KR20220136922A - 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비 - Google Patents
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 자동차 섀시 서스펜션 시스템 시험 기술 분야에 관한 것으로, 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비를 제공하며, 로딩 시스템은, 경사각 조정 조립체, 차량 중량 로딩 조립체, 회전각 조정 조립체, 수직 하중 로딩 조립체를 포함하고, 자동차의 실제 도로 주행 과정에서 섀시가 받는 다양한 하중을 모의하여 인가할 수 있음으로써, 모의 시험 결과와 실차의 성능 시험장에서 검측된 결과의 일치성을 보장하며; 시험 장비는, 서스펜션 조립체, 가속 토크 조립체 및 드럼 조립체를 더 포함하며, 휠 및 서스펜션 등 자동차 섀시 부품의 피로 내구 성능을 동시에 시험할 수 있으며, 시험 결과는 성능 시험장의 시험 결과와 일치성이 높고, 보편성을 가지며, 다양한 차종의 휠 및 서스펜션 시스템을 설치할 수 있고 피로 내구 성능을 시험할 수 있으며, 완성차의 개발 주기를 단축시키고, 개발 원가를 절감한다.
Description
본 발명은 자동차 섀시 서스펜션 시스템 시험 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비에 관한 것이다.
자동차 섀시 전체의 피로 내구성 도로 성능 시험은 자동차 개발의 최종 단계에 속하고, 일반적으로 전문 성능 시험장에서 진행되며, 완성차를 사용해야 하고, 시험 요원의 작업 피로 강도가 크며, 주기가 매우 길고, 시험 원가가 높으며, 부품의 고장이 발생하기만 하면, 심각한 개발 비용 및 진행 손실을 일으킨다. 따라서 완성차 도로 성능 시험을 진행하기 전에, 실험실에서 자동차 섀시 부품 레벨 및 시스템 레벨의 신뢰성을 검증해야 한다.
휠의 피로 내구 성능을 검증하기 위해, 일반적으로 실험실에서 방사 방향 피로, 코너링 피로 및 모의 도로 성능 시험의 이축 피로 시험을 이용하여 검증하나, 이러한 벤치 시험은 휠만 설치하고, 서스펜션이 휠이 받는 하중에 대한 완충 작용을 고려하지 않았으므로, 시험 결과가 실차 결과와 일정한 편차를 가진다. 자동차 섀시 시스템의 피로 내구 성능을 검증하기 위해서는, 실험실에서 쿼터 서스펜션 시스템, 하프 차량 또는 전체 섀시의 축결합 도로 모의 시험을 진행할 수 있으나, 시험에서 휠이 설치되지 않고, 축헤드에서의 로딩은 휠의 성능을 고찰할 수 없으며, 반복 평가, 패치 측정, 데이터 분석 등에 대한 시험의 요구가 비교적 높고 시험 비용도 높다.
본 발명의 실시예는 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비를 제공하고, 배경 기술의 문제를 해결할 수 있으며, 자동차의 실제 도로 주행 과정에서 섀시가 받는 다양한 하중을 모의하여 인가하면서, 휠 및 서스펜션 등 자동차 섀시 부품의 피로 내구 성능을 시험할 수 있으며, 시험 결과는 성능 시험장의 시험 결과와 일치성이 높고, 보편성을 가지며, 다양한 차종의 휠 및 서스펜션 시스템을 설치할 수 있고 피로 내구 성능을 시험할 수 있으며, 완성차의 개발 주기를 단축시키고, 개발 원가를 절감한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 기술적 해결수단을 제공한다.
제1 측면에서, 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템을 제공하며, 상기 로딩 시스템은, 설치 시트, 경사각 조정 조립체, 차량 중량 로딩 조립체, 회전각 조정 조립체, 수직 하중 로딩 조립체 및 맞춤판을 포함하고, 상기 경사각 조정 조립체는 상기 설치 시트에 설치되고, 상기 차량 중량 로딩 조립체는 상기 경사각 조정 조립체에 마련되며, 상기 회전각 조정 조립체는 상기 차량 중량 로딩 조립체에 마련되고, 상기 수직 하중 로딩 조립체는 상기 회전각 조정 조립체에 마련되며; 상기 맞춤판은 서스펜션 조립체 및 휠의 설치에 이용되고, 상기 맞춤판은 수직되게 아래로 상기 회전각 조정 조립체에 고정되며, 상기 수직 하중 로딩 조립체는 상기 맞춤판의 상단에 작용하는 것을 특징으로 한다.
