CN210269198U - 一种悬架系统的多通道台架试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬架系统的多通道台架试验装置，属于汽车悬架性能测试技术领域，包括承载机构，悬架系统悬挂于承载机构上；测试机构，包括竖直设置的加载板和测试组件，加载板连接于悬架系统的轮毂轴承且抵接于制动盘，测试组件包括：Z向施力结构，向加载板施加竖直方向的Z向力；Y向施力结构，设有两个，在加载板下端提供使加载板在X‑Y方向转动的扭矩；X向施力结构，设有两个，分别位于加载板X向的两侧，一X向施力结构对加载板施加过加载板和轮毂轴承连接位置的中心点的第一X向力，另一X向施力结构对加载板施加过两个Y向施力结构对加载板施力的作用点的第二X向力。实现对悬架系统的多通道载荷试验，提高台架试验结果的可靠性。

Description

一种悬架系统的多通道台架试验装置

技术领域

本实用新型涉及汽车悬架性能测试技术领域，尤其涉及一种悬架系统的多通道台架试验装置。

背景技术

随着汽车行业的发展，人们对汽车耐久、强度性能要求的逐步提高，需要有耐久性能好、强度高的汽车悬架系统来满足使用需求。悬架系统是乘用车底盘系统中的关键部分，主要包含副车架、转向节、控制臂、转向器、减振器等零部件，悬架系统的可靠性是车辆安全特性的重要指标。

目前，针对悬架系统的台架试验主要以单通道加载为主，这种试验方式通过线性作动器对悬架系统施加单通道的载荷，考核悬架系统沿某单一方向的性能。这种试验方式对于悬架性能的验证有很大局限性，由于乘用车在行驶过程中受力情况较为复杂，单一通道的加载形式难以复现悬架系统真实的受力状态，导致台架试验的失效形式与实际失效形式不一致，无法真正起到检验悬架系统的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种悬架系统的多通道台架试验装置，以解决现有技术中存在的单一通道的加载形式难以复现悬架系统真实的受力状态，导致台架试验的失效形式与实际失效形式不一致，无法真正起到检验悬架系统的作用的问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种悬架系统的多通道台架试验装置，包括：

承载机构，悬架系统悬挂于所述承载机构上；

测试机构，包括竖直设置的加载板和测试组件，所述加载板连接于所述悬架系统的轮毂轴承且抵接于制动盘；

所述测试组件包括：

Z向施力结构，被配置为向所述加载板施加沿竖直方向的Z向力；

Y向施力结构，设有两个，两个所述Y向施力结构被配置为在所述加载板的下端向所述加载板提供使所述加载板在X-Y方向转动的扭矩；

X向施力结构，设有两个，分别位于所述加载板X向的两侧，其中一个所述X向施力结构被配置为对所述加载板施加过所述加载板和所述轮毂轴承连接位置的中心点的第一X向力，另一个所述X向施力结构被配置为对所述加载板施加过两个所述Y向施力结构对所述加载板施力的作用点的第二X向力。

进一步地，还包括第一连接结构，所述第一连接结构包括：

连接板，水平设置，所述Z向施力结构连接于所述连接板的中心部位；

连接臂，设有两个，每个所述连接臂一端连接于所述连接板，另一端连接于所述加载板，且两个所述连接臂与所述加载板的两个连接点之间的连线的中点与所述加载板与和所述轮毂轴承连接位置的中心点重合。

进一步地，所述连接臂包括连接杆和连接于所述连接杆两端的两个第一关节轴承，每个所述第一关节轴承远离所述连接杆的一端均转动连接有一第一支座，所述第一支座连接于所述加载板或所述连接板。

进一步地，所述X向施力结构和所述Y向施力结构与所述加载板之间均连接有第二连接结构，所述第二连接结构包括第二支座和与所述第二支座转动连接的第二关节轴承，所述第二支座连接于所述加载板，所述第二关节轴承连接于对应的所述X向施力结构或所述Y向施力结构。

进一步地，所述X向施力结构、所述Y向施力结构和所述Z向施力结构均为线性作动器。

进一步地，还包括龙门架和尾座，所述Z向施力结构固设于所述龙门架，所述X向施力结构和所述Y向施力结构均固设于所述尾座。

进一步地，所述承载机构包括两个间隔设置的底座和安装板，所述安装板设置有两个，两个所述安装板平行设置于两个所述底座之间，且两个所述安装板的高度及两个所述底座之间的距离可调。

