CN108896325B - 一种车辆主动悬挂作动缸性能试验台 - Google Patents

Abstract

一种车辆主动悬挂作动缸性能试验台，其主要包括：机架总成、作动缸总成和配重箱总成。所述机架总成是由水平支架和竖直支架组成的框架。水平支架与作动缸总成的第三万向节相连，其上面与双面法兰相连，该双面法兰与被测作动缸相连，作动缸活塞杆通过第三法兰与第二万向节相连，第二万向节又与配重箱承载梁下法兰相连，该承载梁下法兰与设在承载梁上的承载梁上法兰相连。配重箱框架由承载梁、角钢竖梁、横梁及拉杆组成，内设配重块，配重箱横梁上设有丝杠、螺母及手轮。本发明可有效测试被测作动缸的性能，可获得更为精确的实验数据；本试验台架易于作动缸的拆装，试验方便，配重可调节，所需试验场地小、人力少，投入成本小，工作效率高。

Description

一种车辆主动悬挂作动缸性能试验台

技术领域 本发明涉及一种性能测试装置，具体涉及车辆的部件性能试验台。

背景技术 本领域技术人员都知道，将车身与车轮弹性连接的车辆悬挂系统，起到支撑车身、隔离振动并保证车轮持续接地等作用，是车辆的重要组成部分。悬架性能好坏直接影响到车辆行驶的舒适性和安全性，因此悬架一直是车辆工程的重要研究领域之一。随着人们对车辆行驶性能的追求，对车辆隔振能力的要求也逐渐提高。相比于传统被动悬挂，主动悬挂则可根据路况的不同实时调节作动器输入能量的大小，使车辆的悬挂系统满足不同工况要求。

作动缸即主动悬挂系统的执行器是主动悬挂系统的关键部件，其工作性能的好坏直接关系到主动悬挂性能的优劣，进而影响整车的行驶平顺性和安全性。作动缸性能好坏的决定因素在于其结构参数的设定，而其结构参数的优化设定又需建立在多种实验数据基础之上。目前车辆主动悬挂作动缸性能测试方式主要集中在实车实地测试方式，该种测试方法不仅投入成本高，工作效率低，且受司机主观驾驶技术影响较大，获得实验数据误差较大。现有实验室台架装置多为各种整体的主、被动悬架激振测试装置，其无法针对单一作动缸进行性能检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，试验方便，作动缸拆卸方便，配重可调节，所需试验场地小，可适用于不同型号作动缸性能测试的车辆主动悬挂作动缸性能试验台。本发明的试验台架结构组成与实际悬挂系统结构组成相似，将作动缸安装于本试验台架，可有效测试作动缸的性能，以便获得更为精确的实验数据，可为后续作动缸结构参数的优化设计做好充足准备。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明主要包括：机架总成、作动缸总成和配重箱总成。所述机架总成是由水平支架和竖直支架组成的框架。其中，水平支架是由若干根水平杆柱相连组成的框架，在水平支架一侧设有与其垂直相连的竖直支架，该竖直支架是由若干根竖直杆柱和将它们上端相连的横杆柱组成的框架。最好，竖直支架下端两侧设加强筋。竖直支架上端的横杆柱两端同侧各通过一组万向节与和水平支架平行的上杆柱一端垂直相连，该两等长的上杆柱另一端分别垂直固定在配重箱总成的承载梁一侧。在水平支架中部设有连接件，最好该连接件设在一块固定在水平支架上的平板底座上，所述连接件与作动缸总成下端相连并将其下端垂直固定在水平支架上。所述杆柱为方杆，最好为方管。

作动缸总成主要包括：双面法兰、第三法兰、万向节及盖板。其中，作动缸总成下端为第三万向节，该第三万向节下端法兰与水平支架上的连接件相连，第三万向节上端法兰与双面法兰的下端法兰对应并由螺栓相连，双面法兰上端法兰与被测作动缸下端底座法兰对应并由螺栓相连。被测作动缸活塞杆上端插装用凸柱置于第三法兰及盖板的中心通孔内，该第三法兰上设有与中心通孔同轴线的上开口圆形槽，槽内设有与圆形槽对应的盖板，盖板中心通孔内设螺栓，其与插装用凸柱的内螺孔螺纹连接。所述第三法兰与上面的第二万向节下端法兰对应并由螺栓相连。第二万向节上端法兰与配重箱总成中承载梁下法兰中部的法兰孔对应并由螺栓相连。所述各万向节均是由两个法兰叉头通过十字轴交叉相连组成。