일부 실시예에서, 상기 경사각 조정 조립체는 경사각 L팔 고정 몸체, 경사각 회전축 및 경사각 조정 전기 제어 유닛을 포함하고, 상기 경사각 L팔 고정 몸체는 상기 설치 시트에 가동적으로 연결되고, 상기 경사각 회전축을 중심으로 회전될 수 있으며; 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛의 일단은 상기 설치 시트에 가동적으로 연결되고, 타단은 상기 경사각 L팔 고정 몸체에 가동적으로 연결되며, 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛은 상기 경사각 L팔 고정 몸체가 상기 경사각 회전축을 중심으로 회전되도록 구동할 수 있으며; 상기 차량 중량 로딩 조립체는 경사각 L팔과 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛을 포함하고, 상기 경사각 L팔 고정 몸체의 측면에는 수직되게 아래로 향한 제1 레일이 마련되며, 상기 경사각 L팔은 상기 제1 레일에 마련되며, 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛은 상기 경사각 L팔 고정 몸체에 마련되고, 상기 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛은 상기 경사각 L팔이 상기 제1 레일을 따라 상하 이동되도록 구동할 수 있으며; 상기 회전각 조정 조립체는 회전각 L팔, 제1 베어링 및 회전각 조정 전기 제어 유닛을 포함하고, 상기 회전각 L팔의 수평 부분은 제1 베어링의 이너링과 고정 연결되며, 상기 경사각 L팔의 수평 부분은 제1 베어링의 아우터링과 연결되며, 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛은 상기 회전각 L팔과 상기 경사각 L팔 사이에 마련되어, 상기 회전각 L팔이 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛의 회전축을 중심으로 회전되도록 구동할 수 있으며; 상기 수직 하중 로딩 조립체는 수직 하중 유압 액츄에이터를 포함하고, 상기 수직 하중 유압 액츄에이터는 상기 회전각 L팔에 고정되며, 상기 맞춤판의 수직 상방에 위치하여, 상기 맞춤판과 서로 연결되고; 상기 맞춤판은 수직되게 아래로 상기 회전각 L팔의 수직 부분의 내측에 고정된다.
일부 실시예에서, 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛은 전동 실린더, 에어 실린더, 유압 실린더 중의 임의의 하나이다.
일부 실시예에서, 상기 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛은 제1 모터, 제1 감속기, 벨트 및 제1 스크류, 제1 슬라이더를 포함하고, 상기 제1 모터의 출력단은 상기 제1 감속기 및 벨트를 거쳐 상기 제1 스크류에 연결되며, 상기 제1 스크류의 회전을 구동할 수 있고; 상기 제1 슬라이더는 상기 경사각 L팔과 고정 연결되며, 상기 제1 스크류는 상기 제1 슬라이더와 결합된다.
일부 실시예에서, 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛은 회전각 모터 및 제2 감속기를 포함하고, 상기 회전각 모터의 하우징은 상기 회전각 L팔에 고정되며, 상기 회전각 모터의 출력축은 상기 제2 감속기를 통해 상기 경사각 L팔에 고정된다.
일부 실시예에서, 상기 맞춤판과 상기 회전각 L팔의 수직 부분의 내측 사이에는 육분력 센서 유닛이 마련되고, 상기 육분력 센서 유닛은 밑판, 육분력 센서 및 커버 플레이트를 포함하며, 육분력 센서는 밑판과 커버 플레이트 중간에 배치되며; 상기 커버 플레이트에는 제2 레일이 마련되고, 상기 맞춤판은 상기 제2 레일에 마련되며, 상기 맞춤판은 상기 제2 레일을 따라 상하 이동될 수 있다.
제2 측면에서, 본 발명의 다른 일 실시예는, 상술한 어느 한 실시예에 따른 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템을 포함하고, 서스펜션 조립체, 가속 토크 조립체 및 드럼 조립체를 더 포함하는 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비를 제공하며, 서스펜션 조립체는 서스펜션 앵커 및 휠의 설치를 위한 쿼터 서스펜션을 포함하고, 상기 쿼터 서스펜션은 상기 서스펜션 앵커에 고정되며, 상기 서스펜션 앵커는 상기 맞춤판에 고정되고; 상기 가속 토크 조립체의 출력단은 상기 쿼터 서스펜션의 전동축에 연결되어 휠의 가속 회전을 구동하며; 상기 서스펜션 조립체는 휠을 통해 상기 드럼 조립체에 로딩될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 가속 토크 조립체는 토크축 구동 모터, 감속기 및 토크축을 포함하고, 토크축 구동 모터의 출력축은 상기 감속기를 통해 상기 토크축과 연결되며, 상기 토크축은 상기 쿼터 서스펜션의 전동축에 연결된다.
일부 실시예에서, 상기 드럼 조립체는 드럼, 드럼 감속기 및 드럼 모터를 포함하고, 상기 드럼 모터의 출력축은 드럼 감속기를 통해 상기 드럼의 중심축에 연결되며, 상기 드럼 모터는 상기 드럼의 회전을 구동할 수 있다.
종래의 기술에 비해, 본 발명은 다음과 같은 유익한 효과를 가진다.
