CN111896277B - 商用车转向系统试验台架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转向系统试验领域，本发明提供一种商用车转向系统试验台架，包括：第一轴，与转转向器连接并施加和检测转向系统的转动力矩；侧向检测轴组，其包括第二轴和第三轴，分别左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移；垂直检测轴组，其包括第四轴和第五轴，与左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向位移；行车方向检测轴组，其包括第六轴和第七轴，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移。能够解决现有技术需整车装配后试验整车的方式进行测试，试验成本太高，极不经济，而且效率低下的额问题。

Description

商用车转向系统试验台架

技术领域

本发明涉及商用车转向系统试验技术领域，具体涉及商用车转向系统试验台架。

背景技术

转向系统用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。所以在整车设计时，需要对转向系统进行严格的试验验证。

转向系统试验台架是给汽车转向做实验进行整体机构设计研究的台架。现有针对于乘用车的转向系统试验台架，现有转向试验台通过驱动转向柱，转向柱驱动齿轮齿条转向器，齿轮齿条转向器通过拉杆带动轮胎转向。对转向系统左右两侧进行垂向加载和可进行空载力矩试验和功能性试验。

现有转向系统试验台架试验技术方案主要用于乘用车转向系统、配装齿轮齿条转向器的转向系统测试，没有考虑商用车转向系统结构的复杂性,没有考虑商用车车架及前悬系统对转向系统的影响，由于乘用车与商用车的结构不同，无法适用于商用车转向系统测试。所以商用车无法使用乘用车的试验平台进行试验。现在的商用车采用的是整车装配后试验整车的方式进行测试，试验成本太高，极不经济，而且效率低下。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种商用车转向系统试验台架，能够解决现有技术需整车装配后试验整车的方式进行测试，试验成本太高，极不经济，而且效率低下的额问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：本发明提供一种商用车转向系统试验台架，包括：

第一轴，其用于与转向系统的转向器连接并施加和检测转向系统的转动力矩，所述第一轴与转向系统的前轴垂直；

侧向检测轴组，其包括第二轴和第三轴，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，所述第二轴和第三轴均与所述前轴同向；

垂直检测轴组，其包括第四轴和第五轴，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向位移，所述第四轴和第五轴均与所述第一轴平行；

行车方向检测轴组，其包括第六轴和第七轴，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移，所述第六轴和第七轴与所述第一轴和前轴均垂直。

