CN108414250B - 一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，包括基座主体、包含液压转向系统的前悬系统、第一驱动机构、第二驱动机构以及控制台；前悬系统安装于基座主体上；控制台通过第一驱动机构与前悬系统相连以及通过第二驱动机构与液压转向系统相连，用于驱动第一驱动机构运动来使得前悬系统模拟承载负荷与实车运行时的承载负荷一致，并在确保二者一致的前提下，驱动第二驱动机构运动来使得液压转向系统能模拟出静态下按实车运行实际工况时的工作状态。实施本发明，既可实现系统加载方式与整车基本一致，又可保证液压转向系统在静态下按实际工况工作，有效提升验证效率，节约人力、物力成本。

Description

一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台。

背景技术

汽车液压转向系统模拟测试台能够为我国汽车液压转向系统设计制造、运用和检修提供重要的实验分析数据，通过对动力学性能参数的测试和量化，为动力学仿真分析提供可靠的原始数据，使理论分析更加准确有效。

以往针对液压转向系统问题的改善方案样件，只能通过单独零部件的测试台进行简单验证，因测试台加载条件与整车差异大，改善效果评估困难；或者将改善方案样件逐次装配在整车上进行实车验证，这大大降低了验证效率，验证周期长，同时增加人力、物力成本。例如，只能对液压转向系统中的高压管单独进行试验，只适用于对高压管进行零部件功能测试，无法对因液压转向系统中的其他零部件导致高压管出现的质量问题进行排查；此时模拟的高压管工作环境与实车差异较大，对高压管产生的如噪音问题复现困难，难以找到问题原因，问题排查效率低；然而，为了有效验证对高压管做出的改善措施，通常只能将改善后的高压管逐次装在实车上进行验证，耗费人力、物力，验证时间长。

综上，亟需一种能够模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，既可实现系统加载方式与整车基本一致，又可保证液压转向系统在静态下按实际工况工作，有效提升验证效率，节约人力、物力成本。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，既可实现系统加载方式与整车基本一致，又可保证液压转向系统在静态下按实际工况工作，有效提升验证效率，节约人力、物力成本。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，包括基座主体、包含液压转向系统的前悬系统、第一驱动机构、第二驱动机构以及控制台；其中，

所述前悬系统安装于所述基座主体上；

所述控制台通过所述第一驱动机构与所述前悬系统相连，以及通过所述第二驱动机构与所述液压转向系统相连，用于驱动所述第一驱动机构运动来使得所述前悬系统能模拟出的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致，并在确保模拟出的前悬系统的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致的前提下，驱动所述第二驱动机构运动来使得所述液压转向系统能模拟出静态下按实车运行实际工况时的工作状态。

其中，所述液压转向系统包括转向油壶、回油管、进油管、转向泵、带轮、高压管、具有内部液压缸的液压转向器、转向管柱以及转向盘；其中，

所述转向油壶、所述回油管、所述进油管、所述转向泵、所述高压管以及所述液压转向器的内部液压缸形成循环回路；

所述转向油壶固定于所述基座主体上，其上设有油液注入口和两个油液循环出入口以及与所述控制台相连的第一温度传感器，且所述转向油壶的一油液循环出入口通过所述回油管与所述液压转向器内部液压缸的一端相连，另一油液循环出入口通过所述进油管与所述转向泵的油液入口相连；

所述回油管上设有与所述控制台均相连的第一压力传感器和第二温度传感器；

所述转向泵的油液出口通过所述高压管与所述液压转向器内部液压缸的另一端相连，其上设有与所述第二驱动机构相连并驱动所述转向泵转动的带轮；

所述高压管上设有与所述控制台均相连的第二压力传感器和第三温度传感器；

所述液压转向器安装在所述前悬系统上，且其两端分别设有用于安装所述前悬系统中前侧一对车轮的两个安装轴，中间部位与用于驱动并扭转所述前侧一对车轮的转向管柱的一端相固定；

所述转向管柱的另一端与所述转向盘相连。

其中，所述液压转向系统还包括设置于所述转向泵和/或所述高压管上并与所述控制台相连的加速度传感器。

其中，所述基座主体上设有一位于所述前悬系统和所述第一驱动机构之间的摩擦受力板，所述摩擦受力板与所述液压转向系统中液压转向器的两个安装轴上所安装的前侧一对车轮相抵靠，用于模拟前侧一对车轮在不同路面的实际受力工况。