配重箱总成主要包括：承载梁、承载梁上下法兰、拉杆、竖梁、横梁、丝杠、螺母、手轮及配重块。其中，配重箱总成呈箱型框架，其有平行的两根承载梁，该两根承载梁的两端之间各设一个相同的中间脚柱，两根承载梁的两端外侧各设一个相同的侧脚柱，四个侧脚柱分别与角钢竖梁下部相连，角钢竖梁的两个直角边板分别与侧脚柱的两个面相连，等长的四根角钢竖梁上端其作为长度方向相邻的两直角边板由设在外侧的拉杆相连，而作为宽度方向相邻的两直角边板上部设有连接通孔，其与角钢横梁竖边板上的通孔对应，两者由紧固件相连，而角钢横梁的水平边板两端则置于角钢竖梁上端并与拉杆垂直，在角钢横梁水平边板中部设有中心通孔，该中心通孔外还设有若干小通孔，其与丝杠螺母法兰上的通孔相对应并由螺栓将两者相连，所述丝杠螺母内设有与其啮合的丝杠，丝杠上端设有手轮，下端为可置于配重块上的自由端。所述配重块为与箱型框架对应的重物，其上层为等质量配重块，最底层为基层配重块，两者都设有与吊耳螺纹部分相连的螺孔，其中基层配重块底面中部设有圆形凹槽，其与承载梁上法兰对应。所述两根承载梁中部上方设有承载梁上法兰，其周边设有若干通孔，其与设在两根承载梁中部下方的承载梁下法兰周边所设的若干通孔对应。其中，两法兰与承载梁接触部分的通孔均与承载梁上的通孔对应并由螺栓将承载梁上下法兰固定在承载梁上，两法兰与承载梁非接触部分的通孔由螺栓将两者相连。所述承载梁下法兰中心附近设有若干中心在同一圆周上的螺孔，其与第二万向节上端法兰叉头通孔位置对应并由螺栓将两者相连。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明的试验台架结构组成与实际悬挂系统结构组成相似，将被测作动缸安装于本试验台，可有效测试作动缸的性能，相比于现有试验台架可获得更为精确的实验数据；本试验台架易于作动缸的拆装，试验方便，配重可调节，所需试验场地小，相比现有的实车实地试验所需人力少，投入成本小，工作效率高。