본 발명은 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비를 제공하며, 로딩 시스템은, 경사각 조정 조립체, 차량 중량 로딩 조립체, 회전각 조정 조립체 및 수직 하중 로딩 조립체를 포함하고, 자동차의 실제 도로 주행 과정에서 섀시가 받는 다양한 하중을 모의하여 인가할 수 있음으로써, 모의 시험 결과와 실차의 성능 시험장에서 검측된 결과의 일치성을 보장하며; 시험 장비는, 서스펜션 조립체, 가속 토크 조립체 및 드럼 조립체를 더 포함하며, 휠 및 서스펜션 등 자동차 섀시 부품의 피로 내구 성능을 동시에 시험할 수 있으며, 시험 결과는 성능 시험장의 시험 결과와 일치성이 높고, 보편성을 가지며, 다양한 차종의 휠 및 서스펜션 시스템을 설치할 수 있고 피로 내구 성능을 시험할 수 있으며, 완성차의 개발 주기를 단축시키고, 개발 원가를 절감한다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예의 설명에 필요한 도면을 간략히 설명하나, 아래 설명되는 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐, 당업자라면 창의적 노동이 없이 이러한 도면으로부터 다른 도면을 얻을 수도 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템의 조립 구조도(분해도)이다.
도 3은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템의 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛의 부분 구조도이다.
도 4는 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 구조 개략도이다.
도 5는 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 휠 및 서스펜션 조립체의 구조 개략도이다.
도 6은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 휠 및 서스펜션 조립체의 조립 구조도(분해도)이다.
도 7은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 가속 토크 조립체 구조 개략도이다.
도 8은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 드럼 조립체의 구조 개략도이다.
도 1은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템의 조립 구조도(분해도)이다.
도 3은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템의 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛의 부분 구조도이다.
도 4는 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 구조 개략도이다.
도 5는 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 휠 및 서스펜션 조립체의 구조 개략도이다.
도 6은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 휠 및 서스펜션 조립체의 조립 구조도(분해도)이다.
도 7은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 가속 토크 조립체 구조 개략도이다.
도 8은 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비의 드럼 조립체의 구조 개략도이다.
실시예 1
본 발명의 실시예 1은 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템을 제공하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 로딩 시스템은, 설치 시트(111), 경사각 조정 조립체, 차량 중량 로딩 조립체, 회전각 조정 조립체, 수직 하중 로딩 조립체 및 맞춤판(108)을 포함한다. 상기 경사각 조정 조립체는 상기 설치 시트(111)에 설치되고, 상기 차량 중량 로딩 조립체는 상기 경사각 조정 조립체에 마련되며, 상기 회전각 조정 조립체는 상기 차량 중량 로딩 조립체에 마련되고, 상기 수직 하중 로딩 조립체는 상기 회전각 조정 조립체에 마련된다. 상기 맞춤판(108)은 서스펜션 조립체(3) 및 휠(5)의 설치에 사용되고, 상기 맞춤판(108)은 수직되게 아래로 상기 회전각 조정 조립체에 고정되며, 상기 수직 하중 로딩 조립체는 상기 맞춤판(108)의 상단에 작용한다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 경사각 조정 조립체는 경사각 L팔 고정 몸체(103), 경사각 회전축(102) 및 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)을 포함하고, 상기 경사각 L팔 고정 몸체(103)는 상기 설치 시트(111)에 가동적으로 연결되고, 상기 경사각 회전축(102)을 중심으로 회전될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 경사각 L팔 고정 몸체(103)는 상기 경사각 회전축(102)에 고정되고, 상기 경사각 회전축(102)은 그 양단의 베어링 및 베어링 고정 시트를 통해 상기 설치 시트(111)에 고정된다. 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)의 일단은 상기 설치 시트(111)에 가동적으로 연결되고, 타단은 상기 경사각 L팔 고정 몸체(103)에 가동적으로 연결되며, 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)은 상기 경사각 L팔 고정 몸체(103)가 상기 경사각 회전축(102)을 중심으로 회전되도록 구동할 수 있다. 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)은 전동 실린더이다(에어 실린더 또는 유압 실린더일 수도 있음).
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 차량 중량 로딩 조립체는 경사각 L팔(104)과 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)을 포함하고, 상기 경사각 L팔 고정 몸체(103)의 측면에는 수직되게 아래로 향한 제1 레일(112)이 마련되며, 상기 경사각 L팔(104)은 상기 제1 레일(112)에 마련되며, 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 상기 경사각 L팔 고정 몸체(103)에 마련된 홈 내에 설치되고, 상기 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 상기 경사각 L팔(104)이 상기 제1 레일(112)을 따라 상하 이동되도록 구동할 수 있다. 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 제1 모터(113), 제1 감속기(114), 벨트(115) 및 제1 스크류(116), 제1 슬라이더(117)를 포함하고, 상기 제1 모터(113)의 출력단은 제1 감속기(114), 벨트(115)를 거쳐 상기 제1 스크류(116)에 연결되며, 상기 제1 스크류(116)의 회전을 구동할 수 있고, 상기 제1 슬라이더(117)는 상기 경사각 L팔(104)과 고정 연결되며, 상기 제1 스크류(116)는 상기 제1 슬라이더(117)와 결합된다.
상기 회전각 조정 조립체는 회전각 L팔(106), 제1 베어링(118) 및 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)을 포함하고, 상기 회전각 L팔(106)의 수평 부분은 제1 베어링(118)의 이너링과 고정 연결되며, 상기 경사각 L팔(104)의 수평 부분은 제1 베어링(118)의 아우터링과 연결된다. 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)은 상기 회전각 L팔(106)과 상기 경사각 L팔(104) 사이에 마련되며, 상기 회전각 L팔(106)이 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)의 회전축을 중심으로 회전되도록 구동할 수 있다. 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)은 회전각 모터(119), 제2 감속기(120)를 포함하고, 상기 회전각 모터(119)의 하우징은 상기 회전각 L팔(106)에 고정되며, 상기 회전각 모터(119)의 출력축은 상기 제2 감속기(120)를 통해 상기 경사각 L팔(104)에 고정된다.
