CN214373367U - 车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车底盘悬架系统试验技术领域，提供了一种车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备，所述车轮加速扭矩系统包括扭矩轴驱动电机、减速器、扭矩轴、自动连接脱开机构，所述自动连接脱开机构连接车轮的传动轴，所述自动连接脱开机构能够将扭矩轴的加速扭矩施加到所述传动轴，并且能够将施加到所述传动轴的加速扭矩脱离，能够适应在试验台架试验中施加加速扭矩的需要，可模拟施加车轮在实际道路行驶过程中所受的加速扭矩，确保了测试的车轮和悬架系统的试验状态接近实车试车场测试状态，使汽车底盘模拟路试试验的结果与实车试车场测试结果一致性高。

Description

车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备

技术领域

本申请涉及汽车底盘悬架系统试验技术领域，具体涉及一种车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备。

背景技术

汽车在行驶过程中，车轮轮胎总成会受到径向力、侧向力、纵向力的作用。径向力是路面对车轮轮胎总成向上的支撑力，它随路面状况和驾驶状态的变化而变化。侧向力主要是路面对车轮轮胎总成的侧向摩擦力，发生在转弯和侧倾路行驶状态。纵向力主要是车辆行进方向上路面对轮胎的摩擦力和滚动阻力，它随着加速状态和刹车状态的不同而变化。

为了验证车轮的可靠性，在试验室需要进行弯曲疲劳、径向疲劳、双轴疲劳、径向冲击、13度冲击等台架试验，这些台架试验可以模拟车轮在实际道路行驶过程中承受径向力、侧向力和部分纵向力的工况，但是没有考虑汽车加速时车轮承受加速扭矩从而引起车轮所受纵向力变化的工况。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备，可模拟施加车轮在实际道路行驶过程中所受的加速扭矩，在汽车底盘模拟路试中更真实地模拟再现汽车行驶工况，确保了测试的车轮和悬架系统的试验状态接近实车试车场测试状态，使汽车底盘模拟路试试验的结果与实车试车场测试结果一致性高。

为实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：

第一方面，提供一种车轮加速扭矩系统，包括扭矩轴驱动电机、减速器、扭矩轴、自动连接脱开机构，所述扭矩轴驱动电机的输出轴连接所述减速器，所述扭矩轴的一端连接所述减速器的输出端，所述扭矩轴的另一端连接所述自动连接脱开机构，所述自动连接脱开机构连接车轮的传动轴；所述自动连接脱开机构能够将扭矩轴的加速扭矩施加到所述传动轴，并且能够将施加到所述传动轴的加速扭矩脱离。

在一些实施例中，所述自动连接脱开机构包括齿轮上轴、齿轮下轴、气缸，所述齿轮上轴一端为轴端，另一端为齿轮端，所述齿轮下轴一端为轴端，另一端为齿轮端；所述齿轮上轴的轴端与车轮的传动轴连接，所述齿轮上轴的齿轮端与所述齿轮下轴的齿轮端能够通过齿轮啮合，所述齿轮下轴的轴端与所述气缸的活塞杆连接，所述气缸能够推动所述齿轮下轴的齿轮端与所述齿轮上轴的齿轮端齿轮啮合和分离。

在一些实施例中，所述扭矩轴上还设置有扭矩传感器。

在一些实施例中，所述扭矩轴为十字轴式万向联轴器。

第二方面，本申请实施例提供了一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备，包括上述任一实施例中所述的一种车轮加速扭矩系统，还包括悬架组件和转鼓组件，悬架组件包括悬架固定架和用于安装车轮的四分之一悬架，所述四分之一悬架固定在所述悬架固定架上；所述悬架组件能够通过车轮与所述转鼓组件接触，所述转鼓组件能够带动所述车轮旋转。

