CN109991023A - 横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置。使用时，通过阀组控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持，使伸缩缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相相同的作用力，当需要进行不同侧倾刚度的横向稳定杆的匹配试验时，通过阀组调整伸缩缸的工作腔的工作压力即可使其能够产生不同大小的抗侧倾力，从而完成对不同刚性的横向稳定杆的匹配试验，使用该横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置避免了更换不同刚性的横向稳定杆，解决了因此造成的操作繁琐、匹配试验成本高的问题。

Description

横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置

技术领域

本发明涉及一种横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置。

背景技术

随着国内路况改善以及人们对车辆的需求不断提升，客车作为载客交通工具，对悬架性能及功能的要求进一步提高。客车的悬架的匹配设计对乘坐舒适性和安全性均有显著影响，悬架匹配调校是汽车开发和升级必不可少的一部分，与垂向刚度、垂向阻尼一样，侧倾刚度的匹配也十分重要。

目前在车辆领域常采用不同规格稳定杆依次装车试验的方式进行匹配，稳定杆生产制造成本高，且拆装费时费力并影响匹配周期，影响产品开发效率。也有企业采用侧倾试验台来进行车辆的侧倾试验，从而检测稳定杆的性能。如申请公布号为CN 106644529 A的中国专利公开的一种车辆侧倾试验台，包括试验台架体，试验台架体上设有侧倾力产生机构以及相应的检测装置，使用时将试验车架固定在试验台架体上，通过侧倾力产生机构对试验车架施加侧倾力，使试验车架产生侧倾，通过检测装置来检测试验车架的侧倾程度，从而得出的试验车架上的横向稳定杆是否满足要求。采用这种试验台进行横向稳定杆的侧倾刚度匹配试验时，通过更换不同直径的横向稳定杆来进行调校试验，试验过程中通过对不同直径的横向稳定杆的试验数据进行比较，最终选择出合适规格尺寸的横向稳定杆，这种方式在匹配试验时也需要多次更换横向稳定杆，造成匹配试验操作繁琐的问题；同时，匹配试验过程中需要提前加工出不同刚性的横向稳定杆来进行一一试验，生产成本很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，以解决现有技术中通过更换不同刚性的横向稳定杆来进行横向稳定杆侧倾刚度匹配试验造成的操作繁琐以及匹配试验成本高度的问题。

为实现上述目的，本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置采用如下技术方案：

方案1：横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，包括成对对应设置在车轮与车身之间的伸缩缸，所述伸缩缸连接有压力源且压力源与伸缩缸之间设有阀组，阀组用于控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持以使双作用气缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相相同的作用力。使用时，通过阀组控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持，使伸缩缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相相同的作用力，当需要进行不同侧倾刚度的横向稳定杆的匹配试验时，通过阀组调整伸缩缸的工作腔的工作压力即可使其能够产生不同大小的抗侧倾力，从而完成对不同刚性的横向稳定杆的匹配试验，使用该横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置避免了更换不同刚性的横向稳定杆，解决了因此造成的操作繁琐、匹配试验成本高的问题。

方案2，在方案1的基础上进一步改进得到：所述伸缩缸的两个工作腔对应连接有伸缩缸压力传感器。

方案3，在方案2的基础上进一步改进得到：所述伸缩缸压力传感器设置在对应的工作腔的进气口位置处。

方案4，在方案1的基础上进一步改进得到：：所述伸缩缸上设有用于检测其活塞杆的位移、从而计算出车身的侧倾角度的位移检测装置。

方案5，在方案4的基础上进一步改进得到：所述位移检测装置包括设置在伸缩缸的内腔端面的、用于检测活塞的端面与内腔之间距离的超声波传感器。

方案6，在方案5的基础上进一步改进得到：所述横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置还包括用于检测车身的侧倾角度的角度传感器。