进一步地，所述承载机构还包括第一支架和第二支架，所述第一支架设置于所述底座上，所述第二支架设置于所述安装板上，所述第一支架和所述第二支架均用于连接所述悬架系统的副车架。

进一步地，所述承载机构还包括第三支架，所述第三支架设置于所述安装板上，且所述第三支架用于连接所述悬架系统的减震器。

进一步地，所述承载机构还包括第四支架，所述第四支架设置于所述安装板上，且所述第四支架用于连接所述悬架系统的控制臂。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的悬架系统的多通道台架试验装置，通过加载板代替轮胎，并且通过Z向施力结构对加载板施加沿竖直方向的Z向力，模拟实际情况下轮胎受到地面的支撑力，进而能够对悬架系统在轮胎平稳的情况下或上下跳动情况下的工况进行模拟；通过Y向施力结构对加载板施加在X-Y方向转动的扭矩，以对实际情况下轮胎处于转向时悬架系统的工况进行模拟；通过两个X向施力结构中一个对加载板施加过加载板和轮毂轴承连接位置的中心点的第一X向力，模拟实际情况下轮胎受到的过轮心的载荷，以对悬架系统的强度进行测试。另一个对加载板施加过两个Y向施力结构对加载板施力的作用点的第二X向力，模拟实际情况下轮胎受到的过轮胎接地点的作用力的载荷，以对轮胎处于制动状态时悬架系统的工况进行模拟的。上述X向施力结构、Y向施力结构和Z向施力结构相配合实现对悬架系统的多通道载荷试验，能够复现悬架系统的真实受力状态，提高台架试验结果的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型提供的悬架系统的多通道台架试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的承载机构的结构示意图；

图3是本实用新型提供的测试机构第一视角的结构示意图；

图4是本实用新型提供的测试机构第二视角的结构示意图。

图中：

1、承载机构；11、底座；111、底板；112、固定板；1121、第二固定孔；12、安装板；121、第一固定孔；13、第一支架；14、第二支架；15、第三支架；16、支撑梁；17、第四支架；

2、测试机构；21、加载板；211、安装孔；22、Z向施力结构；23、第一连接结构；231、连接板；232、连接臂；2321、连接杆；2322、第一关节轴承；2323、第一支座；24、Y向施力结构；251、第一X向施力结构；252、第二X向施力结构；26、第二连接结构；261、第二关节轴承；262、第二支座；

10、龙门架；101、龙门柱；1011、第三固定孔；102、支撑架；20、尾座；30、悬架系统。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、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实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种悬架系统的多通道台架试验装置，主要用于对乘用车的悬架系统30进行多通道台架试验，悬架系统30包括副车架、转向节、控制臂、转向器、减震器等结构，悬架系统30为现有技术中的常见结构，在此不再详细赘述。

如图1至图4所示，该多通道台架试验装置包括承载机构1和测试机构2。其中，悬架系统30悬挂于承载机构1上，具体而言，承载机构1包括两个间隔设置的底座11和安装板12，底座11包括底板111和连接于底板111且竖直设置的固定板112，固定板112设有两个，两个固定板112间隔设置。安装板12同样设置有两个，两个安装板12平行设置于两个底座11之间，也就是每个安装板12的两端分别连接于两个底座11位于同一侧的两个固定板112上。此外，两个安装板12的高度及两个底座11之间的距离均可调，具体而言，安装板12的两端均开设有呈阵列排布的第一固定孔121，固定板112上与第一固定孔121对应的位置开设有呈阵列排布的第二固定孔1121，在本实施例中，第一固定孔121和第二固定孔1121均呈矩形阵列排布，紧固件穿过第一固定孔121和第二固定孔1121实现安装板12的固定，并且通过紧固件穿过第一固定孔121和第二固定孔1121实现安装板12高度的调整或两个底座11之间的距离的调整，比如当需要提升安装板12的高度时，可将安装板12沿竖直方向往上提，使得在竖直方向上位于安装板12下端的第一固定孔121与对应的第二固定孔1121通过紧固件进行固定；当需要增大两个底座11之间的距离时，可将每个底座11均向远离另一个底座11的方向移动，随后再通过紧固件穿过第一固定孔121和对应的第二固定孔1121进行固定。优选地，在本实施例中，紧固件为螺栓。

