CN112304634B - 一种车架轴间扭转刚度的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车架轴间扭转刚度的测试方法，其属于汽车技术领域，包括以下步骤：将待测试的整车移至测试场地；在整车的第一前轮的前方放置障碍物，障碍物上设有第一压力传感器；测量整车的前轮轮距、后轮轮距、前板簧簧距、后板簧簧距、障碍物的高度；空载状态下，测量第一前轮轮荷和第二前轮轮荷；获得前板簧的刚度、后板簧的刚度；设置第二压力传感器；整车空载前进，直至第一前轮移动至障碍物的上表面，获得因障碍物导致整车的车架扭转产生的扭转轮荷；计算车架轴间扭转刚度。本发明能够以较低的成本准确测得车架轴间扭转刚度。

Description

一种车架轴间扭转刚度的测试方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车架轴间扭转刚度的测试方法。

背景技术

商用车车架是整车的主要承载部件，车架轴间扭转刚度影响着整车在不同路面条件下的车架扭转角，进而影响整车性能。因此，在汽车设计阶段，需要测试车架轴间扭转刚度是否合格。

在现有技术中，一般采用实验台架测量车架轴间扭转刚度。

但是，在测试过程中，一般车架放置在实验台架上进行测量，而车架只是整车的一个总成件，单独对车架进行测量所得到的数据不能准确地反映整车的的车架轴间扭转刚度；且搭建实验台架所需的成本较高。

因此，亟需一种车架轴间扭转刚度的测试方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车架轴间扭转刚度的测试方法，能够以较低的成本准确测得车架轴间扭转刚度。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种车架轴间扭转刚度的测试方法，包括以下步骤：

S1、选定测试场地，将待测试的整车移至所述测试场地；

S2、在所述整车的第一前轮的前方放置障碍物，所述整车的所述第一前轮能够移动至所述障碍物上，所述障碍物上设有第一压力传感器；

S3、测量所述整车的前轮轮距L1、后轮轮距L2、前板簧簧距l1、后板簧簧距l2，并测量所述障碍物的高度H；

S4、空载状态下，测量所述整车的第一前轮轮荷和第二前轮轮荷，此时所述第一前轮轮荷和所述第二前轮轮荷的差值为所述第一前轮和所述第二前轮的自由轮荷差f1；

S5、获得前板簧的刚度K1、后板簧的刚度K2；

S6、设置第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述障碍物之间的距离为所述前轮轮距L1，当所述第一前轮移动至所述障碍物上时，所述整车的所述第二前轮能够压住所述第二压力传感器；

S7、所述整车空载前进，直至所述第一前轮移动至所述障碍物的上表面，此时，所述第一压力传感器的读数和所述第二压力传感器的读数的差值为所述第一前轮和所述第二前轮的扭转轮荷差f2,因所述障碍物导致所述整车的车架扭转产生的扭转轮荷F＝f2-f1；

S8、根据公式计算所述车架轴间扭转刚度K：

可选地，在所述步骤S5中，对所述整车加载后，所述前板簧和所述后板簧发生变形后，分别测得所述前板簧的刚度K1和所述后板簧的刚度K2。

可选地，在所述步骤S4中，在所述测试场地上布置第三压力传感器和第四压力传感器，空载时，当所述整车的第一前轮和第二前轮分别压在所述第三压力传感器和所述第四压力传感器上时，所述第三压力传感器的读数为所述第一前轮轮荷，所述第四压力传感器的读数为所述第二前轮轮荷。

可选地，在所述步骤S3中，使用游标卡尺测量所述障碍物的高度H。

可选地，所述障碍物上设置有导向斜坡，所述第一前轮能够沿所述导向斜坡滚动至所述障碍物的上表面。

可选地，所述测试场地的表面需平整。

可选地，所述障碍物为金属块。

可选地，所述障碍物为铁块。

可选地，在所述步骤S3中，使用米尺测量所述前轮轮距L1、所述后轮轮距L2、所述前板簧簧距l1和所述后板簧簧距l2。

可选地，在所述步骤S7中，所述整车空载匀速前进。

本发明提出的车架轴间扭转刚度的测试方法，无需搭建实验台架，能够降低测试成本。以整车为对象进行测试，测试结果能够准确地反映整车的的车架轴间扭转刚度。由于整车未扭转时第一前轮轮荷和第二前轮轮荷并非等值而是存在差值，因此在测试因障碍物导致整车的车架扭转产生的扭转轮荷时，先测量整车空载状态下的第一前轮轮荷和第二前轮轮荷，计算得到第一前轮轮荷和第二前轮轮荷的自由轮荷差，之后测得车架扭转时第一前轮和第二前轮的扭转轮荷差，用扭转轮荷差减去自由轮荷差得到因障碍物导致整车的车架扭转产生的扭转轮荷，能够消除整车未扭转时第一前轮轮荷和第二前轮轮荷之间存在差值而导致的误差，进一步提高测量结果的准确性。