方案7，在方案1~6中任意一项的基础上进一步改进得到：所述伸缩缸为双作用气缸，所述阀组包括两个分别与所述双作用气缸的上工作腔和下工作腔均对应连通的工作腔控制阀组。

方案8，在方案7的基础上进一步改进得到：所述工作腔控制阀组包括两位三通阀、两位两通阀和排气阀，所述两位两通阀的两个工作口分别与气源和两位三通阀的一个工作口对应连通，所述两位三通阀的另外两个工作口分别与排气阀和相应的工作腔对应连通。

方案9，在方案7的基础上进一步改进得到：所述气源包括储气瓶，所述储气瓶上设有用于检测其压力的储气瓶压力传感器。

方案10，在方案1~6中任意一项的基础上进一步改进得到：所述伸缩缸为双作用液压缸。

附图说明

图1为本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的实施例1工作示意图；

图2为图1中第一电磁阀组的原理示意图；

图3为横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的工作原理示意图；

附图中：1、储气瓶；2、第一电磁阀组；3、第一双作用气缸；4、管路；5、控制线路；6、控制器；7、第二电磁阀组；8、第二双作用气缸；11、弹簧；12、减震器；13、车轮系统；1a、储气瓶压力传感器；1b、瓶体；3a、第一气缸第一压力传感器；3b、第一气缸第二压力传感器；3c、第一缸体；3d、第一活塞杆；3e、第一超声波传感器；8a、第二气缸第一压力传感器；8b、第二气缸第二压力传感器；8c、第二缸体；8d、第二活塞杆；8e、第二超声波传感器；a~b、电源接口；c、第一气缸第一压力传感器接口；d、第一气缸第二压力传感器接口；e、第二气缸第一压力传感器接口；f、第二气缸第二压力传感器；g、储气瓶压力传感器接口；h、第一超声波传感器接口；i、第二超声波传感器接口；K、排气阀；A、第一工作口；B、第二工作口；M1、上腔控制阀；N1、下腔控制阀；M2、上腔进气阀；N2、下腔进气阀；P、进气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

在对本发明的具体实施例具体介绍之前，首先对与稳定杆侧倾刚度匹配试验有关的知识以及本发明的发明构思进行说明，以便于理解本发明的具体实施方式。对于同一刚度规格的稳定杆而言，其在不同侧倾角度下对应产生的抗侧倾力不同，侧倾角度与其产生的抗侧倾力具有一定的函数关系。稳定杆试验是在将不同刚度的稳定杆分别依次安装到车架上，对不同规格的稳定杆与车架的匹配性能进行试验，从而选取出与车架相对较为匹配的稳定杆。由此可知，稳定杆侧倾刚度匹配试验的最终目的是测试不同刚度的稳定杆与车架的匹配程度。现有技术中采用事先制造多个稳定杆一一试验的方式来进行稳定杆的侧倾刚度匹配试验，一方面要制造多个稳定杆一一拆卸安装，试验成本高，而且操作繁琐，另一方面，制造的稳定杆毕竟数量有限，因此匹配试验的精度无法得到保证。

本发明的发明构思为采用伸缩缸来代替稳定杆，在车辆侧倾时通过伸缩缸来在提供抗侧倾力，从而来代替稳定杆。

需要指出的是，本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置即可应用与侧倾试验台也可直接安装在车辆上进行横向稳定杆匹配试验，其结构、原理一致。

本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的具体实施例，如图1至图3所示，横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，包括两个用于对应设置在两个车轮与车身之间的伸缩缸及控制系统，控制系统与两个伸缩缸控制连接从而控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持，以使伸缩缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相同的作用力。此时两个伸缩缸相当于两个弹性件，从而相互配合实现横向稳定杆的作用。

控制系统控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持，使伸缩缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相相同的作用力，当需要进行不同侧倾刚度的横向稳定杆的匹配试验时，通过控制系统调整双作用气缸的工作腔的工作压力即可使其能够产生不同大小的抗侧倾力，从而完成对不同刚性的横向稳定杆的匹配试验，使用该横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置避免了更换不同刚性的横向稳定杆。