其中，所述第二驱动机构为与所述控制台相连的液压伺服电机；其中，所述液压伺服电机上设有张紧轮，通过皮带跨接在所述张紧轮与所述液压转向系统中转向泵上的带轮之间，实现驱动所述转向泵运动。

其中，还包括位于所述基座主体外侧的电机工装，所述电机工装上安装有所述液压伺服电机。

其中，所述第一驱动机构为与所述控制台相连的自动升降机。

其中，所述控制台包括控制柜和控制面板。

其中，还包括：前悬系统工装；

所述前悬系统工装固定于所述基座主体上，其上安装有所述前悬系统和所述液压转向系统。

其中，所述前悬系统工装包括副车架左工装、副车架横向工装、副车架右工装、左前滑柱工装、右前滑柱工装、副车架总成、左前滑柱总成和右前滑柱总成；

其中，所述副车架总成固定于所述基座主体上，其上安装有所述副车架横向工装；

所述副车架横向工装的两端分别固定有所述副车架左工装以及所述副车架右工装；其中，所述副车架左工装及所述副车架右工装远离所述副车架总成的一端均与所述基座主体相固定；

所述左前滑柱总成固定于所述副车架左工装上，其上安装有所述左前滑柱工装；其中，所述左前滑柱工装远离所述副车架左工装的一端与所述基座主体相固定；

所述右前滑柱总成固定于所述副车架右工装上，其上安装有所述右前滑柱工装；其中，所述右前滑柱工装远离副车架右工装的一端与所述基座主体相固定。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明将液压转向系统集成到前悬系统中，通过控制台控制第一驱动机构给前悬系统加压模拟出前悬系统的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致，使得液压转向系统能在模拟的前悬系统的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致的环境下，通过控制台控制第二驱动机构实现液压转向系统模拟测试静态下按实车运行实际工况时的工作状态，从而达到既可实现系统加载方式与整车基本一致，又可保证液压转向系统在静态下按实际工况工作的目的，有效的提升验证效率，节约了人力和物力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台的总装立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台中液压转向系统的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台中前悬系统工装的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1至图3所示，为本发明实施例中，提供的一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，包括基座主体1、包含液压转向系统3的前悬系统2、第一驱动机构4、第二驱动机构5以及控制台6；其中，

前悬系统2安装于基座主体1上；

控制台6通过第一驱动机构4与前悬系统2相连，以及通过第二驱动机构5与液压转向系统3相连，用于驱动第一驱动机构4运动来使得前悬系统2能模拟出的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致，并在确保模拟出的前悬系统2的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致的前提下，驱动第二驱动机构5运动来使得液压转向系统3能模拟出静态下按实车运行实际工况时的工作状态。

应当说明的是，控制台6不仅能控制第一驱动机构4和第二驱动机构5运动状态，还能实时判定第一驱动机构4运动状态与所得前悬系统2的承载负荷大小的关系，以及判定第二驱动机构5运动状态与所得液压转向系统3静态下按实车运行实际工况时的工作状态的关系。即编写第一驱动机构4的控制程序导入控制台6中，当第一驱动机构4达到指定位移时，可使前悬系统2受载状态与实车运行时（如指定前轴承载负荷）的受载状态一致；编写第二驱动机构5的控制程序导入控制台6中，当第二驱动机构5达到定速运动时，实现液压转向系统3按照特定工况工作；同时，编写液压转向系统3的数据采集及监控程序导入控制台6中，通过控制台6采集并监控液压转向系统3的工作状态，用以实时并准确的判定液压转向系统3异常。

当然，为了使用方便，控制台6包括控制柜61和控制面板62，控制柜61用于数据采集、交换、处理及分析等，控制面板62用于接收用户的数据输入输出以及数据的更改。

在本发明实施例中，液压转向系统3包括转向油壶31、回油管32、进油管33、转向泵34、带轮35、高压管36、具有内部液压缸的液压转向器37、转向管柱38以及转向盘39；其中，

