CN208579935U - 三通道轴耦合道路模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的三通道轴耦合道路模拟系统，包括固定反力支撑总成、加载约束系统及车轮模拟总成，固定反力支撑总成包括1号龙门立柱、2号龙门立柱、3号龙门横梁及作动器反力底座，1号龙门立柱、2号龙门立柱及作动器反力底座均固定安装在地基上，1号龙门立柱、2号龙门立柱及3号龙门横梁组成一个龙门框架架构，3号龙门横梁一端固定安装在1号龙门立柱一侧、另一端固定安装在2号龙门立柱一侧，加载约束系统包括Y向加载约束单元和Z向加载约束单元，Y向加载约束单元一端固定在作动器反力底座上、另一端固定在车轮模拟总成上，车轮模拟总成通过Z向加载约束单元固定在3号龙门横梁的底部，实现轮心侧向、侧滚、转向三个自由度载荷的精确模拟。

Description

三通道轴耦合道路模拟系统

技术领域

本实用新型涉及车辆道路模拟技术领域，特别是涉及一种三通道轴耦合道路模拟系统。

背景技术

在汽车开发中，每个零部件的设计均需要经历反复试验及修改优化。为了尽快尽早地发现设计中存在的问题，以大幅缩短开发周期、降低开发成本，往往通过室内台架试验考核汽车悬架总成及各部件耐久性。整车/系统级台架加载方式主要包括两类：轮耦合试验台和轴耦合试验台。轮耦合试验台通过台架激励车辆轮胎模拟路面不平顺引起的振动，典型台架如MTS开发的320四立柱台架；轴耦合试验台通过夹具直接与车辆心轴固定连接，模拟车辆轮心载荷，如MTS开发的329多通道台架等，该类型设备能模拟轮心六轴载荷，进行整车/悬架系统试验，试验前需根据路谱数据迭代生成台架驱动信号，且设备结构复杂，仅有限的供应商能够开发，价格昂贵。

由于329多通道台架价格昂贵，试验周期较长，且需要其他样件作为陪试件，因此在整车/系统级台架发现的样件问题的快速复现及优化方案的快速验证依然有赖于零部件试验。由复杂试验台简化至零部件试验台，需确定样件主要受力方式，并据此开发相应的试验方法和台架。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的三通道轴耦合道路模拟系统，模拟轮心侧向三自由度载荷，而无须昂贵的标准型轴耦合多通道台架。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种三通道轴耦合道路模拟系统，其特点在于，其包括固定反力支撑总成、加载约束系统及车轮模拟总成，固定反力支撑总成包括1号龙门立柱、2号龙门立柱、3号龙门横梁及作动器反力底座，1号龙门立柱、2号龙门立柱及作动器反力底座均固定安装在地基上，1号龙门立柱、2号龙门立柱及3号龙门横梁组成一个龙门框架架构，3号龙门横梁的一端固定安装在1号龙门立柱一侧、另一端固定安装在2号龙门立柱一侧，加载约束系统包括Y向加载约束单元和Z向加载约束单元，Y向加载约束单元的一端固定在作动器反力底座上、另一端固定在车轮模拟总成上，车轮模拟总成通过Z向加载约束单元固定在3号龙门横梁的底部。

较佳地，固定反力支撑总成还包括1号侧立柱、2号侧立柱和底部支撑，1号侧立柱、2号侧立柱和底部支撑均固定安装在地基上，底部支撑置于1号侧立柱和2号侧立柱之间，1号侧立柱及2号侧立柱相对于YZ平面镜像对称布置。

较佳地，Y向加载约束单元包括1号加载单元、2号加载单元和3号加载单元，1号加载单元、2号加载单元和3号加载单元的一端均固定安装在作动器反力底座上、另一端均固定安装在车轮模拟总成上，1号加载单元与1号侧立柱相固定，2号加载单元与2号侧立柱相固定，3号加载单元与底部支撑相固定，1号加载单元与2号加载单元相对于YZ平面镜像对称布置，1号加载单元的轴向回转中心轴线、2号加载单元的轴向回转中心轴线及3号加载单元的轴向回转中心轴线均与Y轴平行，1号加载单元的轴向回转中心轴线及2号加载单元的轴向回转中心轴线均与车轮模拟总成的Y轴向回转中心轴线在同一个XY平面上。

较佳地，Z向加载约束单元包括1号垂向约束杆和2号垂向约束杆，1号垂向约束杆和2号垂向约束杆相对于YZ平面镜像对称布置，1号垂向约束杆和2号垂向约束杆的两端均安装关节轴承，一端通过夹具固定安装在3号龙门横梁的底端，另一端通过夹具固定安装在车轮模拟总成上。