该承载机构1还包括第一支架13、第二支架14、第三支架15和第四支架17。其中，第一支架13设置有两个，两个第一支架13分别设置于其中一个底座11的两个固定板112上，且两个第一支架13均固设于对应的固定板112背离另一个固定板112的一侧，两个第一支架13均用于连接悬架系统30的副车架，优选地，在本实施例中，第一支架13为T形支架。第二支架14同样设置有两个，两个第二支架14分别设置于两个安装板12上，且每个第二支架14均位于对应的安装板12背离另一个安装板12的一侧，两个第二支架14均用于连接悬架系统30的副车架，优选地，在本实施例中，第二支架14为L形支架。第三支架15同样设置有两个，两个第三支架15分别设置于两个安装板12上，且每个第三支架15均位于对应的安装板12背离另一个安装板12的一侧，两个第三支架14分别用于连接悬架系统30的两个减震器，承载机构1还包括支撑梁16，支撑梁16搭设于两个安装板12上，支撑梁16的两端分别连接于两个第三支架15，支撑梁16用于提高第三支架15连接减震器的稳定性，使得悬架系统30能够稳定地悬挂在承载机构1上。第四支架17同样设置有两个，两个第四支架17分别设置于两个安装板12上，且每个第四支架17均位于对应的安装板12背离另一个安装板12的一侧，两个第四支架17分别用于连接悬架系统30的两个控制臂。

通过第一支架13、第二支架14、第三支架15和第四支架17，使得悬架系统30能够稳定地悬挂在承载机构1上；通过安装板12和底座11，能够对悬架系统30的悬挂高度进行调整，并且使得该承载机构1能够适用于不同型号的悬架系统30，并且便于后续的台架试验。

如图3和图4所示，上述测试机构2包括竖直设置的加载板21和测试组件，加载板21连接于悬架系统30的轮毂轴承且抵接于制动盘，在这里加载板21起到充当轮胎的作用，因为在台架试验时悬架系统30上是未安装轮胎的，因此通过加载板21来充当轮胎，通过测试组件对加载板21施加作用力来模拟真实情况下轮胎的受力情况，进而测试悬架系统30在不同工况下的受力状态。在本实施例中，加载板21为工字型结构，且上端开设有与轮毂轴承上的螺栓对应的安装孔211，安装孔211为螺纹孔，螺栓旋入对应的安装孔211内实现加载板21和轮毂轴承的连接固定，具体而言，加载板21上开设有五个安装孔211，对应轮毂轴承上的五个螺栓。加载板21的具体形状可通过多次试验得出，使其在测试组件的作用力下的受力状态与轮胎的受力状态相匹配。

测试组件包括X向施力结构、Y向施力结构24和Z向施力结构22。其中，Z向施力结构22能够向加载板21施加沿竖直向上的Z向力，以模拟在真实情况下乘用车的轮胎受到地面的竖直向上的支撑力。当Z向施力结构22对加载板21施加的Z向力大小不变时，可对乘用车在停靠或者平稳地的地面上运动时悬架系统30的工况进行模拟；当Z向施力结构22对加载板21施加的作用力的大小不断变化时，可对悬架系统30在轮胎上下跳动时的工况进行模拟。具体而言，该多通道台架试验装置还包括第一连接结构23，第一连接结构23包括水平设置的连接板231和连接臂232，连接臂232设有两个，每个连接臂232一端连接于连接板231，另一端连接于加载板21，其两个连接臂232与加载板21的两个连接点之间的连线的中点与加载板21和轮毂轴承连接位置的中心点(五个安装孔211围成的区域的中心点)重合，加载板21与轮毂轴承连接位置的中心点为实际情况下轮胎的轮心。

上述连接臂232包括连接杆2321和连接于连杆2321两端的两个第一关节轴承2322，每个第一关节轴2322承远离连接杆2321的一端均转动连接有一个第一支座2323。每个连接臂232两端的两个第一支座2323中，一个固设于连接板231，另一个固设于加载板21。并且在本实施例中，设置于连接板231上的第一支座2323和对应的第一关节轴承2322使得连接臂232能够在X向上转动，设置于加载板21上的第一支座2323和对应的第一关节轴2322承使得连接臂232能够在Y向上转动。通过连接板231、两个连接臂232和加载板21形成平行四边形结构，使得Z向施力结构22对加载板21施加的作用力始终沿竖直方向的Z向力，避免加载板21受到的X向和/或Y向的作用力对Z向施力结构22对加载板21施加的Z向力产生影响，保证Z向施力结构22对加载板21的作用力的作用点始终保持在加载板21与轮胎的轮心对应的位置(加载板21与轮毂轴承连接位置的中心点)。