同时，由于车架的扭转受前板簧和后板簧的刚度影响，本发明提出的车架轴间扭转刚度的测试方法，考虑到了前板簧和后板簧的刚度影响，测试结果能够更加真实准确地反映整车的车架轴间扭转刚度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的车架轴间扭转刚度的测试方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的障碍物位于整车前方时的示意图；

图3是本发明实施例提供的测量前轮轮距L1和前板簧簧距l1的位置关系示意图；

图4是本发明实施例提供的车架未扭转与车架发生扭转时的对比图；

其中实线部分表示车架未扭转；虚线部分表示车架发生扭转。

图中：

1、整车；11、第一前轮；

2、障碍物；21、导向斜坡。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，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；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-图4，本实施例提供一种车架轴间扭转刚度的测试方法，其能够在无需搭建实验台架的情况下，准确测得整车1的车架轴间扭转刚度。

具体地，本实施例中，车架轴间扭转刚度的测试方法包括以下步骤：

S1、选定测试场地，将待测试的整车1移至测试场地；

具体地，在步骤S1中，测试场地的表面需平整，以避免测试过程中因路面不平导致整车振动而影响测试结果的准确性。

S2、在整车1的第一前轮11的前方放置障碍物2，整车1的第一前轮11能够移动至障碍物2上,障碍物2上设有第一压力传感器；

优选地，障碍物2上设置有导向斜坡21，第一前轮11能够沿导向斜坡21滚动至障碍物2的上表面。当第一前轮11沿导向斜坡21滚动至障碍物2的上表面时，障碍物2使得第一前轮11升高，从而使得整车1的车架发生扭转。

优选地，障碍物2为金属块。进一步地，障碍物2为铁块，其承载能力较高，抗变形能力较好，能够保证测试的顺利进行。

S3、测量整车1的前轮轮距L1、后轮轮距L2、前板簧簧距l1、后板簧簧距l2，并测量障碍物2的高度H；

具体地，簧距为车桥处两侧钢板弹簧之间的距离，簧距一般小于轮距。

具体地，在步骤S3中，使用米尺测量前轮轮距L1、后轮轮距L2、前板簧簧距l1和后板簧簧距l2，使用游标卡尺测量障碍物2的高度H。具体地，前轮轮距L1为第一前轮11的圆心和第二前轮的圆心之间的距离。

S4、空载状态下，测量整车1的第一前轮轮荷和第二前轮轮荷，此时第一前轮轮荷和第二前轮轮荷的差值为第一前轮和第二前轮的自由轮荷差f1；

具体地，在步骤S4中，在测试场地上布置第三压力传感器和第四压力传感器，空载时，当整车1的第一前轮和第二前轮分别压在第三压力传感器和第四压力传感器上时，第三压力传感器的读数为第一前轮轮荷，第四压力传感器的读数为第二前轮轮荷；即整车1的第一前轮压在第三压力传感器上、整车1的第二前轮压在第四压力传感器上时，第三压力传感器的读数为第一前轮轮荷，第四压力传感器的读数为第二前轮轮荷。

S5、获得前板簧的刚度K1、后板簧的刚度K2；

具体地，在步骤S5中，对整车1加载后，前板簧和后板簧发生变形后，分别测得前板簧的刚度K1和后板簧的刚度K2。具体地，测试前板簧的刚度K1和后板簧的刚度K2的方法为现有技术，在此不进行过多介绍。

S6、设置第二压力传感器，第二压力传感器与障碍物2之间的距离为前轮轮距L1，当第一前轮移动至障碍物2上时，整车1的第二前轮能够压住第二压力传感器；

S7、整车1空载前进，直至第一前轮11移动至障碍物2的上表面，此时，第一压力传感器的读数和第二压力传感器的读数的差值为第一前轮和第二前轮的扭转轮荷差f2,因障碍物2导致整车1的车架扭转产生的扭转轮荷F＝f2-f1；