상기 수직 하중 로딩 조립체는 수직 하중 유압 액츄에이터(110)를 포함하고, 상기 수직 하중 유압 액츄에이터(110)는 상기 회전각 L팔(106)에 고정되며, 상기 맞춤판(108)의 수직 상방에 위치하여, 상기 맞춤판(108)과 서로 연결된다. 상기 맞춤판(108)은 수직되게 아래로 상기 회전각 L팔(106)의 수직 부분의 내측에 고정된다.
상기 맞춤판(108)과 상기 회전각 L팔(106)의 수직 부분의 내측 사이에는 육분력 센서 유닛(109)이 마련되고, 상기 육분력 센서 유닛은 밑판, 육분력 센서 및 커버 플레이트를 포함하며, 육분력 센서는 밑판과 커버 플레이트 중간에 배치된다. 상기 커버 플레이트에는 제2 레일(121)이 마련되고, 상기 맞춤판(108)은 상기 제2 레일(121)에 마련되며, 상기 맞춤판(108)은 상기 제2 레일(121)을 따라 상하 이동될 수 있다.
본 실시예 1에 따른 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템은, 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)이 경사각 L팔 고정 몸체(103)가 경사각 회전축(102)을 중심으로 회전하는 각도를 조정하여, 시험되는 실체 차량 서스펜션 조립체(3)의 경사각이 실차와 동일하도록 하고; 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 경사각 L팔(104)의 수직 변위를 조정하고, 수직 하중 유압 액츄에이터(110)는 맞춤판(108)의 수직 변위를 조정하여 수직 하중 유압 액츄에이터(110)의 합리적인 주행 범위 내에서 시험되는 실차 휠(5) 및 서스펜션 조립체(3)에 실차 중량에 맞먹는 사전 하중을 인가하도록 보장하며; 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)은 회전각 L팔(106)의 회전을 구동하고, 휠(5)의 회전각을 조정하며, 실차의 도로에서의 코너링 조건을 모의하여, 시험되는 휠 및 서스펜션 시스템에 측방향 하중을 인가하며; 수직 하중 유압 액츄에이터(110)는 수직 하중을 인가하고, 수직 하중은 맞춤판(108)을 통해 시험되는 휠(5) 및 서스펜션 조립체(3)에 전달되며, 실차가 도로에서 주행 시 노면 범프로 인해 받는 수직 방향 하중을 모의한다. 본 실시예 1의 로딩 시스템은 자동차가 실제 도로에서의 주행 과정에서 섀시가 받는 다양한 하중을 모의하여 인가할 수 있어, 모의 시험 결과와 실차의 성능 시험장에서 검측된 결과의 일치성을 보장한다.
실시예 2
본 실시예는 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비를 제공하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 로딩 시스템(1), 가속 토크 조립체(2), 서스펜션 조립체(3) 및 드럼 조립체(4)를 포함한다. 서스펜션 조립체(3)는 서스펜션 앵커(314) 및 휠(5)의 설치를 위한 쿼터 서스펜션을 포함하고, 상기 쿼터 서스펜션은 상기 서스펜션 앵커(314)에 고정되며, 상기 서스펜션 앵커(314)는 상기 로딩 시스템(1)의 맞춤판(108)에 고정된다. 상기 가속 토크 조립체(2)의 출력단은 상기 쿼터 서스펜션의 전동축(306)에 연결되어 휠(5)(허브 및 타이어 포함)의 회전을 구동한다. 상기 서스펜션 조립체(3)는 휠(5)을 통해 상기 드럼 조립체(4)에 로딩될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 가속 토크 조립체(2)는 토크축 구동 모터(201), 감속기(202) 및 토크축(203)을 포함하고, 토크축 구동 모터(201)의 출력축은 상기 감속기(202)를 통해 상기 토크축(203)과 연결되며, 상기 토크축(203)은 상기 쿼터 서스펜션의 전동축에 연결된다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 시험되는 실차의 서스펜션 조립체(3)의 쿼터 서스펜션은 브레이크 디스크(302), 브레이크 디스크 커버 플레이트(303), 브레이크 캘리퍼(304), 허브 베어링(305), 전동축(306), 조향 너클(307), 댐퍼 및 스프링(308), 상부 전방 제어팔(309), 상부 후방 제어팔(310), 하부 전방 제어팔(311), 하부 후방 제어팔(312), 토 제어팔(313) 및 서스펜션 고정 앵커(314)를 포함한다. 브레이크 디스크(302), 브레이크 디스크 커버 플레이트(303), 브레이크 캘리퍼(304), 허브 베어링(305), 전동축(306), 조향 너클(307), 댐퍼 및 스프링(308), 상부 전방 제어팔(309), 상부 후방 제어팔(310), 하부 전방 제어팔(311), 하부 후방 제어팔(312), 토 제어팔(313)은 모두 모 모델 차량의 오리지널 차량 부품이다.
