CN109163851A - 燃料泄漏试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了提出一种燃料泄漏试验设备，包括：底座、旋转平台、传动机构和控制装置。旋转平台安装在底座上，车辆固定在旋转平台上，旋转平台能携带车辆绕X向轴转动。传动机构连接驱动源和旋转平台，驱动源通过传动机构驱动旋转平台绕X向轴转动。控制装置连接到驱动源和传动机构，控制装置控制驱动源和传动机构带动旋转平台旋转至预定的角度并悬停，在预定的角度收集车辆泄漏的燃料。该燃料泄漏试验设备将车辆固定在旋转平台上，旋转平台由电机通过链轮传递进行驱动。通过电机的控制，可以将车辆稳定悬停于预定的角度。电机的角度控制精度较高，可以达到0.5°的精度。电机的传动比也较高，使得旋转平台的运行更加平稳可靠。

Description

燃料泄漏试验设备

技术领域

本发明涉及车辆试验技术领域，更具体地说，涉及燃油车或者新能源车的燃料泄漏试验技术。

背景技术

根据试验法规FMVSS301/305要求，车辆需要进行燃料泄漏试验。对于传统的燃油车来说，燃料是指燃油(汽油或者柴油)，对于新能源车来说，燃料是指燃油(混合动力)或者电解液(电池动力)。进行燃料泄漏试验时，车辆需要绕沿车身长度方向的轴旋转。此处，以车身长度方向为X向、车身宽度方向为Y向，车身高度方向为Z向建立三维坐标。根据试验要求，车辆绕X向旋转时，需要分别在4个固定角度位置悬停(0°、90°、180°、270°)，观察每个角度燃料(燃油或电解液)是否发生泄漏并测量泄漏量。

现有技术中，通常采用起吊翻转、人工驱动支架翻转等方式来满足试验要求，通过起吊翻转或者人工翻转的方式将车辆翻转到0°、90°、180°、270°的位置。无论是起吊翻转或者人工翻转，都无法将车辆稳定维持在0°、90°、180°、270°的位置悬停，并且翻转的角度误差也较大，通常会出现与预定的翻转角度存在2°～3°的角度偏差。由于现有技术中无法精确、稳定地将车辆悬停在0°、90°、180°、270°这些预定角度足够长的时间，只能通过对车辆的燃油系统进行人工加压保压的方式，以缩短对于悬停时间的要求。但对燃油系统加压的方式与自然条件下倾斜翻转的燃油泄漏状态不同，使得试验的结果存在偏差。此外，对于新能源车，由于其动力系统不同于传动的燃油车，无法对电池进行加压。对于新能源车而言，必需将新能源车稳定地翻转并悬停在0°、90°、180°、270°这些预定角度足够长的时间，才能准确地获得电解液的泄漏数据。

根据法规要求，燃料泄漏测量不仅需要观察泄漏状况，还需要测量泄漏量，现有技术中由于无法稳定地将车辆悬停在预定角度，因此对于泄漏状况的观察也存在一定的偏差，对于要获得准确的泄漏量数据，是十分困难的。

发明内容

本发明提出一种能够准确、稳定地将车辆悬停在预定角度的燃料泄漏试验设备。

根据本发明的一实施例，提出一种燃料泄漏试验设备，包括：底座、旋转平台、传动机构和控制装置。旋转平台安装在底座上，车辆固定在旋转平台上，旋转平台能携带车辆绕X向轴转动。传动机构连接驱动源和旋转平台，驱动源通过传动机构驱动旋转平台绕X向轴转动。控制装置连接到驱动源和传动机构，控制装置控制驱动源和传动机构带动旋转平台旋转至预定的角度并悬停，在预定的角度收集车辆泄漏的燃料。

在一个实施例中，旋转平台包括：两个外齿圈、承载平台和上横梁。两个外齿圈分别固定在承载平台和上横梁的两端，旋转平台位于初始位置，承载平台位于底部，上横梁位于顶部。承载平台承载并固定车辆。

