于：底座两侧设有相对的两个下端与其垂直相连的支架，两支架上端设有连板，构成试验台框架，所述两支架之一内侧与工作盘对应的位置上设有水平的梯形槽，夹具平台正面设竖直的梯形槽，梯形槽上部和下部分别固定安装带手轮的丝杠，每个夹具另一端均设有夹具孔，该两夹具孔可分别与作动器上的双横臂连接杆一端相连，在底座中部设有与其垂直相连的两个并列的液压缸组件，内部固定一个定液压缸，该定液压缸内套筒上面的自由端与定工作盘下端面活动连接，定工作盘上朝向相邻支架一侧设有与其垂直相连的轮胎位限位块，另一个为活动液压缸组件，活动液压缸支架内固定一个活动液压缸，其内套筒上面的自由端与活动工作盘下端面活动连接，活动工作盘朝向相邻支架一侧设有与其垂直相连的轮胎位限位块，其与定工作盘上的胎位限位块相对，液压缸上方设有配重箱组件。