附图说明

图1为本发明立体示意简图。

图2为本发明主视示意简图。

图3为图1中机架总成的立体示意简图。

图4为图3的仰视图。

图5为图3中平板底座的立体示意图。

图6为图3中A部的放大视图。

图7为图6中第十一杆柱的局部立体示意简图。

图8为图6中第一法兰的立体示意简图。

图9为图6中第二法兰的立体示意简图。

图10为图6中固定筋板的立体示意简图。

图11为图1中作动缸总成立体示意简图。

图12为图1中配重箱总成(不含配重块和吊耳)的立体示意简图。

图13为图12中承载梁的立体示意简图。

图14为图12中承载梁上法兰的立体示意简图。

图15为图12中承载梁下法兰的立体示意简图。

图16为图15中承载梁下法兰的仰视示意简图。

图17为图16中的A-A视图。

图18为图12中角钢横梁的立体示意简图。

图19为图12中角钢竖梁的立体示意简图。

图20为图1中配重箱总成(含配重块和吊耳)的主视示意简图。

图21为图20中等质量配重块的立体示意简图。

图22为图20中基层配重块的立体示意简图。

图中：1、机架总成，101、第一杆柱，102、第二杆柱，103、斜拉杆柱，104、第四杆柱，105、第五杆柱，106、平板底座，1061、底座法兰盘，1062、螺纹孔，107、第七杆柱，108、第八杆柱，109、第九杆柱，110、第十杆柱，111、第十一杆柱，1111、通孔，112、第一法兰，1121、方形基座，1122、法兰盘A，1123、通孔，113、第一万向节，1131、法兰叉头A，1132、十字轴，1133、法兰叉头B，114、第二法兰，1141、圆角矩形凹槽，1142、通孔，115、固定筋板，1151、底板，1152、通孔，1153、侧壁，1154、通孔，116、第十六杆柱，2、作动缸总成，201、第二万向节，2011、法兰叉头E，2012、法兰叉头F，2013、十字轴，202、螺栓，203、盖板，204、第三法兰，2041、通孔，2042、通孔，2043、圆形凹槽，205、被测作动缸，2051，插装用凸柱，2052、内螺孔，2053、活塞杆，2054、底座法兰，206、双面法兰，2061、法兰盘B，2062、法兰盘C，207、第三万向节，2071、法兰叉头C，2072、十字轴，2073、法兰叉头D，3、配重箱总成，301、承载梁，3011、通孔，302、承载梁上法兰，3021、通孔，3022、通孔，303、承载梁下法兰，3031、通孔，3032、通孔，3033、螺孔，304、第一脚柱，305、第二脚柱，306、手轮，307、丝杠，308、丝杠螺母，309、角钢横梁，3091、通孔，3092、小通孔，3093、中心通孔，310、角钢竖梁，3101、通孔，311、拉杆，312、吊耳，313、等质量配重块，3131、螺孔，314、基层配重块，3141、圆形凹槽，3142、螺孔。

具体实施方式 下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

在图1和图2所示的车辆主动悬挂作动缸性能试验台的示意简图中，本发明主要包括：机架总成1、作动缸总成2和配重箱总成3。

在图3和图4所示的本发明机架总成的示意简图中，所述的机架总成1是由水平支架和竖直支架组成的框架，其中，水平支架是由若干根水平杆柱相连组成的框架，其包括两根第一杆柱101、四根第二杆柱102、四根斜拉杆柱103、两根第四杆柱104、两根第五杆柱105、两根第八杆柱108、两根第十杆柱110，具体是：所述的两根第一杆柱101沿横向平行放置，其围成的大开口矩形内部中间位置设有平行于第一杆柱101的第五杆柱105。第五杆柱105与两根第一杆柱101分别围成两个小开口矩形，每个小开口矩形的两端开口处各设有一根沿纵向放置的第四杆柱104和一根沿纵向放置的第十杆柱110。两根第一杆柱101、两根第四杆柱104、第五杆柱105和两根第十杆柱110分别围成两小闭口矩形。在每个小闭口矩形内部，第十杆柱110的右侧且距离第十杆柱110一段长度处均设有一根沿纵向放置的第八杆柱108，所述第八杆柱108的右侧且距离第八杆柱108一段长度处均设有两根第二杆柱102，其中一根第二杆柱102的一侧面与另一根第二杆柱102的一侧面无缝隙贴合，贴合面距离第四杆柱104的长度与距离第八杆柱108的长度相等。在每个小闭口矩形内部还设置有连接第一杆柱101、第二杆柱102、第五杆柱105和第八杆柱108的斜拉杆103。四根第二杆柱102、四根斜拉杆103和第五杆柱105构成“米”字形结构框架，用于承受来自作动缸总成2的重载荷。所述“米”字形结构框架上面设有平板底座106。在水平支架一侧设有与其垂直相连的竖直支架，该竖直支架是由若干根竖直杆柱和将它们上端相连的横杆柱组成的框架，具体是：在两根第一杆柱101及第五杆柱105上各垂直固定一根竖直杆柱第九杆柱109，三根第九杆柱109上端与一根横杆柱即第十一杆柱111相连组成竖直支架。竖直支架下端两侧设有加强筋其为第七杆柱107，竖直支架上端横杆柱即第十一杆柱111两端同侧各通过一组万向节与和水平支架平行的上杆柱即第十六杆柱116一端垂直相连，具体如图6所示，所述第十一杆柱111两端部均设有圆心在同一圆上的若干通孔1111，如图7所示，其与第一法兰112上的通孔1123对应，如图8所示，所述第一法兰112包括方形基座1121和法兰盘A1122，法兰盘A1122设于方形基座1121的一侧中心位置处，同时第一法兰112上的通孔1123又与第一万向节113一端的法兰叉头上的通孔对应，于是第十一杆柱111、第一法兰112及第一万向节113三者通过螺栓连接，将第一法兰112固定至第十一杆柱111上。所述第一万向节113包括法兰叉头A1131、十字轴1132和法兰叉头B1133。法兰叉头A1131和法兰叉头B1133通过十字轴1132连接。第一万向节113另一端的法兰叉头B1133上的通孔与第二法兰114上的通孔1142相对应，如图9所示，所述第二法兰114上还设有一圆角矩形凹槽1141，其宽度与第十六杆柱116截面宽度相等，用于第十六杆柱116的安装与定位。所述第二法兰上的通孔1142还分别与设在上杆柱即第十六杆柱116上面和下面的固定筋板115上的通孔1154对应，所述两个直角固定筋板115如图10所示，其底板1151和侧壁1153上分别设有通孔1152和通孔1154，其中通孔1154与通孔1142位置相对应，用于穿设螺栓将固定筋板115固定至第二法兰114上，通孔1152与设在第十六杆柱116上的通孔对应，用于穿设螺栓将第十六杆柱116固定至固定筋板115上。所述两等长的上杆柱即第十六杆柱116另一端分别垂直固定在配重箱总成3的承载梁一侧。上述各杆柱均采用空心方钢，且具有直接接触关系的各杆柱之间均采用焊接。在水平支架中部平板底座106上设有连接件即底座法兰盘1061，该底座法兰盘1061上设有螺纹孔1062，如图5所示，其与作动缸总成2下端相连。