较佳地，1号加载单元、2号加载单元和3号加载单元均包括作动器、双直线轴承总成及侧向加载杆，作动器的一端固定安装在作动器反力底座的一侧、另一端与双直线轴承总成固定连接，侧向加载杆为两端安装关节轴承的杆件，侧向加载杆的一端与双直线轴承总成固定连接、另一端通过夹具固定安装在车轮模拟总成上，作动器的轴向回转中心轴线与侧向加载杆的轴向回转中心轴线重合。

较佳地，车轮模拟总成包括：模拟轮辋框架、固定圆盘、测量轮和适配器，模拟轮辋框架为环状结构，模拟轮辋框架加工有螺纹孔，固定圆盘为环状圆盘，固定圆盘的外侧固定安装在模拟轮辋框架上，固定圆盘的内侧与测量轮固定连接，测量轮为标准型轮心力传感器，适配器为圆周对称结构，适配器的外圈与测量轮固定连接，适配器的内侧与被试件固定连接。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的三通道轴耦合道路模拟系统，加载约束系统将载荷加载至试验悬架总成轮心处，实现轮心侧向、侧滚、转向三个自由度载荷的精确模拟。该模拟系统的结构简单，操作方便，无需额外连杆机构，同时该模拟系统具有很好的通用性和可操作性。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的三通道轴耦合道路模拟系统的轴测投影图。

图2为本实用新型较佳实施例的固定反力支撑总成的轴测投影图。

图3为本实用新型较佳实施例的加载约束系统及车轮模拟总成的轴测投影图。

图4为本实用新型较佳实施例的加载约束系统及车轮模拟总成的YZ平面图。

图5为本实用新型较佳实施例的加载单元的轴测投影图。

图6为本实用新型较佳实施例的车轮模拟总成的轴测投影图。

图7为本实用新型较佳实施例的模拟轮辋框架的轴测投影图。

图8为本实用新型较佳实施例的固定圆盘的轴测投影图。

图9为本实用新型较佳实施例的适配器的轴测投影图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种三通道轴耦合道路模拟系统，作动器通过连杆、夹具等机构将载荷加载至试验悬架总成轮心处，实现轮心侧向、侧滚、转向三个自由度载荷的精确模拟。

如图1所示，所述三通道轴耦合道路模拟系统包括：固定反力支撑总成1、加载约束系统2及车轮模拟总成3。

如图2所示，所述固定反力支撑总成1包括：1号龙门立柱11’、2号龙门立柱12’、3号龙门横梁13’、1号侧立柱14’、2号侧立柱15’、底部支撑16’及作动器反力底座17’。1号龙门立柱11’、2号龙门立柱12’、1号侧立柱14’、2号侧立柱15’、底部支撑16’及作动器反力底座17’均固定安装在地基上。其中，1号龙门立柱11’、2号龙门立柱12’及3号龙门横梁13’组成一个龙门框架架构，3号龙门横梁13’一端固定安装在1号龙门立柱11’一侧、另一端固定安装在2号龙门立柱12’一侧。1号侧立柱14’及2号侧立柱15’结构相同，相对于YZ平面镜像对称布置。

如图3和图4所示，所述加载约束系统2包括：1号加载单元21’、2号加载单元22’、3号加载单元23’、1号垂向约束杆24’及2号垂向约束杆25’。其中，1号加载单元21’、2号加载单元22’及3号加载单元23’的一端均固定安装在作动器反力底座17’上，另一端均固定安装在车轮模拟总成3的模拟轮辋框架31’上。1号加载单元21’与2号加载单元22’相对于穿过模拟轮辋框架31’的Y轴向回转中心轴线的YZ平面镜像对称布置，1号加载单元21’的轴向回转中心轴线、2号加载单元22’的轴向回转中心轴线及3号加载单元23’的轴向回转中心轴线均与坐标系Y轴平行。1号加载单元21’的轴向回转中心轴线及2号加载单元22’的轴向回转中心轴线均与车轮模拟总成3的Y轴向回转中心轴线在同一个XY平面上。3号加载单元23’的轴向回转中心轴线与穿过模拟轮辋框架31’的Y轴向回转中心轴线的YZ平面重合，安装在车轮模拟总成3的底部。

1号垂向约束杆24’及2号垂向约束杆25’结构相同，相对于穿过模拟轮辋框架31’的Y轴向回转中心轴线的YZ平面镜像对称布置。1号垂向约束杆24’及2号垂向约束杆25’两端均安装关节轴承，一端通过夹具固定安装在3号龙门横梁13’底端，另一端通过夹具固定安装在模拟轮辋框架31’上。实现模拟轮辋框架31’垂向及绕Y轴旋转的自由度的约束。