述转向油壶31、回油管32、进油管33、转向泵34、高压管36以及液压转向器37的内部液压缸形成循环回路；

转向油壶31固定于基座主体1上，其上设有油液注入口和两个油液循环出入口以及与控制台6相连的第一温度传感器（未图示），且转向油壶31的一油液循环出入口通过回油管32与液压转向器37内部液压缸的一端相连，另一油液循环出入口通过进油管33与转向泵34的油液入口相连；

回油管32上设有与控制台6均相连的第一压力传感器（未图示）和第二温度传感器（未图示）；

转向泵34的油液出口通过高压管36与液压转向器37内部液压缸的另一端相连，其上设有与第二驱动机构5相连并驱动转向泵34转动的带轮35；

高压管36上设有与控制台6均相连的第二压力传感器（未图示）和第三温度传感器（未图示）；

液压转向器37安装在前悬系统2上，且其两端分别设有用于安装前悬系统2中前侧一对车轮的两个安装轴，中间部位与用于驱动并扭转前侧一对车轮的转向管柱38的一端相固定；

转向管柱38的另一端与转向盘39相连。

应当说明的是，回油管32上的第一压力传感器和第二温度传感器应设置在回油管32靠近转向油壶31的一端，高压管36上的第二压力传感器和第三温度传感器应设置在高压管36靠近转向泵34的一端。控制台6可以根据转向油壶31、回油管32及高压管36采集的油液温度分别与预设的温度阈值进行对比，以及回油管32和高压管36所采集的压力分别与预设的压力值进行对比，实现对液压转向系统3工作状态的实时监控。

在本发明实施例中，液压转向系统3还包括设置于转向泵34和/或高压管36上并与控制台6相连的加速度传感器（未图示），通过加速度传感器采集转向泵34和/或高压管36频谱与固有的转向泵34频谱进行对比，来判定转向泵34和/或高压管36是否异常，这样就解决了目前只能对液压转向系统的零部件进行单独试验，无法从系统上进行试验验证的问题。可以理解的是，如果需要对液压转向系统3中多个管道及部件进行异常测试，可以在需要测试的管道及部件上设置加速度传感器或其它数据采集设备来进行异常判定。

在本发明实施例中，基座主体1上设有一位于前悬系统2和第一驱动机构2之间的摩擦受力板10，该摩擦受力板10与液压转向系统3中液压转向器37的两个安装轴上所安装的前侧一对车轮相抵靠，用于模拟前侧一对车轮在不同路面的实际受力工况，这样就可以真正的体现出实车实际运行工况。可以理解的是，通过采用具有不同条纹形成不同摩擦受力的摩擦受力板10来模拟车轮在不同路况上的受力方式。

在本发明实施例中，第二驱动机构5为与控制台6相连的液压伺服电机；其中，液压伺服电机上设有张紧轮，通过皮带7跨接在张紧轮与液压转向系统3中转向泵34上的带轮35之间，实现驱动转向泵34运动，这样就可以通过控制台6控制液压伺服电机的转速来调整液压转向系统3中转向泵34的转速，可使液压转向系统3中的转向泵34按照特定转速运转，实现液压转向系统3按照特定工况工作。

在本发明实施例中，还包括位于基座主体外侧的电机工装8，电机工装8上安装有液压伺服电机，这样可以避免液压转向系统3测试时，液压伺服电机自身运动产生的振动力传递给前悬系统2及液压转向系统3，导致控制台6采集的数据出现误差。

在本发明实施例中，第一驱动机构4为与控制台6相连的自动升降机，通过控制台6控制自动升降机的位移，使得前悬系统2能模拟出的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致。

在本发明实施例中，为了固定前悬系统2，还包括前悬系统工装9；前悬系统工装9固定于基座主体1上，其上安装有前悬系统2。前悬系统工装9包括副车架左工装91、副车架横向工装92、副车架右工装93、左前滑柱工装94、右前滑柱工装95、副车架总成96、左前滑柱总成97和右前滑柱总成98；