在图11和图12所示的本发明作动缸总成的示意简图中，所述作动缸总成2包括第二万向节201、螺栓202、盖板203、第三法兰204、被测作动缸205、双面法兰206和第三万向节207。具体是：平板底座106上的底座法兰盘1061正上方设有第三万向节207，所述第三万向节207包括法兰叉头C2071、十字轴2072和法兰叉头D2073，所述法兰叉头C2071和法兰叉头D2073上均设有通孔，其中法兰叉头D2073上的通孔位置与螺纹孔1063位置一一对应，用于穿设螺栓将法兰叉头D2073固定至平板底座106上。所述第三万向节207正上方设有双面法兰206，所述双面法兰206包括法兰盘B2061和法兰盘C2062，所述法兰盘B2061和法兰盘C2062上均设有通孔，其中法兰盘C2062上的通孔与法兰叉头C2071上的通孔位置一一对应，用于穿设螺栓将双面法兰206固定至法兰叉头C2071上。所述双面法兰206正上方设有被测作动缸205，被测作动缸下端底座法兰2054，其通孔位置与法兰盘B2061上的通孔位置一一对应，用于穿设螺栓将被测作动缸205固定至双面法兰206上。被测作动缸205的活塞杆2053上端中心设有圆柱形插装用凸柱2051，其中心设有内螺孔2052，插装用凸柱2051上方设有第三法兰204和盖板203，所述第三法兰204和盖板203中心处均设有一通孔，用于穿设螺栓202，其中第三法兰204上的通孔2041的直径与插装用凸柱2051的外圆直径相等，便于第三法兰204与活塞杆2053的定位装配。所述第三法兰204其中心处还设有一圆形槽2043，所述圆形槽2043的直径和深度分别与盖板203的直径和厚度相等，便于盖板203与第三法兰204的定位装配。所述第三法兰204和盖板203由与插装用凸柱2051的内螺孔2052啮合的螺栓202将两者螺纹连接在活塞杆2053的上端。所述第三法兰204上沿其外圆一周还设有若干通孔2042，其与上面的第二万向节201下端法兰对应并由螺栓连接。所述第二万向节201包括法兰叉头E2011、十字轴2013和法兰叉头F2012，所述法兰叉头E2011和法兰叉头F2012均设有通孔，其中法兰叉头F2012上的通孔位置与第三法兰204上的通孔位置一一对应，用于穿设螺栓将法兰叉头F2013固定至第三法兰204上，所述法兰叉头E2011上的通孔位置与承载下法兰303上的通孔位置一一对应，用于穿设螺栓将法兰叉头F2011固定至配重箱总成3上。