在本实施例中，伸缩缸为双作用气缸，控制系统包括控制器6、气源、以及设置在气源与双作用气缸之间的电磁控制阀组，控制器6与电磁控制阀组控制连接。双作用气缸分别为与两个车轮一一对应设置的第一双作用气缸3和第二双作用气缸8。两个双作用气缸的两个工作腔均对应连接有伸缩缸压力传感器，这些伸缩缸压力传感器设置在对应的工作腔的进气口位置处，具体为第一气缸第一压力传感器3a、第一气缸第二压力传感器3b以及第二气缸第一压力传感器8a、第二气缸第二压力传感器8b，通过这些压力传感器能够检测相应的工作腔的压力值。

在本实施例中，伸缩缸上设有用于检测活塞杆的位移、从而计算出车身的侧倾角度的位移检测装置，具体地，位移检测装置包括设置在伸缩缸的内腔端面的、用于检测活塞的端面与内腔之间距离的超声波传感器，具体为第一超声波传感器3e和第二超声波传感器8e。

气源包括储气瓶1，储气瓶1的瓶体1b上设有用于检测其压力的储气瓶压力传感器1a。电磁阀组具体包括两个两位三通阀和两个两位两通阀、以及与两个两位三通阀连接的排气阀。控制器6上设有用于与各个压力传感器以及超声波传感器控制连接的接口，控制器6上同时还设有用于与各个电磁阀组上的电磁阀控制连接的接口，这些接口分别为电源接口a、电源接口b、第一气缸第一压力传感器接口c、第一气缸第二压力传感器接口d、第二气缸第一压力传感器接口e、第二气缸第二压力传感器f、储气瓶压力传感器接口g、第一超声波传感器接口h、第二超声波传感器接口i。

使用本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置进行横向稳定杆刚度匹配试验过程中，控制器6采集第一双作用气缸3和第二双作用气缸8的活塞杆的位移量，控制器根据车辆参数以及两个气缸的变化量计算出车身的侧倾角大小。根据已设定的侧倾刚度换算出在该侧倾角下侧倾力的大小，从而控制两个气缸输与该侧倾力大小相同的作用力。

控制气路的具体工作原理参照图2，其中第一工作口和第二工作口分别对应气缸的上腔和下腔，连接分别连接在上腔控制阀和下腔控制阀上，同时，上腔控制阀和下腔控制阀分别通过上腔进气阀和下腔进气阀与进气口连通。

第一、二电磁阀组的A、B口分别连接左右气缸的上下腔，为了方便表述，这里定义第一电磁阀组连接的气缸为左侧气缸，第二电磁阀组连接的气缸为右侧气缸，控制器6根据检测信息以及设计的侧倾刚度值，计算出左右气缸的输出力，并根据当前气缸压力大小（为方便表示，这里标记为左缸上下压力PL0与PL1、右缸上下压力PR0、PR1），计算出左右气缸上下腔的设定气压并进行标记左缸上下压力PL0’与PL1’、右缸上下压力PR0’、PR1’。对比设定气压与当前气压的大小，控制器通过对第一、二电磁阀组的控制实现左右气缸的压力控制；以左缸为例：