其中，副车架总成96固定于基座主体1上，其上安装有副车架横向工装92；

副车架横向工装92的两端分别固定有副车架左工装91以及副车架右工装93；其中，副车架左工装91及副车架右工装93远离副车架总成96的一端均与基座主体1相固定；

左前滑柱总成97固定于副车架左工装91上，其上安装有左前滑柱工装94；其中，左前滑柱工装94远离副车架左工装91的一端均与基座主体1相固定；

右前滑柱总成98固定于副车架右工装93上，其上安装有右前滑柱工装95；其中，右前滑柱工装95远离副车架右工装93的一端与基座主体1相固定。

本发明实施例中的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台的工作原理为：

第一步、安装测试平台：

将第一驱动机构4（如自动升降机）、前悬系统工装9通过螺栓安装在基座主体1上，第二驱动机构5（如液压伺服电机）放置在位于基座主体1外侧的电机工装8上；

将包含液压转向系统3的前悬系统2通过螺栓安装在前悬系统工装9上，其中，液压转向系统3通过螺栓安装在前悬系统工装9及前悬系统2上，且其上安装的一对前侧轮胎放置在第一驱动机构4（如自动升降机）上；

将第一至第二压力传感器、以及第一至第三温度传感器分别对应装配在转向油壶31、回油管32以及高压管36上；

将所有的温度传感器和压力传感器都接入控制台6中的控制柜61，还将第一驱动机构4（如自动升降机）和第二驱动机构5（如液压伺服电机）的控制信号线接入控制台6中的控制柜61；

打开控制台6中的控制面板62，输入第一驱动机构4（如自动升降机）的上升位移，第一驱动机构4（如自动升降机）上升到指定高度，使得前悬系统2能模拟出的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致

调整皮带7，使得皮带7一端绷紧在转向泵34的带轮35上，另一端绷紧在第二驱动机构5（如液压伺服电机）带动的张紧轮上；

第二步、模拟液压转向系统工作状态：

往转向油壶31的油液注入口中倒入规定数量的转向油（应当说明的是，转向油壶31上有具体标识）；

在控制台6中的控制面板62上输入第二驱动机构5（如液压伺服电机）的工作条件，使得第二驱动机构5（如液压伺服电机）通过皮带35驱动转向泵34转动工作；

转动转向盘39，液压转向系统3开始按照特定工况工作；应当说明的是，转向盘39的转动方向可以随意，如果油液中有气泡，则转向油壶31液面位置会下降，继续往转向油壶31加入油液到标识位置，再次打转向盘39。重复此过程，直到转动转向盘39时，转向油壶31上的油液液面保持不变，则往液压转向系统3中加转向油完成，可以开始准备测试；

通过控制台6监测管路的压力、油液温度是否在设定范围，确保液压转向系统3处于正常工作状态；

第三步、查找液压转向系统的异常并替换异常部件：

先通过人耳判断液压转向系统3是否存在噪音问题，初步从主观上排查液压转向系统3中可疑的异响位置；

再通过加速度传感器客观测量主观排查的可疑异响位置的振动加速度值，确认异响部位，一旦确定异常则停止工作，将改善部件换装在液压转向系统3上，再次重复第二步，模拟问题工况对液压转向系统3加载，监测液压转向系统3的压力、温度、加速度是否在合理范围。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明将液压转向系统集成到前悬系统中，通过控制台控制第一驱动机构给前悬系统加压模拟出前悬系统的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致，使得液压转向系统能在模拟的前悬系统的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致的环境下，通过控制台控制第二驱动机构实现液压转向系统模拟测试静态下按实车运行实际工况时的工作状态，从而达到既可实现系统加载方式与整车基本一致，又可保证液压转向系统在静态下按实际工况工作的目的，有效的提升验证效率，节约了人力和物力成本。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，其特征在于，包括基座主体(1)、包含液压转向系统(3)的前悬系统(2)、第一驱动机构(4)、第二驱动机构(5)以及控制台(6)；其中，

所述前悬系统(2)安装于所述基座主体(1)上；

所述控制台(6)通过所述第一驱动机构(4)与所述前悬系统(2)相连，以及通过所述第二驱动机构(5)与所述液压转向系统(3)相连，用于驱动所述第一驱动机构(4)运动来使得所述前悬系统(2)能模拟出的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致，并在确保模拟出的前悬系统(2)的承载负荷与实车运行时的承载负荷相一致的前提下，驱动所述第二驱动机构(5)运动来使得所述液压转向系统(3)能模拟出静态下按实车运行实际工况时的工作状态；