在上述方案的基础上，所述第一轴包括：

扭矩传感器，其用于与所述转向器连接来并检测转向系统的转动力矩；

方向盘驱动器，其与所述扭矩传感器连接，用于施加转向系统的转动力矩。

在上述方案的基础上，所述第二轴包括：

第一位移传感器，其用于与所述左侧转向节连接并检测转向系统的侧向位移；

第一执行传感装置，其与所述第一位移传感器连接，用于施加和检测转向系统的侧向载荷。

在上述方案的基础上，所述第三轴包括：

第二位移传感器，其用于与所述右侧转向节连接并检测转向系统的侧向位移；

第二执行传感装置，其与所述第二位移传感器连接，用于施加和检测转向系统的侧向载荷。

在上述方案的基础上，所述第四轴包括：

第一加速度传感器，其用于与所述左侧转向节连接并检测转向系统的垂向加速度；

第三执行传感装置，其与所述第一加速度传感器连接，用于施加和检测转向系统的垂向载荷。

在上述方案的基础上，所述第五轴包括：

第二加速度传感器，其用于与所述右侧转向节连接并检测转向系统的垂向加速度；

第四执行传感装置，其与所述第二加速度传感器连接，用于施加和检测转向系统的垂向载荷。

在上述方案的基础上，所述第六轴包括：

第三位移传感器，其用于与所述左侧转向节连接并检测转向系统的行车方向位移；

第五执行传感装置，其与所述第三位移传感器连接，用于施加和检测转向系统的行车方向载荷。

在上述方案的基础上，所述第七轴包括：

第四位移传感器，其用于与所述右侧转向节连接并检测转向系统的行车方向位移；

第六执行传感装置，其与所述第三位移传感器连接，用于施加和检测转向系统的行车方向载荷。

在上述方案的基础上，还包括控制系统，其用于向所述第一轴、第二轴、第三轴、第四轴第五轴、第六轴和/或第七轴发出施加力矩指令，并接收检测数据。

在上述方案的基础上，所述控制系统与所述第一轴、第二轴、第三轴、第四轴第五轴、第六轴和第七轴通过有线或者无线的形式信号连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用第一轴施加和检测转向系统的转动力矩，第二轴，施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，第三轴也施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，第四轴和第五轴分别与左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向加速度，第六轴和第七轴，分别与左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移。通过第一轴模拟商用车方向盘实际转角，检测方向盘转动力矩；第二轴至第七轴充分模拟商用车转向系统的负载，建立商用车转向系统的负载边界条件。使商用车转向系统同时受到垂向工况、侧向工况和制动工况的作用，使该试验平台可适用于商用车。解决了现有的商用车转向系统测试采用的是整车装配后试验整车的方式，导致试验成本太高，极不经济，而且效率低下的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中商用车转向系统试验台架的机构示意图；

图2为本发明实施例中五轴商用车转向系统台架试验方案；

图3为本发明实施例中六轴商用车转向系统台架试验方案；

图4为本发明实施例中商用车转向系统试验台架的前视结构示意图；

图5为本发明实施例中商用车转向系统试验台架的后视结构示意图。

图中：100、第一轴；1、方向盘驱动器；2、扭矩传感器；3、转向器；4、直拉杆；5、上臂；6、左侧转向节臂；7、前轴；8、右侧转向节臂；9、横拉杆；200、第二轴；10、第一位移传感器；11、第一执行传感装置；300、第三轴；12、第二位移传感器；13、第二执行传感装置；400、第四轴；14、第一加速度传感器；15、第三执行传感装置；500、第五轴16、第二加速度传感器；17、第四执行传感装置；600、第六轴；18、第三位移传感器；19、第五执行传感装置；700、第七轴；20、第四位移传感器；21、第六执行传感装置；22、控制系统；23、控制信号线；24、反馈信号线；25、左钢板弹簧/左减振器；26、右钢板弹簧/右减振器；27、车架；28、左支座；29、商用车转向系统；30、试验样品安装平台；31、右支座。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

典型商用车转向系统如图1、图4和图5所示，包括转向器3、直拉杆4、上臂5、左侧转向节臂6、前轴7、右侧转向节臂8以及横拉杆9，在测试过程中，左侧转向节臂6和右侧转向节臂8分别通过左侧转向节和右侧转向节与前轴7连接，必须全面考虑上述部件的特性；此外，商用车转向系统的负载远远大于乘用车转向系统，这也是商用车转向系统试验技术方案所必须考虑的因素，转向器3为商用车循环球转向器。

商用车转向系统安装在车架上，前轴7通过钢板弹簧与车架联接，车架和左右两侧钢板弹簧也会对商用车转向系统的测试结果产生重大影响；为更加真实地模拟商用车转向系统的实际工况，需要将左钢板弹簧/左减振器25、右钢板弹簧/右减振器26以及车架27等与商用车转向系统组装在一起进行测试。

本发明提供一种商用车转向系统试验台架，包括：第一轴100，其用于与转向系统的转向器3连接并施加和检测转向系统的转动力矩，第一轴100与转向系统的前轴7垂直；还包括第二轴200，其用于与转向系统的左侧转向节连接并施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，第二轴200与前轴7同向；还包括第三轴300，其用于与转向系统的右侧转向节连接并施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，第三轴300与前轴7同向；还包括第四轴400，其用于与左侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向加速度，第四轴400与第一轴100同向；还包括第五轴500，其用于与右侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向加速度，第五轴500与第四轴400平行；还包括第六轴600，其用于与左侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移，第六轴600与第一轴100和前轴7均垂直；还包括第七轴700，其用于与右侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移，第七轴700与第六轴600平行。

在使用还该商用车转向系统试验台架时，采用第一轴100施加和检测转向系统的转动力矩，第二轴200，施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，第三轴300也施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，第四轴400和第五轴500分别与左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向加速度，第六轴600和第七轴700，分别与左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移。通过第一轴100模拟商用车方向盘实际转角，检测方向盘转动力矩；第二轴200至第七轴700充分模拟商用车转向系统的负载，建立商用车转向系统的负载边界条件。使商用车转向系统同时受到垂向工况、侧向工况和制动工况的作用，使该试验平台可适用于商用车。解决了现有的商用车转向系统测试采用的是整车装配后试验整车的方式，导致试验成本太高，极不经济，而且效率低下的问题。