在本实施例中，第一关节轴承2322为现有技术中的常见结构，在此不再详细赘述。而第一支座2323包括固定座和设置于固定座上的两个耳板，两个耳板平行设置，两个耳板上均开设有穿设孔，固定轴穿过两个穿设孔和第一关节轴承2322的内球面的中心孔实现第一支座2323和第一关节轴承2322的连接。位于连接板231上的第一支座2323的两个耳板均平行于加载板21，因此转动连接于该第一支座2323的第一关节轴承2322能够在X向上转动，而位于加载板21上的第一支座2323的两个耳板均垂直于加载板21，因此转动连接于该第一支座2323的第一关节轴承2322能够在Y向上转动。

Y向施力结构24设置有两个，两个Y向施力结构24间隔设置，能够在加载板21的下端向加载板21提供使加载板21在X-Y方向转动的扭矩，能够对实际情况下轮胎转向时悬架系统30的工况进行模拟。具体而言，Y向施力结构24通过第二连接结构26连接于加载板21，第二连接结构26包括第二关节轴承261和与第二关节轴承261转动连接的第二支座262，第二支座262连接于加载板21，Y向施力结构24连接于第二关节轴承261远离第二支座262的一端。上述第二连接结构26的设置，能够保证即使Y向施力结构24发生移位，Y向施力结构24通过第二关节轴承261施加在加载板21上的作用力始终沿Y向，保证试验结果的准确性。此外，Y向施力结构24位于加载板21背离轮毂轴承的一侧，而与Y向施力结构24对应的第二支座262位于加载板21的另一侧，因此加载板21与该第二支座262对应的位置开设有连接孔，与Y向施力结构24连接的第二关节轴承261穿过对应的连接孔连接于对应的第二支座262。第二关节轴承261与第一关节轴承2322的结构相同，在此不再重复赘述，第二支座262和第一支座2323的结构相同，在此不再重复赘述。

X向施力结构同样设置有两个，两个X向施力结构分别位于加载板21X向的两侧，其中一个X向施力结构(命名为第一X向施力结构251)对加载板21施加过加载板21和轮毂轴承连接位置的中心点的第一X向力，另一个X向施力结构(命名为第二X向施力结构252)对加载板21施加过两个Y向施力结构24对加载板21施力的作用点的第二X向力。其中，第一X向施力结构251对加载板21施加的第一X向力用于模拟实际情况下轮胎受到的在X方向过轮胎中心的载荷，以对悬架系统30的强度进行测试。第二X向施力结构252对加载板21施加的第二X向力用于模拟实际情况下轮胎受到的在X方向上过轮胎接地点的载荷，进而对悬架系统30在轮胎处于制动状态下的工况进行模拟。X向施力结构同样通过第二连接结构26连接于加载板21，此时第二连接结构26的作用为保证X向施力结构对加载板21的作用力始终沿X方向。

在本实施例中，上述X向施力结构、Y向施力结构24和Z向施力结构22均为线性作动器，线性作动器连接于控制器，通过控制器实时采集各个线性作动器对加载板21施加的载荷数据，最大程度的模拟悬架系统30在实际情况下受力状态。上述控制器为可以是集中式或分布式的控制器，还可以为可编程逻辑控制器，比如，控制器可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制每个线性动作器实现其功能。

本实施例提供的多通道台架试验装置还包括龙门架10和尾座20，其中，Z向施力结构22固设于龙门架10，X向施力结构和Y向施力结构24均固设于尾座20。龙门架10包括两个相对设置的龙门柱101和连接于两个龙门柱101之间的支撑架102，具体而言，每个龙门101柱上沿竖直方向开设有多排第三固定孔1011，支撑架102在其长度方向上的两个端面上开设有多个第四固定孔，紧固螺栓穿过第三固定孔1011和对应的第四固定孔实现支撑架102的固定，并且在竖直方向上能够对支撑架102的高度进行调整。