PL0’大于PL0时，上腔需要提高压力，第一控制阀组的上腔控制阀M1位于进气位、上腔进气阀M2位于连通位， A口与进气口P连通，上腔压力提高。

PL0’小于PL0时，上腔需要降低压力，第一控制阀组上腔控制阀M1位于排气位、上腔进气阀M2位于断开位， A口与排气阀连通进行排气，上腔压力降低。

相似的，PL1’大于PL1时，第一控制阀组的下腔控制阀N1位于进气位、下腔进气阀N2位于连通位， B口与进气口P连通，下腔压力提高；

PL1’小于PL1时，第一控制阀组下腔控制阀N1位于排气位、下腔进气阀N2位于断开位，B口与排气阀连通进行排气，下腔压力降低；

当压力达到设定值时，第一控制阀组的上腔控制阀M1、下腔控制阀N1调整至进气位，上腔进气阀M2、下腔进气阀N2调整至断开位。

右侧气缸压力控制方式与左侧类似，不在赘述。

气缸的上下腔压力的独立控制可实现气缸上下腔压力差的快速形成，此外，当车辆侧倾时，气缸在悬架运动的带动下进行了拉伸或压缩运动，气缸内气体由于体积的变化，自身也产生了压力差，此压力差抵抗悬架运动，与控制压力差一致，有益于压力调整的快速实现。不同刚度的稳定杆的侧倾角度与抗侧倾力的函数关系不同，而且这些函数关系都是定值，当需要对不同刚度的稳定杆进行匹配试验时，只需要调整控制器的控制系统的函数关系即可。

通过控制系统控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持，使伸缩缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相相同的作用力，当需要进行不同侧倾刚度的横向稳定杆的匹配试验时，通过控制系统调整伸缩缸的工作腔的工作压力即可使其能够产生不同大小的抗侧倾力，从而完成对不同刚性的横向稳定杆的匹配试验，使用该横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置避免了更换不同刚性的横向稳定杆，解决了因此造成的操作繁琐、匹配试验成本高的问题。

本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的实施例2，在本实施例中，横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置通过角度传感器来检测车身的侧倾角度，其他与实施例1相同，不再赘述。

本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的实施例3，在本实施例中，将位移检测装置设置在气缸的外侧来检测活塞杆的位移，其他与实施例1相同，不再赘述。

本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的实施例4，在本实施例中，通过激光传感器或者其他类型的位移传感器来检测活塞杆的移动距离，其他与实施例1相同，不再赘述。

本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的实施例5，在本实施例中，伸缩缸设置为双作用液压缸，相应的控制系统也设置为液压控制系统，其他与实施例1相同，不再赘述。

本发明的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置的实施例6，在本实施例中，采用两个伸缩气缸来代替一个双作用气缸，其他与实施例1相同，不再赘述。

Claims (10)

1.横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：包括成对对应设置在车轮与车身之间的伸缩缸，所述伸缩缸连接有压力源且压力源与伸缩缸之间设有阀组，阀组用于控制两个伸缩缸的工作腔的压力并保持以使伸缩缸能够输出与设定规格的横向稳定杆产生的抗侧倾力相相同的作用力。

2.根据权利要求1所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述伸缩缸的两个工作腔对应连接有伸缩缸压力传感器。

3.根据权利要求2所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述伸缩缸压力传感器设置在对应的工作腔的进气口位置处。

4.根据权利要求1所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述伸缩缸上设有用于检测其活塞杆的位移、从而计算出车身的侧倾角度的位移检测装置。

5.根据权利要求4所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述位移检测装置包括设置在伸缩缸的内腔端面的、用于检测活塞的端面与内腔之间距离的超声波传感器。

6.根据权利要求1所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置还包括用于检测车身的侧倾角度的角度传感器。

7.根据权利要求1~6中任意一项所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述伸缩缸为双作用气缸，所述阀组包括两个分别与所述双作用气缸的上工作腔和下工作腔均对应连通的工作腔控制阀组。

8.根据权利要求7所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述工作腔控制阀组包括两位三通阀、两位两通阀和排气阀，所述两位两通阀的两个工作口分别与气源和两位三通阀的一个工作口对应连通，所述两位三通阀的另外两个工作口分别与排气阀和相应的工作腔对应连通。

9.根据权利要求7所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述气源包括储气瓶，所述储气瓶上设有用于检测其压力的储气瓶压力传感器。

10.根据权利要求1~6中任意一项所述的横向稳定杆侧倾刚度匹配试验装置，其特征在于：所述伸缩缸为双作用液压缸。