在一个实施例中，承载平台上具有固定装置，固定装置固定车辆。固定装置包括：滑轨、滑块和车轮夹具。滑轨安装在承载平台上，滑轨沿X向延伸。滑块安装在滑轨上并能沿滑轨移动。车轮夹具安装在滑块上，滑块沿滑轨在X向移动到车辆的车轮位置，车轮夹具能沿Z向调节，车轮夹具在Z向调节到车轮的位置，车轮夹具夹紧车轮。

在一个实施例中，承载平台上形成格栅，格栅供泄漏的燃料通过。

在一个实施例中，该燃料泄漏试验设备还包括燃料收集盘，燃料收集盘布置在底座上，燃料收集盘收集车辆泄漏的燃料并测量泄漏的燃料的量。

在一个实施例中，底座上具有支承机构，支承机构支承旋转平台，支承机构包括：四个支承座和两个X向约束轮。四个支承座分为两组，每一组两个支承座，对应一个外齿圈，每一组的两个支承座与对应的外齿圈接触以支撑外齿圈。两个X向约束轮分别安装在底座的两端，两个X向约束轮分别从两端顶住两个外齿圈，以约束旋转平台在X向上的位置。

在一个实施例中，支承座包括：支承支架、支承轮和约束装置。支承支架安装在底座上。支承轮安装在支承支架的顶部，支承轮与外齿圈接触，支承轮能相对于外齿圈转动，支承轮支撑外齿圈但不影响外齿圈的转动。约束装置贴近外齿圈的侧面，约束装置将外齿圈约束在转动平面内。

在一个实施例中，外齿圈的外周轮廓上，在两侧形成侧挡板。支承轮嵌入在两侧的侧挡板之间。

在一个实施例中，传动机构包括：减速箱、主轴、链条和驱动轴。驱动源连接到减速箱，减速箱连接到主轴，驱动源通过减速箱驱动主轴转动，主轴与驱动轴通过链条连接，主轴通过链条带动驱动轴转动，驱动轴连接到外齿圈，驱动轴驱动外齿圈转动。

在一个实施例中，外齿圈的外周轮廓上，在中间形成驱动齿。驱动轴上具有驱动齿轮，驱动齿轮与外齿圈的驱动齿咬合，驱动轴转动带动外齿圈转动。

在一个实施例中，主轴和驱动轴通过轴承座安装在底座上，主轴和驱动轴上分别具有链轮，链条的链齿与链轮咬合，使得主轴和驱动轴通过链条连接。

在一个实施例中，两个外齿圈分别具有各自的主轴、链条和驱动轴，两个主轴通过联轴器连接，两个主轴同步转动，两个主轴共用一个减速箱。

在一个实施例中，驱动源是电机，减速箱是蜗轮蜗杆减速器。

本发明的燃料泄漏试验设备将车辆固定在旋转平台上，旋转平台由电机通过链轮传递进行驱动。通过电机的控制，可以将车辆稳定悬停于预定的角度。电机的角度控制精度较高，可以达到0.5°的精度。电机的传动比也较高，使得旋转平台的运行更加平稳可靠。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备的结构图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中旋转平台的结构图。

图3揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中旋转平台上的固定装置的结构图。

图4揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中支承机构和传动机构的结构图。

图5揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中传动机构的结构图。

图6揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中传动机构的主轴连接的示意图。

具体实施方式

参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备的结构图。该燃料泄漏试验设备包括：底座102、旋转平台104、传动机构106和控制装置108。在图1所示的实施例中，以车身长度方向为X向、车身宽度方向为Y向，车身高度方向为Z向建立三维坐标。

