CN113740076A - 基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车试验方法技术领域，具体涉及基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，包括如下步骤：步骤一：将带固定杆的支架安放在客车地板上，根据车型调节确定固定杆的高度以及根据车型确定站立位乘客数量；步骤二：根据固定杆的高度和站立位乘客数量计算等效载荷，并将相应重量的等效载荷体直接或者间接悬挂于固定杆上；步骤三：客车放置在侧翻试验台上，并翻转到试验设定翻转角度后，记录试验结果。采用本技术方案时，有利于提高加载位置准确性以及提高加载的效率。

Description

基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法

技术领域

本发明涉及汽车试验方法技术领域，具体涉及基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法。

背景技术

机动车整车的稳定性问题直接危及驾乘人员的生命安全，国家标准GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》和GB 13094-2017《客车结构安全要求》中关于整车侧倾稳定角的相关项目早已纳入国家规定的强制性检验项目之一。

汽车检测机构在检测工作中需要对部分客车进行满载试验，如何对客车站立位载荷实现精确快速加载一直是行业棘手的难题。传统的加载方法大致有两种：一种是按照站位乘客数量加工模拟假人并在车上固定；另一种方法是在车厢内设置台架用于堆放载荷。

第一种方法加载位置和重量均较准确，但几十个的站立位需要加工几十个的等效假人并需要良好固定，载荷量大，搬运固定工作效率低下；第二种方法加载重量较准确，但加载位置无法保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有利于提高加载位置准确性以及提高工作效率的加载方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，包括如下步骤：

步骤一：将带固定杆的支架安放在客车地板上，根据车型调节确定固定杆的高度以及根据车型确定站立位乘客数量；

步骤二：根据固定杆的高度和站立位乘客数量计算等效载荷，并将相应重量的等效载荷体直接或者间接悬挂于固定杆上；

步骤三：客车放置在侧翻试验台上，并翻转到试验设定翻转角度后，记录试验结果。

本方案的技术效果是：通过将等效载荷体悬挂于固定杆上，侧翻试验台带动客车、支架和固定杆翻转至试验规定角度的过程中，等效载荷体绕固定杆转动并一直处于垂直状态，即在整车的多维度刚性系统中，悬挂点相当于等效载荷在系统中的质心位置，与现有的站立位载荷直接固定堆放在支架平台上而言，首先支架无需限定与客车地板固定连接，其次无论如何加载、以及无论是否加载标准载荷，都不会改变等效载荷在整车的质心位置，能够实现客车站立位的精准加载；而且，通过改变固定杆的高度，能够对应减少等效载荷，即能减少试验所需的等效载荷体的重量和数量，从而有利于提升加载的工作效率。

进一步的，步骤一中固定杆的纵向位置靠近客车站立位纵向对称平面附近。本方案的技术效果是：整车在进行反方向翻转试验时，不需要重新调整支架、固定杆以及等效载荷体的位置，试验更方便快捷。

进一步的，步骤二中将等效载荷体间接悬挂于固定杆上时，在步骤一中的固定杆上悬挂一平台，步骤二中将等效载荷体放置在平台上。本方案的技术效果是：直接将等效载荷体放置在平台上操作更方便，而且便于随时增加或减少等效载荷体。

进一步的，步骤一中在支架上安装一限位杆，侧翻试验台翻转的过程中限位杆能在设定的翻转角度上自动锁定等效载荷体。本方案的技术效果是：侧翻试验台带动客车、支架和固定杆翻转试验规定角度后，限位杆锁定等效载荷体，从而降低整车重心高度，以确保试验的安全性。

因为在多维度刚性系统中，无阻尼悬挂部分(等效载荷体)对系统(整车)质心位置的贡献取决于无阻尼悬挂部分在多维度刚性系统中的悬挂位置；当增加悬挂部分的约束(约束点由等效载荷体的悬挂点变为等效载荷体的悬挂点以及限位杆锁定等效载荷体的接触点)，悬挂部分对系统质心位置的贡献取决于其本身的质心位置，所以整车的质心位置下降；由于试验时设定试验规定角度一般大于客车本身要求的侧翻角度，因此限位杆锁定等效载荷体能降低整车重心并避免客车翻转至试验规定角度的过程中发生实质性侧翻并损坏，有利于节约成本和保证试验安全。

进一步的，自动锁定的方式为刚性接触或电磁吸合。本方案的技术效果是：刚性接触适用于整车翻转至试验规定角度时都没有侧翻趋势的情况，电磁吸合适用于整车翻转至试验规定角度前就出现侧翻趋势的情况，确保试验客车不出现实质性侧翻。

进一步的，限位杆的位置能够调节。本方案的技术效果是：便于根据客车静态稳定性试验需要的翻转角度调节限位杆的限位或者吸合位置。

附图说明

图1为本发明实施例的正视图；

图2为本发明实施例的右视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：伸缩杆1、支撑管2、支撑杆3、支架4、支撑条5、限位杆6、套管7、固定杆8、等效载荷体9。

实施例一：

基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，包括如下步骤：

步骤一：将如图1、2所示的加载装置对称设计且安放在客车地板的站立位纵向对称平面附近，具体的，加载装置包括支架4、固定杆8、载荷限位固定机构以及若干等效载荷体9；支架4包括两个支撑单元，每个支撑单元均包括支撑条5、两根伸缩杆1和若干锁止件，其中图1中每个支撑单元只示出了一根伸缩杆1。