실차 조립 사이즈에 따라 서스펜션 고정 앵커(314)를 디자인하고, 휠(5)의 타이어를 정상 타이어 압력으로 공기를 충전하며, 휠(5), 브레이크 디스크(302), 브레이크 디스크 커버 플레이트(303), 브레이크 캘리퍼(304), 허브 베어링(305), 전동축(306), 조향 너클(307), 댐퍼 및 스프링(308), 상부 전방 제어팔(309), 상부 후방 제어팔(310), 하부 전방 제어팔(311), 하부 후방 제어팔(312), 토 제어팔(313)을 실차의 조립 관계에 따라 서스펜션 앵커(314)에 설치하여 시험되는 실차 휠(5) 및 서스펜션 조립체(3)로 조립한다.
서스펜션 고정 앵커(314)는 볼트를 통해 휠 및 서스펜션 시스템 맞춤판(108)에 연결된다. 육분력 센서 유닛(109)의 커버 플레이트에는 레일이 마련되고, 휠 및 서스펜션 시스템 맞춤판(108)은 레일을 통해 육분력 센서 유닛(109)과 연결된다. 육분력 센서 유닛(109)의 밑판은 볼트를 통해 회전각 L팔(106)의 일 측면에 연결된다. 수직 하중 유압 액츄에이터(110)는 회전각 L팔(106)에 고정되고, 휠 및 서스펜션 시스템 맞춤판(108)의 수직 상방에 위치하며, 휠 및 서스펜션 시스템 맞춤판(108)과 서로 연결된다.
경사각 L팔(104)과 회전각 L팔(106)은 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)을 통해 연결되고, 상기 제1 베어링(118)은 4점 접촉 볼 베어링이며, 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)의 회전축과 4점 접촉 볼 베어링의 아우터링은 경사각 L팔(104)에 고정되고, 4점 접촉 볼 베어링의 이너링과 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)의 하우징은 회전각 L팔(106)과 연결되며, 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)의 회전각 모터(119)는 제2 감속기(120)를 통해 4점 접촉 볼 베어링의 이너링의 회전을 구동하여, 회전각 L팔(106)이 경사각 L팔(104)(즉, 회전각 모터(119)의 회전축)을 중심으로 회전되도록 구동함으로써, 자동차 코너링 시 휠(5)이 회전되는 상이한 각도를 모의한다.
경사각 L팔 고정 몸체(103)의 일 측면에 제1 레일을 마련하고, 경사각 L팔(104)은 제1 레일을 통해 경사각 L팔 고정 몸체(103)와 연결되며, 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 경사각 L팔 고정 몸체(103) 내에 마련되고, 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)의 제1 모터(113)에 의해 출력되는 동력은 제1 감속기(114), 벨트(115)를 통해 제1 스크류(116)의 회전을 구동하며, 제1 스크류(116)는 상기 제1 슬라이더(117)와 결합되고, 상기 제1 슬라이더(117)는 경사각 L팔(104)과 연결되어, 제1 모터(113)가 경사각 L팔(104)이 경사각 L팔 고정 몸체(103)의 레일을 따라 상하 이동되도록 구동할 수 있으며, 이로써 휠(5)이 실차가 자체 중량을 받는 상황에 따라 드럼(401)에 압하되도록 한다.
경사각 L팔 고정 몸체(103)의 하방에 경사각 회전축(102)을 설치하고, 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)은 경사각 L팔 고정 몸체(103)의 일측에 설치되며, 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)의 출력단은 경사각 L팔 고정 몸체(103)가 경사각 회전축(102)을 따라 회전되도록 구동하고, 즉, 서로 연결된 경사각 L팔(104), 회전각 L팔(106), 육분력 센서 유닛(109), 맞춤판(108)을 통해 시험되는 서스펜션 조립체(3)의 휠(5)이 최종적으로 실차의 외측 경사각 크기에 따라 실차 수직면과 동일한 크기의 외측 경사각을 형성하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 드럼 조립체(4)는 드럼(401), 드럼 감속기(402) 및 드럼 모터(403)를 포함하고, 드럼 모터(403)는 드럼(401)의 회전을 구동하며, 드럼(401)의 재료는 탄소강 Q345이고, 드럼 모터(403)의 출력축은 드럼 감속기(402)를 통해 상기 드럼(401)의 중심축에 연결되며, 드럼(401)의 회전을 구동하고, 휠(5)이 도로에서 직선 주행하는 상태를 환원한다. 휠(5)이 상기 드럼(401)에 로딩될 시, 드럼(401)의 회전은 휠(5)의 회전을 구동할 수 있다.
가속 토크 모듈(2)은 토크축 구동 모터(201), 감속기(202) 및 토크축(203)을 포함하고, 토크축(203)은 시험되는 서스펜션 조립체(3)의 쿼터 서스펜션의 전동축(306)과 연결되며, 토크축 구동 모터(201)에 의해 출력되는 토크는 감속기(202), 토크축(203), 전동축(306)을 통해 휠(5)의 가속 회전을 구동한다.