如图5所示，1号加载单元21’、2号加载单元22’、3号加载单元23’结构完全相同，均由作动器211’、双直线轴承总成212’及侧向加载杆213’组成。作动器211’一端固定安装在作动器反力底座17’一侧，另一端与双直线轴承总成212’固定连接。侧向加载杆213’为两端安装关节轴承的杆件，一端与双直线轴承总成212’固定连接，另一端通过夹具固定安装在模拟轮辋框架31’上。作动器211’的轴向回转中心轴线与侧向加载杆213’的轴向回转中心轴线重合。

如图6、图7、图8和图9所示，所述车轮模拟总成3包括：模拟轮辋框架31’、固定圆盘32’、测量轮34’和适配器33’。模拟轮辋框架31’为环状结构，模拟轮辋框架31’加工有螺纹孔；固定圆盘32’为环状圆盘，外侧固定安装在模拟轮辋框架31’上，内侧与测量轮34’固定连接；测量轮34’为标准型轮心力传感器；适配器33’为圆周对称结构，外圈与测量轮34’固定连接，内侧与被试件固定连接。

综上，本实施例中车辆道路模拟系统，可以实现对车轮纵向力、侧向力、垂向力、侧滚扭矩及制动扭矩的模拟。该模拟系统的结构简单，操作方便，无需额外连杆机构，同时该模拟系统具有很好的通用性和可操作性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种三通道轴耦合道路模拟系统，其特征在于，其包括固定反力支撑总成、加载约束系统及车轮模拟总成，固定反力支撑总成包括1号龙门立柱、2号龙门立柱、3号龙门横梁及作动器反力底座，1号龙门立柱、2号龙门立柱及作动器反力底座均固定安装在地基上，1号龙门立柱、2号龙门立柱及3号龙门横梁组成一个龙门框架架构，3号龙门横梁的一端固定安装在1号龙门立柱一侧、另一端固定安装在2号龙门立柱一侧，加载约束系统包括Y向加载约束单元和Z向加载约束单元，Y向加载约束单元的一端固定在作动器反力底座上、另一端固定在车轮模拟总成上，车轮模拟总成通过Z向加载约束单元固定在3号龙门横梁的底部。

2.如权利要求1所述的三通道轴耦合道路模拟系统，其特征在于，固定反力支撑总成还包括1号侧立柱、2号侧立柱和底部支撑，1号侧立柱、2号侧立柱和底部支撑均固定安装在地基上，底部支撑置于1号侧立柱和2号侧立柱之间，1号侧立柱及2号侧立柱相对于YZ平面镜像对称布置。

3.如权利要求2所述的三通道轴耦合道路模拟系统，其特征在于，Y向加载约束单元包括1号加载单元、2号加载单元和3号加载单元，1号加载单元、2号加载单元和3号加载单元的一端均固定安装在作动器反力底座上、另一端均固定安装在车轮模拟总成上，1号加载单元与1号侧立柱相固定，2号加载单元与2号侧立柱相固定，3号加载单元与底部支撑相固定，1号加载单元与2号加载单元相对于YZ平面镜像对称布置，1号加载单元的轴向回转中心轴线、2号加载单元的轴向回转中心轴线及3号加载单元的轴向回转中心轴线均与Y轴平行，1号加载单元的轴向回转中心轴线及2号加载单元的轴向回转中心轴线均与车轮模拟总成的Y轴向回转中心轴线在同一个XY平面上。

4.如权利要求2所述的三通道轴耦合道路模拟系统，其特征在于，Z向加载约束单元包括1号垂向约束杆和2号垂向约束杆，1号垂向约束杆和2号垂向约束杆相对于YZ平面镜像对称布置，1号垂向约束杆和2号垂向约束杆的两端均安装关节轴承，一端通过夹具固定安装在3号龙门横梁的底端，另一端通过夹具固定安装在车轮模拟总成上。

5.如权利要求3所述的三通道轴耦合道路模拟系统，其特征在于，1号加载单元、2号加载单元和3号加载单元均包括作动器、双直线轴承总成及侧向加载杆，作动器的一端固定安装在作动器反力底座的一侧、另一端与双直线轴承总成固定连接，侧向加载杆为两端安装关节轴承的杆件，侧向加载杆的一端与双直线轴承总成固定连接、另一端通过夹具固定安装在车轮模拟总成上，作动器的轴向回转中心轴线与侧向加载杆的轴向回转中心轴线重合。

6.如权利要求1所述的三通道轴耦合道路模拟系统，其特征在于，车轮模拟总成包括：模拟轮辋框架、固定圆盘、测量轮和适配器，模拟轮辋框架为环状结构，模拟轮辋框架加工有螺纹孔，固定圆盘为环状圆盘，固定圆盘的外侧固定安装在模拟轮辋框架上，固定圆盘的内侧与测量轮固定连接，测量轮为标准型轮心力传感器，适配器为圆周对称结构，适配器的外圈与测量轮固定连接，适配器的内侧与被试件固定连接。