CN110146248B - 用于缩比模型的悬挂机构以及车辆缩比风洞试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于缩比模型的悬挂机构以及车辆缩比风洞试验设备。用于缩比模型的悬挂机构包括：模型支架，用于安装车辆缩比模型；上套筒和下套筒，它们套入彼此中且能够相对彼此滑动；在所述上套筒的上端与所述上套筒固定连接的安装部；设置在所述模型支架与所述安装部之间的万向节；与所述下套筒固定连接的定子支架；与车轮固定连接的转子和与所述定子支架固定连接的定子；设置在所述转子与所述定子之间的轴承，使得所述转子能够相对所述定子转动。根据本发明的悬挂机构允许模型车轮在缩比风洞滚动地面上以高速稳定运行，同时允许车身姿态在一定范围内可调。

Description

用于缩比模型的悬挂机构以及车辆缩比风洞试验设备

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种用于缩比模型的悬挂机构以及带有这样的悬挂机构的车辆缩比风洞试验设备。

背景技术

缩比风洞（Reduced Scale Wind Tunnel），为用于测试比例模型的缩小版风洞，对风阻系数的前期开发尤为重要，在业内正不断被推广。为使缩比风洞试验测试结果准确，必须尽可能真实地模拟汽车在道路上行驶的工况，因此国内外一些最先进的缩比模型风洞，正在逐渐开始配备滚动地面（Rolling Road）系统。

一般情况下，为保持与全尺寸模型风洞测试时雷诺数量级大概一致，同时考虑风扇功率可行性，缩比模型风洞的试验风速通常设置为250kph，即风洞地面的速度也为250kph，这便要求试验用的缩比模型必须能够满足在该转速下稳定运行的要求。

由于模型尺寸缩小，相应的轮胎尺寸也相应缩小，意味着轮胎的转速会变得非常之高。以195/65 R15的轮胎缩小为1/3为例，车速250kph时对应的轮胎转速约为5500rpm，振动频率非常高，任何微小的跳动都会被放大，从而影响试验数据准确性，并伤及缩比模型骨架和试验室滚动地面，这就对模型的悬挂系统提出了很高的稳定性要求。

发明内容

本发明提出一种用于缩比模型的悬挂机构，其允许模型车轮在缩比风洞滚动地面上以高速稳定运行，同时允许车身姿态在一定范围内可调。

根据本发明一个方面提出的用于缩比模型的悬挂机构，其包括：模型支架，用于安装车辆缩比模型；上套筒和下套筒，它们套入彼此中且能够相对彼此滑动；在所述上套筒的上端与所述上套筒固定连接的安装部；设置在所述模型支架与所述安装部之间的万向节；与所述下套筒固定连接的定子支架；与车轮固定连接的转子和与所述定子支架固定连接的定子；设置在所述转子与所述定子之间的轴承，使得所述转子能够相对所述定子转动。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，其还包括设置在所述上套筒的外周的弹簧形件。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述上套筒为外套筒且所述下套筒为内套筒，所述下套筒套入所述上套筒中。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述下套筒的上端设有凸肩，所述上套筒的下端设有直径减小部，所述下套筒相对所述上套筒滑动的下极限位置由所述凸肩与所述直径减小部接触时限定。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述下套筒的下端设有加长部，所述加长部通过螺纹与所述下套筒固定连接。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述安装部主体为柱状，所述安装部还包括设置在柱状主体外周的圆环形板。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述安装部与所述上套筒通过设置在所述安装部下端和设置在所述上套筒上端的螺纹副固定连接。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述下套筒的加长部的外周设有定位凸块，所述定子支架设有定位槽，所述定位凸块与所述定位槽相配合从而限定所述定子支架与所述下套筒的相对位置。

根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构，所述定子支架上设有凸起，所述定子的外周设有凹槽，所述凸起与所述凹槽相配合从而限定所述定子与所述定子支架的相对位置。

此外，本发明提出一种带有这样的用于缩比模型的悬挂机构的车辆缩比风洞试验设备。由于该车辆缩比风洞试验设备带有根据本发明的用于缩比模型的悬挂机构，因此能够具有如上面所述的优点。

本发明的有益效果包括：通过设置能够相对彼此滑动的上套筒和下套筒允许车轮在高速旋转时有一定的跳动量，同时允许对缩比模型的车身姿态进行一定的调整；通过设置在模型支架与安装部之间的万向节避免车轮在受力不均匀时导致的偏转，以及保护缩比风洞滚动地面不受破坏。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的用于缩比模型的悬挂机构的结构示意图；

图2显示了图1中的悬挂机构，其中，省去了定子、转子和轴承；

图3显示了图1中的悬挂机构，其中，装上了车轮；

图4示意性显示了安装部、上套筒、下套筒和万向节形成的装配体。

附图标记清单

1模型支架

2上套筒

21直径减小部

3下套筒

31凸肩

32加长部

33定位凸块

4安装部

41圆环形板

5万向节

6定子支架

61定位槽

62凸起

7转子

8弹簧形件

9车轮。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

根据本发明的一实施方式结合图1、图2和图3示出，其中可看出：用于缩比模型的悬挂机构包括：模型支架1，用于安装车辆缩比模型（未示出）；上套筒2和下套筒3，它们套入彼此中且能够相对彼此滑动；在所述上套筒2的上端与所述上套筒2固定连接的安装部4（形状类似于减震塔）；设置在所述模型支架1与所述安装部4之间的万向节5；与所述下套筒3固定连接的定子支架6（形状类似于羊角）；与车轮9固定连接的转子7和与所述定子支架6固定连接的定子（未示出）；设置在所述转子7与所述定子之间的轴承（未示出），使得所述转子7能够相对所述定子转动。通过设置的能够相对彼此滑动的上套筒2和下套筒3允许车轮在高速旋转时有一定的跳动量，同时允许对缩比模型的车身姿态进行一定的调整；通过设置在模型支架1与安装部4之间的万向节5避免车轮在受力不均匀时导致的偏转，以及保护缩比风洞滚动地面不受破坏。