본 실시예 2의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비는, 시험 시 시험되는 실차의 휠(5)과 휠 서스펜션 시스템(3)을 로딩 시스템(1)의 맞춤판(108)에 고정하고, 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)은 경사각 L팔 고정 몸체(103)가 경사각 회전축(102)을 중심으로 회전되는 각도를 조정하여 시험되는 실차 서스펜션 조립체(3)의 경사각이 실차와 동일하도록 하며; 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 경사각 L팔(104)의 수직 변위를 조정하고, 수직 하중 유압 액츄에이터(110)는 맞춤판(108)의 수직 변위를 조정하여 수직 하중 유압 액츄에이터(110)의 합리적인 주행 범위 내에서 시험되는 서스펜션 조립체(3)에 실차 중량에 맞먹는 사전 하중을 인가하도록 보장하며; 드럼은 휠(5)의 회전을 구동하여, 시험되는 휠(5) 및 서스펜션 조립체(3)가 실차가 도로에서 직선 주행하는 조건을 모의하며; 회전각 조정 전기 제어 유닛(107)은 회전각 L팔(106)의 회전을 구동하고, 휠(5)의 회전각을 조정하며, 실차의 도로에서의 코너링 조건을 모의하여, 시험되는 휠 및 서스펜션 시스템에 측방향 하중을 인가하며; 수직 하중 유압 액츄에이터(110)는 수직 하중을 인가하고, 수직 하중은 맞춤판(108)을 통해 시험되는 서스펜션 조립체(3) 및 휠(5)에 전달되며, 실차가 도로에서 주행 시 도로 범프로 인해 받는 수직 방향 하중을 모의하며; 가속 토크 조립체(2)는 전동축(306)을 통해 휠(5)에 가속 토크를 인가하고, 실차가 도로에서 가속 주행하는 조건을 모의하며, 시험되는 서스펜션 조립체(3) 및 휠(5)에 종방향 하중을 인가한다.
본 실시예 2의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비가 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험의 시험을 진행 시 다음과 같은 단계를 포함한다.
1. 시험 파라미터를 결정한다. 시험 대상은 모 모델 자동차의 좌우 휠 및 서스펜션 시스템이고, 휠 외측 경사각은 1.594°이며, 차량 자체 중량은 2145kg이고, 만재 차량 중량은 2825kg이며, 목표 하중 파일은 자체 수집한 도로 하중 스펙트럼이다.
2. 시험되는 휠 및 서스펜션 시스템을 조립한다. 시중에서 모 모델 차량의 휠(5), 브레이크 디스크(302), 브레이크 디스크 커버 플레이트(303), 브레이크 캘리퍼(304), 허브 베어링(305), 전동축(306), 조향 너클(307), 댐퍼 및 스프링(308), 상부 전방 제어팔(309), 상부 후방 제어팔(310), 하부 전방 제어팔(311), 하부 후방 제어팔(312) 및 토 제어팔(313)을 구매한다. 휠의 스포크, 휠 중심, 외측 휠림, 내측 휠림에 4개의 변형률 측정기를 부착한다. 허브와 타이어를 휠(5)로 조립하고, 타이어를 타이어 압력이 200kPa로 공기를 충전하며, 오리지널 차량 조립 관계에 따라 서스펜션 앵커(314)에 설치하여 시험되는 실차 휠(5) 및 서스펜션 조립체(3)로 조립한다.
3. 시험되는 휠 및 서스펜션 시스템을 로딩 시스템에 설치한다. 시험되는 실차 서스펜션 조립체(3)의 서스펜션 앵커(314)를 볼트를 통해 맞춤판(108)과 연결한다.
4. 휠에 육분력 센서를 설치한다. 휠(5)의 허브에 육분력 센서를 설치한다.
5. 휠 외측 경사각을 조정한다. 경사각 조정 전기 제어 유닛(101)은 경사각 L팔 고정 몸체(103)가 경사각 회전축(102)을 중심으로 1.594° 회전하도록 구동함으로써, 휠 타이어 조립체(301)에 1.594°의 외측 경사각이 생기도록 한다.
6. 차량 중량 수직 하중을 인가한다. 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛(105)은 경사각 L팔(104)이 경사각 L팔 고정 몸체(103)의 레일을 따라 아래로 이동되도록 구동함으로써 휠 타이어 조립체(301)가 드럼(401)에 압하되도록 하며, 만재 차량 중량의 4분의 1에 맞먹는 706.25kg의 수직 하중이 생성되도록 한다.
7. 하중 파일을 인가한다. 회전각 조정 전기 제어 유닛(107), 수직 하중 유압 액츄에이터(110), 가속 토크 조립체(2)를 작동시키고, 목표 하중 파일에 따라 시험되는 실차 휠 및 서스펜션 시스템(3)에 측방향 하중, 수직 방향 하중 및 가속 토크를 인가하며, 휠에 부착된 변형률 측정기의 변형률 신호를 수집한다.