在一些实施例中，所述转鼓组件包括转鼓、转鼓减速机、转鼓电机，所述转鼓电机的输出轴通过转鼓减速机连接所述转鼓的中心轴，所述转鼓电机能够驱动所述转鼓转动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备，所述车轮加速扭矩系统包括扭矩轴驱动电机、减速器、扭矩轴、自动连接脱开机构，所述自动连接脱开机构连接车轮的传动轴，所述自动连接脱开机构能够将扭矩轴的加速扭矩施加到所述传动轴，并且能够将施加到所述传动轴的加速扭矩脱离，能够适应在试验台架试验中施加加速扭矩的需要，可模拟施加车轮在实际道路行驶过程中所受的加速扭矩，从而本实用新型中的用于汽车底盘模拟路试的试验设备在汽车底盘模拟路试中更真实地模拟再现汽车行驶工况，确保了测试的车轮和悬架系统的试验状态接近实车试车场测试状态，使汽车底盘模拟路试试验的结果与实车试车场测试结果一致性高。

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是本申请一种用于汽车底盘模拟路试的车轮加速扭矩系统的结构示意图。

图2是本申请一种用于汽车底盘模拟路试的车轮加速扭矩系统的自动连接脱开机构的结构示意图。

图3是本申请一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备的结构示意图。

图4是本申请一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备的悬架组件的结构示意图。

图5是本申请一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备的悬架组件的爆炸图（装配示意图）。

图6是本申请一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备的转鼓组件的示意图。

其中：1-悬架组件、2-转鼓组件、3-扭矩轴驱动电机、4-减速器、5-扭矩传感器、6-扭矩轴、7-自动连接脱开机构、101-轮毂轮胎总成、102-刹车盘、103-刹车盘盖板、104-刹车钳、105-轮毂轴承、106-传动轴、107-转向节、108-阻尼器及弹簧、109-上前控制臂、110-上后控制臂、111-下前控制臂、112-下后控制臂、113-趾型控制臂、114-悬架固定架、201-转鼓、202-转鼓减速机、203-转鼓电机、701-齿轮上轴、702-齿轮下轴、703-气缸。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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作出创造性劳动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。

实施例1：

本实施例1中提供了一种用于汽车底盘模拟路试的车轮加速扭矩系统，如图1中所示，包括扭矩轴驱动电机3、减速器4、扭矩传感器5、扭矩轴6、自动连接脱开机构7。所述扭矩轴驱动电机3的输出轴连接所述减速器4。所述扭矩轴6的一端连接所述减速器4的输出端，所述扭矩轴6的另一端连接所述自动连接脱开机构7。所述扭矩轴6上还设置有扭矩传感器5。所述自动连接脱开机构7连接车轮的传动轴，所述自动连接脱开机构7能够将扭矩轴6的加速扭矩施加到所述传动轴，并且能够将施加到所述传动轴的加速扭矩脱离。

如图2中所示，所述自动连接脱开机构7包括齿轮上轴701、齿轮下轴702、气缸703。所述齿轮上轴701一端为轴端，另一端为齿轮端，所述齿轮下轴702一端为轴端，另一端为齿轮端。所述齿轮上轴701的轴端与车轮的传动轴连接，所述齿轮上轴701的齿轮端与所述齿轮下轴702的齿轮端能够通过齿轮啮合，所述齿轮下轴702的轴端与所述气缸703的活塞杆连接，所述气缸703能够推动所述齿轮下轴702的齿轮端与所述齿轮上轴701的齿轮端齿轮啮合和分离。

本实施例1中所述的扭矩轴驱动电机3的额定功率为315kW，额定转矩为2000N·m。所述扭矩轴6为十字轴式万向联轴器，回转直径为180mm，最大倾角15°，长度范围为1450mm至2020mm，公称疲劳扭矩为11200 N·m。所述的扭矩传感器5的扭矩测量范围在0～2000N·m之间，测量精度为±0.05N·m。所述的减速器4的减速比为1:1。

本实施例1中提供了一种车轮加速扭矩系统及用于汽车底盘模拟路试的试验设备，所述车轮加速扭矩系统包括扭矩轴驱动电机、减速器、扭矩轴、自动连接脱开机构，所述自动连接脱开机构连接车轮的传动轴，所述自动连接脱开机构能够将扭矩轴的加速扭矩施加到所述传动轴，并且能够将施加到所述传动轴的加速扭矩脱离，能够适应在试验台架试验中施加加速扭矩的需要，可模拟施加车轮在实际道路行驶过程中所受的加速扭矩。