底座102承载旋转平台104和传动机构106。旋转平台104安装在底座102上。车辆202固定在旋转平台104上，旋转平台104能携带车辆202绕X向轴转动。根据试验要求，旋转平台104会携带车辆202转动并悬停在0°、90°、180°、270°的位置。传动机构106连接驱动源和旋转平台104，驱动源是外部的驱动源，比如电机。驱动源通过传动机构106驱动旋转平台104绕X向轴转动，以转动到并悬停在0°、90°、180°、270°的位置。控制装置108连接到驱动源和传动机构，控制装置108控制驱动源和传动机构带动旋转平台旋转至预定的角度，比如0°、90°、180°、270°并悬停，在预定的角度收集车辆泄漏的燃料。在图1所示的实施例中，该燃料泄漏试验设备还包括燃料收集盘110。燃料收集盘110布置在底座102上，燃料收集盘110收集车辆泄漏的燃料。燃料收集盘110能够收集在试验过程中车辆所泄漏的全部燃料，因此能够满足测量泄漏的燃料的量的试验要求。

参考图2所示，图2揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中旋转平台的结构图。旋转平台104包括：两个外齿圈141、承载平台142和上横梁143。两个外齿圈141分别固定在承载平台142和上横梁143的两端，构成一个类似圆柱形的框架结构。在旋转平台104的初始位置，即0°位置，也就是图2所示的状态下，承载平台142位于底部，上横梁143位于顶部。承载平台142承载并固定车辆202。在图示的实施例中，承载平台142上形成格栅，格栅供泄漏的燃料通过。燃料收集盘布置在底座上，位于承载平台的下方。车辆泄漏的燃料通过格栅漏到燃料收集盘上，由燃料收集盘收集。

本发明通过固定装置来将车辆牢固地固定在承载平台上。图3揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中旋转平台上的固定装置的结构图。参考图3所示，承载平台142上具有固定装置，固定装置固定车辆，固定装置包括：滑轨151、滑块152和车轮夹具153。滑轨151安装在承载平台142上。在图示的实施例中，滑轨151安装在承载平台142的侧面并且滑轨151沿X向延伸。滑块152安装在滑轨151上并能沿滑轨151移动，滑块是沿X向移动。车轮夹具153安装在滑块152上，车轮夹具153能沿Z向调节其高度位置。车轮夹具153是固定在车辆轮毂中心的位置。承载平台上在对应车辆四个车轮的位置各自具有一套固定装置，四套固定装置分别固定车辆的四个车轮，以将车辆稳定固定在承载平台上。由于不同车型的轴距和轮毂大小不同，因此要求固定装置具备X向和Z向的调节能力。在使用固定装置时，首先滑块152沿滑轨151在X向移动到车辆的车轮位置，以适应不同车型的不同轴距。然后车轮夹具153在Z向调节到对准轮毂中心的位置，以适应不同车型的不同轮毂尺寸。接着车轮夹具153固定到轮毂中心，使得车轮夹具夹紧车轮。在一个实施例中，为了使得车辆的固定更加稳固，在车轮夹具夹紧车轮后，还使用松紧带将车辆和承载平台约束在一起，使得转动过程中车辆不会出现松脱和位移。

本发明的燃油泄漏试验设备中，底座102支承旋转平台104但有又不影响旋转平台104的转动。该功能由支承机构实现，图4揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中支承机构和传动机构的结构图。参考图4所示，底座102上具有支承机构，支承机构支承旋转平台104但不影响旋转平台104的转动。支承机构包括：四个支承座和两个X向约束轮。在图4中，示出了其中的一个支承座和一个X向约束轮。从布置的角度来说，四个支承座分为两组，每一组两个支承座。每一组的两个支承座对应一个外齿圈，每一组的两个支承座与对应的外齿圈接触以支撑外齿圈。由于外齿圈是位于旋转平台的两端位置，因此支承座也是布置在底座的两端的位置。两个X向约束轮124分别安装在底座102的两端，两个X向约束轮124分别从两端顶住两个外齿圈141，以约束旋转平台在X向上的位置。X向约束轮124自身可以转动，因此X向约束轮124在顶住外齿圈141时并不会影响外齿圈141的转动。外齿圈141转动时，X向约束轮124也会相对转动，但X向约束轮124能够限制外齿圈141的X向位移，使得外齿圈始终在同一个YZ向平面内转动。