在图12和图20所示的本发明配重箱总成的示意简图中，所述配重箱总成3呈箱型框架，其包括两根承载梁301、承载梁上法兰302、承载梁下法兰303、两个第一脚柱304、四个第二脚柱305、两个手轮306、两个丝杠307、两个丝杠螺母308、两根角钢横梁309、四根角钢竖梁310、两根拉杆311、两个吊耳312、等质量配重块313、基层配重块314。具体是，其长度方向有平行的两根承载梁301，其中一根承载梁301一侧与所述的两根第十六杆柱116相连。每根承载梁301中部还设有两通孔3011，如图13所示，用于穿设螺栓。两根承载梁301的两端之间各设一个相同的中间脚注即第一脚注304，两根承载梁301的两端外侧各设一个相同的侧脚注即第二脚注305，两根承载梁301、两个第一脚柱304和四个第二脚柱305构成一“工”字形结构框架，用于承载配重块的载荷。所述每根角钢竖梁310两个直角边板内侧分别与第二脚柱305的两平面固连，所述每根角钢竖梁310的下端面与其所连的第二脚柱305的底面相齐。所述四根等长的角钢竖梁310上端作为长度方向相邻的两直角边板由设在外侧的拉杆311相连，而作为宽度方向相邻的两直角边板上部设有连接通孔3101，如图19所示，其与角钢横梁309竖边板上的通孔3091对应，如图18所示，两者由紧固件相连并贴合，而角钢横梁的水平边板两端则置于角钢竖梁上端并与拉杆垂直。在角钢横梁309的水平边板中部设有中心通孔3093，该中心通孔外还设有若干小通孔3092，其与丝杠螺母308法兰上的通孔对应，两者通孔内穿设螺栓将丝杠螺母308固定至角钢横梁309上。所述丝杠螺母308内设有与其啮合的丝杠307，丝杠307上端设有手轮306，下端为可置于配重块上的自由端。所述配重块为与箱型框架对应的重物，其上层为等质量配重块313，如图21所示，其上设有螺孔3131，用于起吊时旋入吊耳312且吊耳位于顶面；配重块下层为基层配重块314，如图22所示，其中部设有与承载梁上法兰302对应的圆形凹槽3141，以便两者套在一起定位。所述基层配重块314上也同样设有用于起吊时旋入吊耳的螺孔3142。所述两根承载梁301的中部正上方设有承载梁上法兰302，如图14所示，所述承载梁上法兰302上设有通孔3021和通孔3022，其中通孔3021的位置与承载梁上的通孔3011位置相对应，用于穿设螺栓将承载梁上法兰302固定至承载梁301上。所述两根承载梁301的中部正下方设有承载梁下法兰303，如图15至图17所示，所述承载梁下法兰的剖切面为一近似梯形面，其设在周边附近的若干通孔3031和通孔3032均为沉头孔，便于为螺母提供一平面支撑。所述通孔C3031的位置与承载梁301上的通孔3011的位置相对应，用于穿设螺栓将承载梁301固定至承载梁下法兰303上。所述通孔D3032的位置与承载梁上法兰通孔B3022的位置相对应，用于穿设螺栓将承载梁上法兰302和承载梁下法兰303紧固。所述承载梁下法兰中心附近设有若干螺孔3033，其位置与第二万向节法兰叉头E2011上的通孔位置相对应，用于穿设螺栓将承载梁下法兰303固定至法兰叉头E2011上。