如图2所示，支撑条5和两根伸缩杆1以及两根伸缩杆1之间均通过锁止件连接呈三角形，其中锁止件为螺栓或螺钉，本实施例中选用螺栓；伸缩杆1包括支撑管2和支撑杆3，支撑杆3与支撑管2滑动连接；支撑条5、支撑管2的上下两端以及支撑杆3的上端均设置有螺纹孔，支撑条5可以直接放置在客车地板上，也可以通过螺栓固定在客车底板上，支撑条5和两根支撑管2的下端以及两根支撑杆3的上端之间均通过螺栓可拆卸固定连接，支撑管2上端的螺纹孔处也螺纹连接有螺栓，螺栓与位于支撑管2内的支撑杆3相抵。

如图1所示，固定杆8的两端各自与每个支撑单元中的一根伸缩杆1固定连接，固定连接方式可以选用焊接或螺栓连接，本实施例中选用螺栓连接，即支撑杆3的上端和固定杆8 的两端均开有螺纹孔，从而通过螺栓将支撑杆3的上端和固定杆8的两端进行固定连接；等效载荷体9上开有通孔，固定杆8穿过通孔后使得等效载荷体9悬挂设置在固定杆8上，固定杆8的直径小于通孔的孔径，等效载荷体9可以选用铁块。

两个支撑单元中相对的两根支撑杆3上设有载荷限位固定机构，载荷限位固定机构包括限位杆6，限位杆6的两端均焊接有套管7，套管7与支撑杆3滑动连接，限位杆6的位置能够调节；套管7的侧壁也设置有螺纹孔，螺纹孔处也螺纹连接有螺栓，螺栓与支撑杆3相抵。当然，载荷限位固定机构还可以包括电磁铁，限位杆6选用金属杆，电磁铁通过螺栓安装在限位杆6上，电磁铁通过导线、开关与电源联接。

固定杆8与伸缩杆1的连接位置距离等效载荷体9底部的长度大于固定杆8与伸缩杆1 的连接位置距离限位杆6的长度，即固定杆8与等效载荷体9底部的距离大于固定杆8与限位杆6的距离，固定杆8也选用金属杆。

根据车型调节伸缩杆1的长度以确定固定杆8的高度，同时根据车型确定站立位乘客数量。

步骤二：基于GB 13094-2017《客车结构安全要求》的计算方法，根据固定杆8的高度(等效载荷固定点高度)和该车型站立位乘客数量(客车站立乘客数)计算等效载荷G， G＝56875P/H；其中，G表示等效载荷(kg)，P表示客车站立乘客数，H表示等效载荷固定点高度(mm)。从等效载荷计算公式中可以看出，等效载荷G与等效载荷固定点高度H成反比，当 H增加，等效载荷G减少，试验所需的等效载荷体9的重量减少，即试验所需的等效载荷体 9的数量减少，从而能够快速完成搬运，进而有利于提升加载的工作效率。然后将等效载荷体9悬挂在固定杆8上，等效载荷体9始终处于垂直状态。

步骤三：将客车放置在侧翻试验台上，侧翻试验台带动客车翻转至试验规定角度的过程中，支架4和固定杆8随客车一同翻转，翻转过程中等效载荷体9绕固定杆8转动并一直处于垂直状态；侧翻试验台带动客车翻转至试验规定角度后，通过观察客车翻转后是否发生侧翻，即可判定在前述等效载荷下客车倾斜至试验规定角度后的合格情况，并记录试验结果。

其中，步骤三中侧翻试验台带动客车翻转至试验规定角度的过程中，若客车有侧翻趋势，限位杆6能自动锁定等效载荷体9，自动锁定的方式为刚性接触或电磁吸合，以刚性接触为例，等效载荷体9与限位杆6接触后，等效载荷体9的约束点由等效载荷体9的悬挂点变为等效载荷体9的悬挂点以及等效载荷体9与限位杆6的接触点，等效载荷体的质心位置由等效载荷体9的悬挂点变为等效载荷体9此时本身的质心位置，所以整车的质心位置下降，有利于避免客车翻转至试验规定角度时发生侧翻。

实施例二：

本实施例加载方法中涉及的加载装置与实施例一存在区别，加载装置包括支架4、等效载荷体9和载荷固定机构，支架4与实施例一相同，同时本实施例也包括与实施例一相同设置的限位杆6，载荷固定机构包括固定杆8、平台和连接件，固定杆8与支撑杆3固定连接。

连接件为连接杆或连接绳，本实施例选用连接杆，连接杆也可以选用金属杆；连接杆的下端与平台焊接或通过螺栓连接，连接杆的上端也开有通孔，固定杆8穿过通孔后使得平台悬挂设置在固定杆8上，固定杆8的直径小于通孔的孔径，步骤二中直接将等效载荷体9放置在平台上。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将带固定杆的支架安放在客车地板上，根据车型调节确定固定杆的高度以及根据车型确定站立位乘客数量；

步骤二：根据固定杆的高度和站立位乘客数量计算等效载荷，并将相应重量的等效载荷体直接或者间接悬挂于固定杆上；

步骤三：客车放置在侧翻试验台上，并翻转到试验设定翻转角度后，记录试验结果。

2.根据权利要求1所述的基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，其特征在于：步骤一中固定杆的纵向位置靠近客车站立位纵向对称平面附近。

3.根据权利要求2所述的基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，其特征在于：步骤二中将等效载荷体间接悬挂于固定杆上时，在步骤一中的固定杆上悬挂一平台，步骤二中将等效载荷体放置在平台上。

4.根据权利要求1或3任意一项所述的基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，其特征在于：步骤一中在支架上安装一限位杆，侧翻试验台翻转的过程中限位杆能在设定的翻转角度上自动锁定等效载荷体。

5.根据权利要求4所述的基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，其特征在于：自动锁定的方式为刚性接触或电磁吸合。

6.根据权利要求5所述的基于多维度刚性系统质心位置计算的客车站立位加载方法，其特征在于：限位杆的位置能够调节。

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