继续参考图4所示，支承座包括：支承支架121、支承轮122和约束装置123。支承支架121安装在底座102上。四个支承座各自具有一个支承支架，支承支架121是安装在底座102的四个角上。支承轮122安装在支承支架121的顶部，支承轮122与外齿圈141接触，支承轮122能相对于外齿圈141转动，支承轮122支撑外齿圈141但不影响外齿圈的转动。外齿圈141转动时，支承轮122也会相对转动。对于一个外齿圈来说，布置在两侧下方的两个支承座各自的支承轮能够撑起外齿圈，并且通过相对转动来适应外齿圈的转动。继续参考图4，在图4所示的实施例中，外齿圈141的外周轮廓上，在两侧形成侧挡板144，在中间形成驱动齿145。支承轮122相应地为双轮形式，两个橡胶滚轮并列设置，中间留有间隙。支承轮122嵌入在外齿圈141两侧的侧挡板144之间，两个橡胶滚轮的侧边紧贴侧挡板。两个橡胶滚轮之间的间隙供驱动齿145穿过，这样在转动时，驱动齿145与支承轮122不会互相干扰。支承轮采用橡胶滚轮，橡胶滚轮足够的机械强度和一定的弹性，能很好地支撑外齿圈。支承座的约束装置123向上延伸并贴近外齿圈141的侧面，约束装置123将外齿圈141约束在同一个YZ转动平面内，约束装置123的作用也是约束旋转平台的X向的位移。

图4中也能观察到承载平台142的格栅结构以及布置在承载平台下方，位于底座上的燃料收集盘110，燃料收集盘收集车辆泄漏的燃料并测量泄漏的燃料的量。图4中还能观察到传动机构中的减速箱161、主轴162、链条163和驱动轴164。关于传动机构的结构会在下面详细描述。

图5揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中传动机构的结构图。传动机构包括：减速箱161、主轴162、链条163和驱动轴164。

减速箱161安装在底座102上，驱动源连接到减速箱161。在一个实施例中，驱动源是电机，减速箱161是蜗轮蜗杆减速器。在一个实施例中，电机选用额定输出扭矩为37NM的伺服电机，转速精度为2RPM(转/分)。在额定转速2000RPM时，角度精度理论上可达0.36°。涡轮蜗杆减速器具备自锁功能，能够提升运行的安全性。当电机失效时，利用涡轮蜗杆减速器的自锁功能，可脱离电机后，用手轮进行人工驱动，继续运行。

减速箱161连接到主轴162，驱动源通过减速箱驱动主轴162转动，主轴162与驱动轴164通过链条163连接，主轴162通过链条163带动驱动轴164转动。在图示的实施例中，主轴162和驱动轴164通过各自的轴承座安装在底座102上。主轴162和驱动轴164上分别具有链轮，链条163的链齿与主轴162和驱动轴164上的链轮分别咬合，使得主轴162和驱动轴164通过链条163连接。在一个实施例中，通过调节链条的长度，借助于链条的弹性，使得链条上同时有7对链齿与各自的链轮接触，可以确保转动可靠平稳。

驱动轴164连接到外齿圈141，驱动轴164驱动外齿圈141转动。在图示的实施例中，外齿圈的外周轮廓上在中间形成驱动齿145。驱动轴164上具有驱动齿轮165，驱动齿轮165与外齿圈的驱动齿145咬合，驱动轴164转动带动外齿圈141转动。

该设备的两个外齿圈141是由同一个驱动源驱动。两个外齿圈分别具有与各自配套的主轴、链条和驱动轴。两个主轴162通过联轴器166连接，联轴器166使得两个主轴162同步转动，这样两个主轴162共用一个减速箱和驱动源。图6揭示了根据本发明的一实施例的燃料泄漏试验设备中传动机构的主轴连接的示意图。两个主轴162通过联轴器163互相连接，实现同步运行。通过联轴器连接的主轴对两侧的外齿圈形成同步驱动。在单侧链轮链条失效的情况下，另外一侧的链轮链条接触强度足够保证旋转平台不会失控。

本发明的燃料泄漏试验设备将车辆固定在旋转平台上，旋转平台由电机通过链轮传递进行驱动。通过电机的控制，可以将车辆稳定悬停于预定的角度。电机的角度控制精度较高，可以达到0.5°的精度。电机的传动比也较高，使得旋转平台的运行更加平稳可靠。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (13)