8. 손상을 계산한다. 변형률 진폭과 누적 빈도수의 통계 분석을 진행하고, 표준(진폭) S-N(빈도수)-그래프에 대응되게 실제 측정된 휠 손상값을 계산한다.
비교예 1: 휠의 도로 모의 시험
실시예 2와 동일한 휠 타이어 조립체를 선택하고, 휠에 실시예 2에서와 위치가 동일하게 변형률 측정기를 부착하고, 도로 모의 시험기에서 휠의 도로 모의 시험을 진행하며, 실시예 2와 동일한 목표 하중 파일을 인가하고, 로딩 과정의 변형률 신호를 수집하여 휠의 손상값을 계산하여 얻는다.
실시예 2와 비교예 1은 동일한 휠 타이어 조립체와 목표 하중 파일을 선택하였으며 비교성을 가진다. 실시예 2와 비교예 1에서 측정된 시험 데이터를 표 1에 기입하여 비교하며, 결과는 다음과 같다.
| 시험 그룹 | 변형률 측정기 1 손상값 | 변형률 측정기 3 손상값 | 변형률 측정기 3 손상값 | 변형률 측정기 4 손상값 |
| 실시예 2 | 1.2 | 1.2 | 1.4 | 1.2 |
| 비교예 1 | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 1.3 |
시험 결과로부터, 동일한 휠 타이어 조립체와 목표 하중 파일에서, 본 발명의 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비를 사용하여 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 진행한 시험 결과는 종래의 도로 모의 시험기에서 측정된 휠 손상 결과와 일치성이 높으며, 본 발명의 자동차 새시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템 및 시험 장비는 휠 및 서스펜션 시스템에 정확한 하중을 인가할 수 있음을 알 수 있다.
1: 로딩 시스템
2: 가속 토크 조립체
3: 서스펜션 조립체 4: 드럼 조립체
5: 휠 101: 경사각 조정 전기 제어 유닛
102: 경사각 회전축 103: 경사각 L팔 고정 몸체
104: 경사각 L팔 105: 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛
106: 회전각 L팔 107: 회전각 조정 전기 제어 유닛
108: 맞춤판 109: 육분력 센서 유닛
110: 수직 하중 유압 액츄에이터 111: 설치 시트
112: 제1 레일 113: 제1 모터
114: 제1 감속기 115: 벨트
116: 제1 스크류 117: 제1 슬라이더
118: 제1 베어링 119: 회전각 모터
120: 제2 감속기 121: 제2 레일
201: 토크축 구동 모터 202: 감속기
203: 토크축 302: 브레이크 디스크
303: 브레이크 디스크 커버 플레이트 304: 브레이크 캘리퍼
305: 허브 베어링 306: 전동축
307: 조향 너클 308: 댐퍼 및 스프링
309: 상부 전방 제어팔 310: 상부 후방 제어팔
311: 하부 전방 제어팔 312: 하부 후방 제어팔
313: 토 제어팔 314: 서스펜션 앵커
401: 드럼 402: 드럼 감속기
403: 드럼 모터
3: 서스펜션 조립체 4: 드럼 조립체
5: 휠 101: 경사각 조정 전기 제어 유닛
102: 경사각 회전축 103: 경사각 L팔 고정 몸체
104: 경사각 L팔 105: 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛
106: 회전각 L팔 107: 회전각 조정 전기 제어 유닛
108: 맞춤판 109: 육분력 센서 유닛
110: 수직 하중 유압 액츄에이터 111: 설치 시트
112: 제1 레일 113: 제1 모터
114: 제1 감속기 115: 벨트
116: 제1 스크류 117: 제1 슬라이더
118: 제1 베어링 119: 회전각 모터
120: 제2 감속기 121: 제2 레일
201: 토크축 구동 모터 202: 감속기
203: 토크축 302: 브레이크 디스크
303: 브레이크 디스크 커버 플레이트 304: 브레이크 캘리퍼
305: 허브 베어링 306: 전동축
307: 조향 너클 308: 댐퍼 및 스프링
309: 상부 전방 제어팔 310: 상부 후방 제어팔
311: 하부 전방 제어팔 312: 하부 후방 제어팔
313: 토 제어팔 314: 서스펜션 앵커
401: 드럼 402: 드럼 감속기
403: 드럼 모터
Claims (9)
- 설치 시트, 경사각 조정 조립체, 차량 중량 로딩 조립체, 회전각 조정 조립체, 수직 하중 로딩 조립체 및 맞춤판을 포함하는 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템에 있어서,
상기 경사각 조정 조립체는 상기 설치 시트에 설치되고, 상기 차량 중량 로딩 조립체는 상기 경사각 조정 조립체에 마련되며, 상기 회전각 조정 조립체는 상기 차량 중량 로딩 조립체에 마련되고, 상기 수직 하중 로딩 조립체는 상기 회전각 조정 조립체에 마련되며; 상기 맞춤판은 서스펜션 조립체 및 휠의 설치에 이용되고, 상기 맞춤판은 수직되게 아래로 상기 회전각 조정 조립체에 고정되며, 상기 수직 하중 로딩 조립체는 상기 맞춤판의 상단에 작용하는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 경사각 조정 조립체는 경사각 L팔 고정 몸체, 경사각 회전축 및 경사각 조정 전기 제어 유닛을 포함하고, 상기 경사각 L팔 고정 몸체는 상기 설치 시트에 가동적으로 연결되고, 상기 경사각 회전축을 중심으로 회전될 수 있으며; 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛의 일단은 상기 설치 시트에 가동적으로 연결되고, 타단은 상기 경사각 L팔 고정 몸체에 가동적으로 연결되며, 상기 경사각 조정 전기 제어 유닛은 상기 경사각 L팔 고정 몸체가 상기 경사각 회전축을 중심으로 회전되도록 구동할 수 있으며;