本实施例提供的多通道台架试验装置，通过加载板21代替轮胎，并且通过线性作动器对加载板21施加沿竖直方向的Z向力，模拟实际情况下轮胎受到底面的支撑力，进而能够对悬架系统30在轮胎平稳的情况下或上下跳动情况下的工况进行模拟；通过两个线性作动器对加载板21施加在X-Y方向转动的扭矩，以对实际情况下轮胎处于转向时悬架系统30的工况进行模拟；通过两个线性作动器中一个对加载板21施加过加载板21和轮毂轴承连接位置的中心点的第一X向力，模拟实际情况下轮胎受到的过轮心的载荷，以对悬架系统30的强度进行测试。另一个线性作动施加过两个Y向施力结构24对加载板21施力的作用点的第二X向力，模拟实际情况下轮胎受到的过轮胎接地点的作用力的载荷，以对轮胎处于制动状态时悬架系统30的工况进行模拟的。上述三个方向的线性作动器相配合实现对悬架系统30的多通道载荷试验，能够复现悬架系统30的真实受力状态，提高台架试验结果的可靠性。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，包括：

承载机构(1)，悬架系统(30)悬挂于所述承载机构(1)上；

测试机构(2)，包括竖直设置的加载板(21)和测试组件，所述加载板(21)连接于所述悬架系统(30)的轮毂轴承且抵接于制动盘；

所述测试组件包括：

Z向施力结构(22)，被配置为向所述加载板(21)施加沿竖直方向的Z向力；

Y向施力结构(24)，设有两个，两个所述Y向施力结构(24)被配置为在所述加载板(21)的下端向所述加载板(21)提供使所述加载板(21)在X-Y方向转动的扭矩；

X向施力结构，设有两个，分别位于所述加载板(21)X向的两侧，其中一个所述X向施力结构被配置为对所述加载板(21)施加过所述加载板(21)和所述轮毂轴承连接位置的中心点的第一X向力，另一个所述X向施力结构被配置为对所述加载板(21)施加过两个所述Y向施力结构(24)对所述加载板(21)施力的作用点的第二X向力。

2.根据权利要求1所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，还包括第一连接结构(23)，所述第一连接结构(23)包括：

连接板(231)，水平设置，所述Z向施力结构(22)连接于所述连接板(231)的中心部位；

连接臂(232)，设有两个，每个所述连接臂(232)一端连接于所述连接板(231)，另一端连接于所述加载板(21)，且两个所述连接臂(232)与所述加载板(21)的两个连接点之间的连线的中点与所述加载板(21)与和所述轮毂轴承连接位置的中心点重合。

3.根据权利要求2所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述连接臂(232)包括连接杆(2321)和连接于所述连接杆(2321)两端的两个第一关节轴承(2322)，每个所述第一关节轴承(2322)远离所述连接杆(2321)的一端均转动连接有一第一支座(2323)，所述第一支座(2323)连接于所述加载板(21)或所述连接板(231)。

4.根据权利要求1所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述X向施力结构和所述Y向施力结构(24)与所述加载板(21)之间均连接有第二连接结构(26)，所述第二连接结构(26)包括第二支座(262)和与所述第二支座(262)转动连接的第二关节轴承(261)，所述第二支座(262)连接于所述加载板(21)，所述第二关节轴承(261)连接于对应的所述X向施力结构或所述Y向施力结构(24)。

5.根据权利要求1所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述X向施力结构、所述Y向施力结构(24)和所述Z向施力结构(22)均为线性作动器。

6.根据权利要求1所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，还包括龙门架(10)和尾座(20)，所述Z向施力结构(22)固设于所述龙门架(10)，所述X向施力结构和所述Y向施力结构(24)均固设于所述尾座(20)。

7.根据权利要求1所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述承载机构(1)包括两个间隔设置的底座(11)和安装板(12)，所述安装板(12)设置有两个，两个所述安装板(12)平行设置于两个所述底座(11)之间，且两个所述安装板(12)的高度及两个所述底座(11)之间的距离可调。

8.根据权利要求7所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述承载机构(1)还包括第一支架(13)和第二支架(14)，所述第一支架(13)设置于所述底座(11)上，所述第二支架(14)设置于所述安装板(12)上，所述第一支架(13)和所述第二支架(14)均用于连接所述悬架系统(30)的副车架。

9.根据权利要求7所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述承载机构(1)还包括第三支架(15)，所述第三支架(15)设置于所述安装板(12)上，且所述第三支架(15)用于连接所述悬架系统(30)的减震器。

10.根据权利要求7所述的悬架系统的多通道台架试验装置，其特征在于，所述承载机构(1)还包括第四支架(17)，所述第四支架(17)设置于所述安装板(12)上，且所述第四支架(17)用于连接所述悬架系统(30)的控制臂。

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