采用ABS材料加工弹簧形件8，其起到外观上模拟弹簧的作用。上套筒2和下套筒3的装配精度误差不大于0.01mm，容许车轮高速旋转时一定的跳动量，同时具有较高的稳定性。为了保证较长的工作寿命，同时考虑较高的减重收益，上套筒2和下套筒3采用了不同材料。外层套筒空心、铜质，内层套筒实心、铝质，套筒表面精加工处理，内外层套筒的接触面注入润滑油，减小交界面上的摩擦。

如图4所示，在上下套筒之间设计了限位机构，限位机构包括设置在下套筒3的上端的凸肩31和设置在上套筒2的下端的直径减小部21，该限位机构允许的轮眉高度（即车身姿态）调节范围为±10mm。凸肩31可以设为单独的零件，在安装时与下套筒3通过螺纹连接。下套筒3可以由两部分组成，上部分插入上套筒2并通过限位机构防止滑出，下部分为加长部32，选择不同长度的加长部32从而调节下套筒3的总长度。所述安装部4形状类似减震器，主体为柱状，安装部4还包括设置在柱状主体外周的圆环形板41。安装部4上端开螺纹孔，通过球形万向节5与模型支架1连接。安装部4与所述上套筒2通过设置在所述安装部4下端和设置在所述上套筒2上端的螺纹副固定连接。球形万向节5允许与其相连的零件绕轴心旋转，该设计可以赋予整个悬挂机构较高的自由度，避免在出现较大的车轮跳动量时，伤及模型主骨架或者风洞试验室的滚动地面。

如图2所示，所述下套筒3的加长部32的外周设有定位凸块33，所述定子支架6设有定位槽61，所述定位凸块33与所述定位槽61相配合从而限定所述定子支架6与所述下套筒3的相对位置。所述定子支架6上设有凸起62，所述定子的外周设有凹槽，所述凸起62与所述凹槽相配合从而限定所述定子与所述定子支架6的相对位置。

悬挂机构与车轮连接的转子7和轴承部位，进行精加工处理以及高速动平衡调试（5500rpm转速下满足G2.5要求），尽量减少高转速下的不平衡量，进而减少车轮机构的高速振动，保证整个机构的稳定运行。为了与缩比模型的碳纤维车轮匹配，轴承采用CNC精加工，采用高精度钢以提高耐磨性，内部轴承采用滚针轴承（例如SKF公司，NK115/16型号），极限工作转速大于10000rpm，最大限度保证高速运转稳定性及可靠性。为了尽量减小不平衡量的引入，转子与车轮连接的6个螺栓均经过称重严格选取，平均重量约12g，最大质量差不大于0.05g，均布于转子的周向。

本发明为配备高速滚动地面的缩比风洞提供一种可用的稳定的车轮机构悬挂。基于台架试验和风洞天平试验的结果，该套悬挂机构在5500rpm的车轮转速下（对应风洞试验风速250kph），可以稳定运行，并且运行噪声较小，稳定性很高。

本发明还包括一种车辆缩比风洞试验设备，带有前述的任意一项或多项实施方式的用于缩比模型的悬挂机构，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，其包括：

模型支架，用于安装车辆缩比模型；

上套筒和下套筒，它们套入彼此中且能够相对彼此滑动；

在所述上套筒的上端与所述上套筒固定连接的安装部；

设置在所述模型支架与所述安装部之间的万向节；

与所述下套筒固定连接的定子支架；

与车轮固定连接的转子和与所述定子支架固定连接的定子；

设置在所述转子与所述定子之间的轴承，使得所述转子能够相对所述定子转动。

2.根据权利要求1所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，其还包括设置在所述上套筒的外周的弹簧形件。

3.根据权利要求1所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述上套筒为外套筒且所述下套筒为内套筒，所述下套筒套入所述上套筒中。

4.根据权利要求3所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述下套筒的上端设有凸肩，所述上套筒的下端设有直径减小部，所述下套筒相对所述上套筒滑动的下极限位置由所述凸肩与所述直径减小部接触时限定。

5.根据权利要求1所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述下套筒的下端设有加长部，所述加长部通过螺纹与所述下套筒固定连接。

6.根据权利要求1所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述安装部主体为柱状，所述安装部还包括设置在柱状主体外周的圆环形板。

7.根据权利要求6所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述安装部与所述上套筒通过设置在所述安装部下端和设置在所述上套筒上端的螺纹副固定连接。

8.根据权利要求1所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述下套筒的加长部的外周设有定位凸块，所述定子支架设有定位槽，所述定位凸块与所述定位槽相配合从而限定所述定子支架与所述下套筒的相对位置。

9.根据权利要求1所述的用于缩比模型的悬挂机构，其特征在于，所述定子支架上设有凸起，所述定子的外周设有凹槽，所述凸起与所述凹槽相配合从而限定所述定子与所述定子支架的相对位置。

10.一种车辆缩比风洞试验设备，其特征在于，其包含有根据权利要求1至9中任一项所述的用于缩比模型的悬挂机构。

Images