实施例2

本实施例2中提供了一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备，包括上述实施例1中所述的一种用于汽车底盘模拟路试的车轮加速扭矩系统，还包括悬架组件1和转鼓组件2。

如图1-3中所示包括悬架组件1、转鼓组件2、扭矩轴驱动电机3、减速器4、扭矩传感器5、扭矩轴6、自动连接脱开机构7，悬架组件1固定在试验机上，转鼓组件2模拟路面布置在车轮及悬架组件1下方。自动连接脱开机构7包括齿轮上轴701、齿轮下轴702、气缸703。自动连接脱开机构7可根据加载的需求将加速扭矩施加到车轮的传动轴，需要施加加速扭矩时自动连接脱开机构7的气缸703推动齿轮下轴702的齿轮端与齿轮上轴701的齿轮端齿轮啮合，扭矩轴驱动电机3输出加速扭矩，经减速器4、扭矩轴6、自动连接脱开机构7传递到悬架组件1和悬架组件1上固定的车轮，扭矩传感器5布置在扭矩轴6上，用于监控施加的加速扭矩值。

所述悬架组件1包括悬架固定架114和用于安装车轮的四分之一悬架，所述四分之一悬架固定在所述悬架固定架114上；所述悬架组件1能够通过车轮加载到所述转鼓组件2上，即所述悬架组件1能够通过车轮与所述转鼓组件2接触，所述转鼓组件2能够带动所述车轮旋转。所述车轮为轮毂轮胎总成101。

如图4-5所示，悬架组件1包括轮毂轮胎总成101、刹车盘102、刹车盘盖板103、刹车钳104、轮毂轴承105、传动轴106、转向节107、阻尼器及弹簧108、上前控制臂109、上后控制臂110、下前控制臂111、下后控制臂112、趾型控制臂113、悬架固定架114。轮轮胎总成101、刹车盘102、刹车盘盖板103、刹车钳104、轮毂轴承105、传动轴106、转向节107、阻尼器及弹簧108、上前控制臂109、上后控制臂110、下前控制臂111、下后控制臂112、趾型控制臂113均是宝马5系轿车的原车配件。按照实车装配尺寸设计悬架固定架114，将轮轮胎总成101的轮胎充气至正常胎压，将轮轮胎总成101、刹车盘102、刹车盘盖板103、刹车钳104、轮毂轴承105、传动轴106、转向节107、阻尼器及弹簧108、上前控制臂109、上后控制臂110、下前控制臂111、下后控制臂112、趾型控制臂113按照实车的装配关系安装到悬架固定架114上组装成车轮及悬架系统1。

如图6中所示，转鼓组件2包括转鼓201、转鼓减速机202、转鼓电机203, 所述转鼓电机203的输出轴通过转鼓减速机202连接所述转鼓的中心轴，所述转鼓电机203能够驱动所述转鼓201转动。转鼓电机203经转鼓减速机202驱动转鼓201转动，转鼓201布置在轮毂轮胎总成101下方，转鼓201与轮毂轮胎总成101相接触，转鼓201转动带动轮毂轮胎总成101转动。

实施例2中的一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备在进行汽车底盘模拟路试试验时，按照如下步骤进行。

1.确定试验参数。试验机为汽车底盘模拟路试试验机，测试对象为宝马5系轿车左后车轮及其悬架系统，车轮外倾角为1.594°，车自重为2145kg，满载车重为2825kg，将车轮转速加速至100km/h。

2.组装并安装车轮及悬架系统。在市场上采购宝马5系轿车的轮毂轮胎总成101的轮毂和轮胎、刹车盘102、刹车盘盖板103、刹车钳104、轮毂轴承105、传动轴106、转向节107、阻尼器及弹簧108、上前控制臂109、上后控制臂110、下前控制臂111、下后控制臂112、趾型控制臂113。将车轮和轮胎组装成轮毂轮胎总成101，轮胎充气至胎压200kPa，按照原车装配关系安装到悬架固定架114上组装成车轮及悬架系统，将车轮及悬架系统安装到试验机上，保证轮毂轮胎总成101与转鼓201的距离与实车车轮轮胎总成到地面的距离相同。