具体地，在步骤S7中，整车1空载匀速前进。

S8、根据公式计算车架轴间扭转刚度K：

本实施例中，计算车架轴间扭转刚度K的计算公式的推导过程为：

参见图4，以第一前轮11为左前轮为例说明推导过程当第一前轮11沿导向斜坡21滚动至障碍物2的上表面时，整车1的车架发生扭转，此时，整车的前桥部位车架扭转角为α1，整车的后桥部位车架扭转角为α2，h为前桥左侧经过障碍物2时引起的前板簧的刚性位移，车架的前桥和后桥的相对扭转角度为φ，则：

φ＝α1α2 (1)

前板簧的左侧刚性位移为h1，

前板簧的右侧刚性位移为h2，

前板簧的左右侧相对刚性位移为h，则：

前板簧变形为a，前桥位置车架左侧位移为y1，右侧位移为y2，y1＝h1-a，y2＝h2+a，前板簧的刚度为K1，则前板簧因车架扭转产生的变形力为f，

f＝K1*a (3)

整车的前桥部位车架扭转角α1为：

根据扭转力矩平衡原理，后板簧的刚度为K2，后桥的后板簧变形为b，则

则后桥位置的车架扭转角为：

根据车架轴间扭转刚度计算方法计算轴间相对扭转角φ，车架轴间扭转刚度为K，则有：

则(4)-(5)＝(6)＝(1)，得到方程

假设障碍物2导致整车1的车架扭转产生的扭转轮荷F，根据力矩平衡可以计算：

将公式(2)和(8)代入(7)中，得到：

进一步地，根据测试得到的车架轴间扭转刚度K，还能够计算车架轴间的相对扭转角φ，

根据测试得到的车架轴间扭转刚度K，在不同路面上，要求车架轴间扭转角不超过φ，可以计算出适合路面高度差H。根据力矩平衡得到：

将公式(2)、(11)代入(7)中得到：

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选定测试场地，将待测试的整车(1)移至所述测试场地；

S2、在所述整车(1)的第一前轮(11)的前方放置障碍物(2)，所述整车(1)的所述第一前轮(11)能够移动至所述障碍物(2)上，所述障碍物(2)上设有第一压力传感器；

S3、测量所述整车(1)的前轮轮距L1、后轮轮距L2、前板簧簧距l1、后板簧簧距l2，并测量所述障碍物(2)的高度H；

S4、空载状态下，测量所述整车(1)的第一前轮轮荷和第二前轮轮荷，此时所述第一前轮轮荷和所述第二前轮轮荷的差值为所述第一前轮和所述第二前轮的自由轮荷差f1；

S5、获得前板簧的刚度K1、后板簧的刚度K2；

S6、设置第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述障碍物(2)之间的距离为所述前轮轮距L1，当所述第一前轮移动至所述障碍物(2)上时，所述整车(1)的所述第二前轮能够压住所述第二压力传感器；

S7、所述整车(1)空载前进，直至所述第一前轮(11)移动至所述障碍物(2)的上表面，此时，所述第一压力传感器的读数和所述第二压力传感器的读数的差值为所述第一前轮和所述第二前轮的扭转轮荷差f2,因所述障碍物(2)导致所述整车(1)的车架扭转产生的扭转轮荷F＝f2-f1；

S8、根据公式计算所述车架轴间扭转刚度K：

2.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，在所述步骤S5中，对所述整车(1)加载后，所述前板簧和所述后板簧发生变形后，分别测得所述前板簧的刚度K1和所述后板簧的刚度K2。

3.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在所述测试场地上布置第三压力传感器和第四压力传感器，空载时，当所述整车(1)的第一前轮和第二前轮分别压在所述第三压力传感器和所述第四压力传感器上时，所述第三压力传感器的读数为所述第一前轮轮荷，所述第四压力传感器的读数为所述第二前轮轮荷。

4.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，在所述步骤S3中，使用游标卡尺测量所述障碍物(2)的高度H。

5.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，所述障碍物(2)上设置有导向斜坡(21)，所述第一前轮(11)能够沿所述导向斜坡(21)滚动至所述障碍物(2)的上表面。

6.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，所述测试场地的表面需平整。

7.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，所述障碍物(2)为金属块。

8.根据权利要求7所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，所述障碍物(2)为铁块。

9.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，在所述步骤S3中，使用米尺测量所述前轮轮距L1、所述后轮轮距L2、所述前板簧簧距l1和所述后板簧簧距l2。

10.根据权利要求1所述的车架轴间扭转刚度的测试方法，其特征在于，在所述步骤S7中，所述整车(1)空载匀速前进。

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