商用车转向系统试验台架还包括安装支座，其包括：左支座28和右支座31，和设于左支座28和右支座31之间的试验样品安装平台30；用于安装商用车转向系统29。

在路面情况良好、制动工况影响可忽略的情况下，可断开前轴左侧制动工况执行器(第六轴600)和前轴右侧制动工况执行器(第七轴700)，组成5轴商用车转向系统测试系统。此时商用车转向系统受到垂向工况和侧向工况的作用。如图2所示。通过适当调整台架结构，可拓展台架功能，开展前悬系统(包括前钢板弹簧、减振器等)试验。

当断开直拉杆后，试验系统可转换为六轴商用车前悬系统试验装置，如图3所示，可以通过前轴左侧侧向执行器(第二轴200)、前轴右侧侧向执行器(第三轴300)、前轴左侧垂向执行器(第四轴400)、前轴右侧垂向执行器(第五轴500)、前轴左侧制动工况执行器(第六轴600)和前轴右侧制动工况执行器(第七轴700)对前悬系统施加垂向、侧向和制动工况载荷，模拟实车载荷。

在本实施例中，商用车转向系统实车负载的承载核心点是前轴7左右两侧的转向节，故将前轴7左右两侧的转向节作为试验加载的中心点，与实车工况保持一致。

在一些可选的实施例中，第一轴100包括：扭矩传感器2，其用于与转向器连接来并检测转向系统的转动力矩；方向盘驱动器1，其与扭矩传感器2连接，用于施加转向系统的转动力矩。

在本实施例中，通过方向盘驱动器1施加转向系统的转动力矩，模拟商用车方向盘实际转角，并由扭矩传感器2对其转动力矩进行实时监控，实现对商用车受到转向工况的模拟。

在一些可选的实施例中，第二轴200包括：第一位移传感器10，其用于与左侧转向节连接并检测转向系统的侧向位移；第一执行传感装置11，其与第一位移传感器10连接，用于施加和检测转向系统的侧向载荷。

在一些可选的实施例中，第三轴300包括：第二位移传感器12，其用于与右侧转向节连接并检测转向系统的侧向位移；第二执行传感装置13，其与第二位移传感器12连接，用于施加和检测转向系统的侧向载荷。

在本实施例中，通过第一执行传感装置11施加和检测转向系统的左侧向载荷，第二执行传感装置13施加和检测转向系统的右侧向载荷，利用第一位移传感器10和第二位移传感器12实时监控其位移，实现对商用车侧向工况的模拟。

在一些可选的实施例中，第四轴400包括：第一加速度传感器14，其用于与左侧转向节连接并检测转向系统的垂向加速度；第三执行传感装置15，其与第一加速度传感器14连接，用于施加和检测转向系统的垂向载荷。

在一些可选的实施例中，第五轴500包括：第二加速度传感器16，其用于与右侧转向节连接并检测转向系统的垂向加速度；第四执行传感装置17，其与第二加速度传感器16连接，用于施加和检测转向系统的垂向载荷。

在本实施例中，通过第三执行传感装置15施加和检测转向系统左侧的垂向载荷，第四执行传感装置17施加和检测转向系统右侧的垂向载荷，利用第一加速度传感器14和第二加速度传感器16实时监控转向系统的垂向加速度，实现对商用车垂向工况的模拟。

在一些可选的实施例中，第六轴600包括：第三位移传感器18，其用于与左侧转向节连接并检测转向系统的行车方向位移；第五执行传感装置19，其与第三位移传感器18连接，用于施加和检测转向系统的行车方向载荷。

在一些可选的实施例中，第七轴700包括：第四位移传感器20，其用于与右侧转向节连接并检测转向系统的行车方向位移；第六执行传感装置21，其与第四位移传感器20连接，用于施加和检测转向系统的行车方向载荷。

在本实施例中，通过第五执行传感装置19施加和检测转向系统左侧的行车方向载荷，第六执行传感装置21施加和检测转向系统右侧的行车方向载荷，利用第三位移传感器18和第四位移传感器20实时监控转向系统的行车方向的加速度，实现对商用车制动工况的模拟。

在一些可选的实施例中，还包括控制系统22，其用于向第一轴100、第二轴200、第三轴300、第四轴400第五轴500、第六轴600和/或第七轴700发出施加力矩指令，并接收检测数据。