1.一种燃料泄漏试验设备，其特征在于，包括：

底座；

旋转平台，旋转平台安装在底座上，车辆固定在旋转平台上，旋转平台能携带车辆绕X向轴转动；

传动机构，传动机构连接驱动源和旋转平台，驱动源通过传动机构驱动旋转平台绕X向轴转动；

控制装置，控制装置连接到驱动源和传动机构，控制装置控制驱动源和传动机构带动旋转平台旋转至预定的角度并悬停，在预定的角度收集车辆泄漏的燃料。

2.如权利要求1所述的燃料泄漏试验设备，其特征在于，所述旋转平台包括：两个外齿圈、承载平台和上横梁；

两个外齿圈分别固定在承载平台和上横梁的两端，旋转平台位于初始位置，承载平台位于底部，上横梁位于顶部；

承载平台承载并固定车辆。

3.如权利要求2所述的燃料泄漏试验设备，其特征在于，承载平台上具有固定装置，固定装置固定车辆，所述固定装置包括：

滑轨，滑轨安装在承载平台上，滑轨沿X向延伸；

滑块，滑块安装在滑轨上并能沿滑轨移动；

车轮夹具，车轮夹具安装在滑块上，滑块沿滑轨在X向移动到车辆的车轮位置，车轮夹具能沿Z向调节，车轮夹具在Z向调节到车轮的位置，车轮夹具夹紧车轮。

4.如权利要求2所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，所述承载平台上形成格栅，格栅供泄漏的燃料通过。

5.如权利要求4所述的燃料泄漏试验设备，其特征在于，该燃料泄漏试验设备还包括燃料收集盘，燃料收集盘布置在底座上，燃料收集盘收集车辆泄漏的燃料并测量泄漏的燃料的量。

6.如权利要求2所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，所述底座上具有支承机构，支承机构支承旋转平台，所述支承机构包括：

四个支承座，四个支承座分为两组，每一组两个支承座，对应一个外齿圈，每一组的两个支承座与对应的外齿圈接触以支撑外齿圈；

两个X向约束轮，两个X向约束轮分别安装在底座的两端，两个X向约束轮分别从两端顶住两个外齿圈，以约束旋转平台在X向上的位置。

7.如权利要求2所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，所述支承座包括：

支承支架，支承支架安装在底座上；

支承轮，支承轮安装在支承支架的顶部，支承轮与外齿圈接触，支承轮能相对于外齿圈转动，支承轮支撑外齿圈但不影响外齿圈的转动；

约束装置，约束装置贴近外齿圈的侧面，约束装置将外齿圈约束在转动平面内。

8.如权利要求7所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，

所述外齿圈的外周轮廓上，在两侧形成侧挡板；

所述支承轮嵌入在两侧的侧挡板之间。

9.如权利要求2所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，所述传动机构包括：减速箱、主轴、链条和驱动轴；

驱动源连接到减速箱，减速箱连接到主轴，驱动源通过减速箱驱动主轴转动，主轴与驱动轴通过链条连接，主轴通过链条带动驱动轴转动，驱动轴连接到外齿圈，驱动轴驱动外齿圈转动。

10.如权利要求9所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，

所述外齿圈的外周轮廓上，在中间形成驱动齿；

所述驱动轴上具有驱动齿轮，驱动齿轮与外齿圈的驱动齿咬合，驱动轴转动带动外齿圈转动。

11.如权利要求9所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，主轴和驱动轴通过轴承座安装在底座上，主轴和驱动轴上分别具有链轮，链条的链齿与链轮咬合，使得主轴和驱动轴通过链条连接。

12.如权利要求9所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，两个外齿圈分别具有各自的主轴、链条和驱动轴，两个主轴通过联轴器连接，两个主轴同步转动，两个主轴共用一个减速箱。

13.如权利要求9所述的燃油泄漏试验设备，其特征在于，所述驱动源是电机，所述减速箱是蜗轮蜗杆减速器。