其中，所述液压转向系统(3)包括转向油壶(31)、回油管(32)、进油管(33)、转向泵(34)、带轮(35)、高压管(36)、具有内部液压缸的液压转向器(37)、转向管柱(38)以及转向盘(39)；其中，

所述转向油壶(31)、所述回油管(32)、所述进油管(33)、所述转向泵(34)、所述高压管(36)以及所述液压转向器(37)的内部液压缸形成循环回路；

所述转向油壶(31)固定于所述基座主体(1)上，其上设有油液注入口和两个油液循环出入口以及与所述控制台(6)相连的第一温度传感器，且所述转向油壶(31)的一油液循环出入口通过所述回油管(32)与所述液压转向器(37)内部液压缸的一端相连，另一油液循环出入口通过所述进油管(33)与所述转向泵(34)的油液入口相连；

所述回油管(32)上设有与所述控制台(6)均相连的第一压力传感器和第二温度传感器；

所述转向泵(34)的油液出口通过所述高压管(36)与所述液压转向器(37)内部液压缸的另一端相连，其上设有与所述第二驱动机构(5)相连并驱动所述转向泵(34)转动的带轮(35)；

所述高压管(36)上设有与所述控制台(6)均相连的第二压力传感器和第三温度传感器；

高压管(36)以及所述液压转向器(37)的内部液压缸形成循环回路；

所述液压转向器(37)安装在所述前悬系统(2)上，且其两端分别设有用于安装所述前悬系统(2)中前侧一对车轮的两个安装轴，中间部位与用于驱动并扭转所述前侧一对车轮的转向管柱(38)的一端相固定；

所述转向管柱(38)的另一端与所述转向盘(39)相连；

其中，所述液压转向系统(3)还包括设置于所述转向泵(34)和/或所述高压管(36)上并与所述控制台(6)相连的加速度传感器；

其中，所述第二驱动机构(5)为与所述控制台(6)相连的液压伺服电机；其中，所述液压伺服电机上设有张紧轮，通过皮带(7)跨接在所述张紧轮与所述液压转向系统(3)中转向泵(34)上的带轮(35)之间，实现驱动所述转向泵(34)运动；

其中，还包括位于所述基座主体(1)外侧的电机工装(8)，所述电机工装(8)上安装有所述液压伺服电机。

2.如权利要求1所述的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，其特征在于，所述基座主体(1)上设有一位于所述前悬系统(2)和所述第一驱动机构(4)之间的摩擦受力板(10)，所述摩擦受力板(10)与所述液压转向系统(3)中液压转向器(37)的两个安装轴上所安装的前侧一对车轮相抵靠，用于模拟前侧一对车轮在不同路面的实际受力工况。

3.如权利要求2所述的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，其特征在于，所述第一驱动机构(4)为与所述控制台(6)相连的自动升降机。

4.如权利要求3所述的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，其特征在于，所述控制台(6)包括控制柜(61)和控制面板(62)。

5.如权利要求4所述的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，其特征在于，还包括：前悬系统工装(9)；

所述前悬系统工装(9)固定于所述基座主体(1)上，其上安装有所述前悬系统(2)。

6.如权利要求5所述的模拟实车运行工况下液压转向系统工作的测试台，其特征在于，所述前悬系统工装(9)包括副车架左工装(91)、副车架横向工装(92)、副车架右工装(93)、左前滑柱工装(94)、右前滑柱工装(95)、副车架总成(96)、左前滑柱总成(97)和右前滑柱总成(98)；

其中，所述副车架总成(96)固定于所述基座主体(1)上，其上安装有所述副车架横向工装(92)；

所述副车架横向工装(92)的两端分别固定有所述副车架左工装(91)以及所述副车架右工装(93)；其中，所述副车架左工装(91)及所述副车架右工装(93)远离所述副车架总成(96)的一端均与所述基座主体(1)相固定；

所述左前滑柱总成(97)固定于所述副车架左工装(91)上，其上安装有所述左前滑柱工装(94)；其中，所述左前滑柱工装(94)远离所述副车架左工装(91)的一端与所述基座主体(1)相固定；

所述右前滑柱总成(98)固定于所述副车架右工装(93)上，其上安装有所述右前滑柱工装(95)；其中，所述右前滑柱工装(95)远离副车架右工装(93)的一端与所述基座主体(1)相固定。

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