在一些可选的实施例中，控制系统22与第一轴100、第二轴200、第三轴300、第四轴400第五轴500、第六轴600和第七轴700通过有线或者无线的形式信号连接。

在本实施例中，具体地，控制系统22与第一轴100、第二轴200、第三轴300、第四轴400第五轴500、第六轴600和第七轴700中的方向盘驱动器和执行传感装置采用控制信号线23信号连接，与扭矩传感器、加速度传感器以及位移传感器通过反馈信号线24信号连接，可使信号连接更加稳定，设定好工况后，向执行传感装置和方向盘驱动器发出施加力矩的指令，并接收传感器检测到的检测数据，实现对商用车转向系统各个工况的测试实验。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种商用车转向系统试验台架，其特征在于，其用于对前轴( 7) 通过钢板弹簧与车架联接的转向系统进行测试，包括：

第一轴(100)，其用于与转向系统的转向器(3)连接并施加和检测转向系统的转动力矩，所述第一轴(100)与转向系统的前轴(7)垂直；

侧向检测轴组，其包括第二轴(200)和第三轴(300)，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测侧向载荷以及检测转向系统的侧向位移，所述第二轴(200)和第三轴(300)均与所述前轴(7)同向；

垂直检测轴组，其包括第四轴(400)和第五轴(500)，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测垂向载荷以及检测转向系统的垂向位移，所述第四轴(400)和第五轴(500)均与所述第一轴(100)平行；

行车方向检测轴组，其包括第六轴(600)和第七轴(700)，分别用于与转向系统的左侧转向节和右侧转向节连接并施加和检测行车方向载荷以及检测转向系统的行车方向位移，所述第六轴(600)和第七轴(700)与所述第一轴(100)和前轴均垂直；

所述第六轴(600)包括第三位移传感器(18)，其用于与所述左侧转向节连接并检测转向系统的行车方向位移；所述第六轴(600)还包括第五执行传感装置(19)，其与所述第三位移传感器(18)连接，用于施加和检测转向系统的行车方向载荷；

所述第七轴(700)包括第四位移传感器(20)，其用于与所述右侧转向节连接并检测转向系统的行车方向位移；所述第七轴(700)还包括第六执行传感装置(21)，其与所述第四位移传感器(20)连接，用于施加和检测转向系统的行车方向载荷。

2.如权利要求1所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，所述第一轴(100)包括：

扭矩传感器(2)，其用于与所述转向器连接来并检测转向系统的转动力矩；

方向盘驱动器(1)，其与所述扭矩传感器(2)连接，用于施加转向系统的转动力矩。

3.如权利要求1所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，所述第二轴(200)包括：

第一位移传感器(10)，其用于与所述左侧转向节连接并检测转向系统的侧向位移；

第一执行传感装置(11)，其与所述第一位移传感器(10)连接，用于施加和检测转向系统的侧向载荷。

4.如权利要求1所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，所述第三轴(300)包括：

第二位移传感器(12)，其用于与所述右侧转向节连接并检测转向系统的侧向位移；

第二执行传感装置(13)，其与所述第二位移传感器(12)连接，用于施加和检测转向系统的侧向载荷。

5.如权利要求1所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，所述第四轴(400)包括：

第一加速度传感器(14)，其用于与所述左侧转向节连接并检测转向系统的垂向加速度；

第三执行传感装置(15)，其与所述第一加速度传感器(14)连接，用于施加和检测转向系统的垂向载荷。

6.如权利要求1所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，所述第五轴(500)包括：

第二加速度传感器(16)，其用于与所述右侧转向节连接并检测转向系统的垂向加速度；

第四执行传感装置(17)，其与所述第二加速度传感器(16)连接，用于施加和检测转向系统的垂向载荷。

7.如权利要求1所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，还包括控制系统(22)，其用于向所述第一轴(100)、第二轴(200)、第三轴(300)、第四轴(400)第五轴(500)、第六轴(600)和/或第七轴(700)发出施加力矩指令，并接收检测数据。

8.如权利要求7所述的商用车转向系统试验台架，其特征在于，所述控制系统(22)与所述第一轴(100)、第二轴(200)、第三轴(300)、第四轴(400)第五轴(500)、第六轴(600)和第七轴(700)通过有线或者无线的形式信号连接。

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