상기 차량 중량 로딩 조립체는 경사각 L팔과 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛을 포함하고, 상기 경사각 L팔 고정 몸체의 측면에는 수직되게 아래로 향한 제1 레일이 마련되며, 상기 경사각 L팔은 상기 제1 레일에 마련되며, 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛은 상기 경사각 L팔 고정 몸체에 마련되고, 상기 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛은 상기 경사각 L팔이 상기 제1 레일을 따라 상하 이동되도록 구동할 수 있으며;
상기 회전각 조정 조립체는 회전각 L팔, 제1 베어링 및 회전각 조정 전기 제어 유닛을 포함하고, 상기 회전각 L팔의 수평 부분은 제1 베어링의 이너링과 고정 연결되며, 상기 경사각 L팔의 수평 부분은 제1 베어링의 아우터링과 연결되며, 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛은 상기 회전각 L팔과 상기 경사각 L팔 사이에 마련되며, 상기 회전각 L팔이 상기 회전각 조정 전기 제어 유닛의 회전축을 중심으로 회전되도록 구동할 수 있으며;
상기 수직 하중 로딩 조립체는 수직 하중 유압 액츄에이터를 포함하고, 상기 수직 하중 유압 액츄에이터는 상기 회전각 L팔에 고정되며, 상기 맞춤판의 수직 상방에 위치하여, 상기 맞춤판과 서로 연결되고; 상기 맞춤판은 수직되게 아래로 상기 회전각 L팔의 수직 부분의 내측에 고정되는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 경사각 조정 전기 제어 유닛은 전동 실린더, 에어 실린더, 유압 실린더 중 임의의 하나인 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 경사각 L팔 수직 조정 전기 제어 유닛은 제1 모터, 제1 감속기, 벨트 및 제1 스크류 및 제1 슬라이더를 포함하고, 상기 제1 모터의 출력단은 상기 제1 감속기, 벨트를 거쳐 상기 제1 스크류에 연결되며, 상기 제1 스크류의 회전을 구동할 수 있고; 상기 제1 슬라이더는 상기 경사각 L팔과 고정 연결되며, 상기 제1 스크류는 상기 제1 슬라이더와 결합되는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 회전각 조정 전기 제어 유닛은 회전각 모터 및 제2 감속기를 포함하고, 상기 회전각 모터의 하우징은 상기 회전각 L팔에 고정되며, 상기 회전각 모터의 출력축은 상기 제2 감속기를 통해 상기 경사각 L팔에 고정되는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 맞춤판과 상기 회전각 L팔의 수직 부분의 내측 사이에는 육분력 센서 유닛이 마련되고, 상기 육분력 센서 유닛은 밑판, 육분력 센서 및 커버 플레이트를 포함하며, 육분력 센서는 밑판과 커버 플레이트 중간에 배치되며; 상기 커버 플레이트에는 제2 레일이 마련되고, 상기 맞춤판은 상기 제2 레일에 마련되며, 상기 맞춤판은 상기 제2 레일을 따라 상하 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 로딩 시스템을 포함하고, 서스펜션 조립체, 가속 토크 조립체 및 드럼 조립체를 더 포함하는 자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비에 있어서,
서스펜션 조립체는 서스펜션 앵커 및 휠의 설치를 위한 쿼터 서스펜션을 포함하고, 상기 쿼터 서스펜션은 상기 서스펜션 앵커에 고정되며, 상기 서스펜션 앵커는 상기 맞춤판에 고정되고; 상기 가속 토크 조립체의 출력단은 상기 쿼터 서스펜션의 전동축에 연결되어 휠의 가속 회전을 구동하며; 상기 서스펜션 조립체는 휠을 통해 상기 드럼 조립체에 로딩될 수 있는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비. - 제7항에 있어서,
상기 가속 토크 조립체는 토크축 구동 모터, 감속기 및 토크축을 포함하고, 토크축 구동 모터의 출력축은 상기 감속기를 통해 상기 토크축과 연결되며, 상기 토크축은 상기 쿼터 서스펜션의 전동축에 연결되는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비. - 제7항에 있어서,
상기 드럼 조립체는 드럼, 드럼 감속기 및 드럼 모터를 포함하고, 상기 드럼 모터의 출력축은 드럼 감속기를 통해 상기 드럼의 중심축에 연결되며, 상기 드럼 모터는 상기 드럼의 회전을 구동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
자동차 섀시 모의 도로 성능 시험을 위한 시험 장비.
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