本发明的工作过程大致如下：试验时，将角钢横梁309拆卸下来，向配重箱3内放入一定数量配重块，待配重质量满足试验要求后，将角钢横梁309固定至角钢竖梁310上，并旋转手轮306，使丝杠307向下运动，以压紧固定配重块，防止运动过程中各配重块上下移动，而后由电液伺服阀(附图中未给出)向被测作动缸205供油，此时活塞杆2053上下运动，从而带动配重箱3上下运动，由此可通过相关传感器测得活塞杆2053或配重箱3的运动位移、速度和加速度等相关实验数据，以此对被测作动缸205的相关性能进行评价。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接间接运用在其他相关的技术领域内，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种车辆主动悬挂作动缸性能试验台，其特征在于：其机架总成是由水平支架和竖直支架组成的框架，水平支架是由若干根水平杆柱相连组成的框架，在水平支架一侧设有与其垂直相连的竖直支架，该竖直支架是由若干根竖直杆柱和将它们上端相连的横杆柱组成的框架，竖直支架上端的横杆柱两端同侧各通过一组万向节与和水平支架平行的上杆柱一端垂直相连，两等长的上杆柱另一端分别垂直固定在配重箱总成的承载梁一侧，在水平支架中部设有连接件，所述连接件与作动缸总成下端相连并将其下端垂直固定在水平支架上；

作动缸总成下端为第三万向节，该第三万向节下端法兰与水平支架上的连接件相连，第三万向节上端法兰与双面法兰的下端法兰对应并由螺栓相连，双面法兰上端法兰与被测作动缸下端底座法兰对应并由螺栓相连，被测作动缸活塞杆上端插装用凸柱置于第三法兰及盖板的中心通孔内，该第三法兰上设有与中心通孔同轴线的上开口圆形槽，槽内设有与圆形槽对应的盖板，盖板中心通孔内设螺栓，其与插装用凸柱的内螺孔螺纹连接，所述第三法兰与上面的第二万向节下端法兰对应并由螺栓相连，第二万向节上端法兰与配重箱总成中承载梁下法兰中部的法兰孔对应并由螺栓相连，所述各万向节均是由两个法兰叉头通过十字轴交叉相连组成；

配重箱总成呈箱型框架，其有平行的两根承载梁，该两根承载梁的两端之间各设一个相同的中间脚柱，两根承载梁的两端外侧各设一个相同的侧脚柱，四个侧脚柱分别与角钢竖梁下部相连，角钢竖梁的两个直角边板分别与侧脚柱的两个面相连，等长的四根角钢竖梁上端其作为长度方向相邻的两直角边板由设在外侧的拉杆相连，而作为宽度方向相邻的两直角边板上部设有连接通孔，其与角钢横梁竖边板上的通孔对应，两者由紧固件相连，而角钢横梁的水平边板两端则置于角钢竖梁上端并与拉杆垂直，在角钢横梁水平边板中部设有中心通孔，该中心通孔外还设有若干小通孔，其与丝杠螺母法兰上的通孔相对应并由螺栓将两者相连，所述丝杠螺母内设有与其啮合的丝杠，丝杠上端设有手轮，下端为可置于配重块上的自由端，所述配重块为与箱型框架对应的重物，其上层为等质量配重块，最底层为基层配重块，两者都设有与吊耳螺纹部分相连的螺孔，其中基层配重块底面中部设有圆形凹槽，其与承载梁上法兰对应，所述两根承载梁中部上方设有承载梁上法兰，其周边设有若干通孔，其与设在两根承载梁中部下方的承载梁下法兰周边所设的若干通孔对应，其中，两法兰与承载梁接触部分的通孔均与承载梁上的通孔对应并由螺栓将承载梁上下法兰固定在承载梁上，两法兰与承载梁非接触部分的通孔由螺栓将两者相连，所述承载梁下法兰中心附近设有若干中心在同一圆周上的螺孔，其与第二万向节上端法兰叉头通孔位置对应并由螺栓将两者相连。

2.根据权利要求1所述的车辆主动悬挂作动缸性能试验台，其特征在于：组成机架总成框架的各杆柱为方杆。

3.根据权利要求1所述的车辆主动悬挂作动缸性能试验台，其特征在于：竖直支架下端两侧设加强筋。

4.根据权利要求1所述的车辆主动悬挂作动缸性能试验台，其特征在于：水平支架中部设有连接件，该连接件设在一块固定在水平支架上的平板底座上。