3.车轮加速。自动连接脱开机构7的气缸703推动齿轮下轴702伸出与齿轮上轴701连接；启动转鼓电机203和矩轴驱动电机3，转鼓电机203经转鼓减速机202驱动转鼓201转动，转鼓201转动带动轮毂轮胎总成101转动，增加转鼓电机203输出扭矩，使得轮毂轮胎总成101转动加快直至达到转速100km/h；同时扭矩轴驱动电机3输出扭矩经减速器4、扭矩轴6、自动连接脱开机构7传递到车轮及悬架系统1的传动轴106；扭矩传感器5监控扭矩轴6的输出扭矩值，当达到设定扭矩值时，轮毂轮胎总成101的转速达到了目标转速，驱动轮毂轮胎总成101转动的传动轴106承受的扭矩值也达到目标值，轮毂轮胎总成101的加速完成，自动连接脱开机构7的气缸703推动齿轮下轴702收缩与齿轮上轴701分离；记录轮毂轮胎总成101从0加速至100km/h所用的时间；重复进行5次加速。

对比例1：车轮实际平面道路试验。

选择与实施例2中的同款车，在实际平面道路上进行车轮的加速，与实施例2相同将车轮加速至100km/h，记录加速用时，重复进行5次加速。

实施例2和对比例1选择了相同的车轮及悬架系统进行相同的加速，具有可比性。将实施例2和对比例1测得的试验数据放到表1中进行比较，结果表如下：

表1 实施例2与对比例1的试验结果

从试验结果中可以看出，相同的车轮及悬架系统进行相同的加速，采用本申请的一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备和实车在实际道路上测得的加速所用时间结果一致性高，汽车底盘模拟路试的车轮加速扭矩系统可以为车轮准确的加速。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种车轮加速扭矩系统，其特征在于，包括扭矩轴驱动电机、减速器、扭矩轴、自动连接脱开机构，所述扭矩轴驱动电机的输出轴连接所述减速器，所述扭矩轴的一端连接所述减速器的输出端，所述扭矩轴的另一端连接所述自动连接脱开机构，所述自动连接脱开机构连接车轮的传动轴；所述自动连接脱开机构能够将扭矩轴的加速扭矩施加到所述传动轴，并且能够将施加到所述传动轴的加速扭矩脱离。

2.根据权利要求1中所述的一种车轮加速扭矩系统，其特征在于，所述自动连接脱开机构包括齿轮上轴、齿轮下轴、气缸，所述齿轮上轴一端为轴端，另一端为齿轮端，所述齿轮下轴一端为轴端，另一端为齿轮端；所述齿轮上轴的轴端与车轮的传动轴连接，所述齿轮上轴的齿轮端与所述齿轮下轴的齿轮端能够通过齿轮啮合，所述齿轮下轴的轴端与所述气缸的活塞杆连接，所述气缸能够推动所述齿轮下轴的齿轮端与所述齿轮上轴的齿轮端齿轮啮合和分离。

3.根据权利要求1或2中所述的一种车轮加速扭矩系统，其特征在于，所述扭矩轴上还设置有扭矩传感器。

4.根据权利要求1或2中所述的一种车轮加速扭矩系统，其特征在于，所述扭矩轴为十字轴式万向联轴器。

5.一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备，其特征在于，包括上述权利要求1-4中任一项中所述的一种车轮加速扭矩系统，还包括悬架组件和转鼓组件，悬架组件包括悬架固定架和用于安装车轮的四分之一悬架，所述四分之一悬架固定在所述悬架固定架上；所述悬架组件能够通过车轮与所述转鼓组件接触，所述转鼓组件能够带动所述车轮旋转。

6.根据权利要求5中所述的一种用于汽车底盘模拟路试的试验设备，其特征在于，所述转鼓组件包括转鼓、转鼓减速机、转鼓电机，所述转鼓电机的输出轴通过转鼓减速机连接所述转鼓的中心轴，所述转鼓电机能够驱动所述转鼓转动。

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