RU145067U1

RU145067U1 - VEHICLE SUSPENSION TEST STAND

Info

Publication number: RU145067U1
Application number: RU2014113784/11U
Authority: RU
Inventors: Константин Александрович Зименко; Алексей Анатольевич Маргун; Дмитрий Николаевич Базылев; Артем Сергеевич Кремлев; Алексей Алексеевич Бобцов; Антон Валерьевич Титов
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-09-10

Abstract

1. Стенд для испытания подвески автотранспортных средств, содержащий блок управления, поворотный кулак, поперечный рычаг, пружину, гидравлический привод с горизонтальным цилиндром, направляющий элемент с возможностью поворота цилиндра относительно штока, отличающийся тем, что стенд снабжен исполнительным механизмом имитации дорожного полотна, связанным с колесом, пневмоэлементом, закрепленным параллельно пружине и датчиками регистрации линейных ускорений, расположенных на верхней раме и опоре колеса, а боковая рама связана с основанием посредством роликовых салазок.2. Стенд для испытания подвески автотранспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что исполнительный механизм имитации дорожного полотна выполнен в виде одного или серии управляемых вертикальных гидроцилиндров.1. A test bench for suspension of vehicles, comprising a control unit, a knuckle, a wishbone, a spring, a hydraulic actuator with a horizontal cylinder, a guiding element with the ability to rotate the cylinder relative to the rod, characterized in that the stand is equipped with an actuator simulating the roadway associated with a wheel, a pneumatic element mounted parallel to the spring and linear acceleration sensors located on the upper frame and wheel support, and the side frame is connected with it means salazok.2 roller. A test bench for suspension of vehicles according to claim 1, characterized in that the actuator simulating the roadway is made in the form of one or a series of controlled vertical hydraulic cylinders.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для испытания конструкций и элементов подвески колесных транспортных средств, например, автомобилей.The utility model relates to transport engineering, and in particular to devices for testing structures and suspension elements of wheeled vehicles, for example, automobiles.

Известно устройство (Патент РФ №37215, опубл. 10.04.2004), предназначенное для испытания подвески путем преобразования угловой скорости электродвигателя в возвратно-поступательные движения, то есть вибрационной нагрузкой, содержащее связанный с двигателем посредством привода кривошипно-шатунный механизм, оказывающий на подвеску возвратно-поступательное силовое воздействие, снабженный маховиком, соединенным с двигателем ременной передачей, а кривошипно-шатунный механизм расположен на одной оси с маховиком.A device is known (RF Patent No. 37215, publ. 10.04.2004) designed to test the suspension by converting the angular velocity of the electric motor into reciprocating movements, that is, by a vibration load, containing a crank mechanism connected to the engine by providing a reciprocating suspension - translational power action, equipped with a flywheel connected to the engine by a belt drive, and the crank mechanism is located on the same axis as the flywheel.

Недостатком данной конструкции является ограниченность выбора типов возвратно-поступательных силовых воздействий, обусловленная тем, что регулировке поддается только скорость вращения ротора электродвигателя, и, соответственно, невозможно имитировать возмущения дорожного покрытия разных видов с заданными параметрами. Помимо этого, данная конструкция не предусматривает возможность испытаний активных видов подвесок и проведение оценки, а также фиксации реакции подвески и ее элементов на возмущения.The disadvantage of this design is the limited choice of the types of reciprocating power actions, due to the fact that only the rotational speed of the electric motor rotor can be adjusted, and, accordingly, it is impossible to simulate disturbances in the pavement of different types with specified parameters. In addition, this design does not provide for the possibility of testing active types of suspensions and evaluating, as well as fixing the response of the suspension and its elements to disturbances.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели и выбранным за прототип является стенд для испытания элементов передней подвески легковых автомобилей (Патент РФ №2483287, опубл. 27.05.2013), содержащий станину, электродвигатель, блок управления, поворотный кулак, поперечный рычаг, пружину, гидравлический привод с горизонтальным гидроцилиндром, направляющий элемент с возможностью поворота цилиндра относительно штока, клапан регулирования потока и вертикальный гидроцилиндр.Closest to the proposed utility model and selected for the prototype is a test bench for elements of the front suspension of cars (RF Patent No. 2483287, publ. 05.27.2013), containing a bed, an electric motor, a control unit, a knuckle, a wishbone, a spring, a hydraulic drive with a horizontal hydraulic cylinder, a guide element with the possibility of rotation of the cylinder relative to the rod, a flow control valve and a vertical hydraulic cylinder.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности испытаний активных видов подвесок и не предусмотрено проведение оценки и фиксации реакции подвески и ее элементов на возмущения.The disadvantage of this device is the inability to test the active types of suspensions and it is not envisaged to evaluate and record the reaction of the suspension and its elements to disturbances.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является расширение ее функциональных возможностей. Эта задача решается достижением технического результата, состоящего в повышении эффективности проведения испытаний элементов подвески и проведения оценки испытаний. Также достигается расширение возможностей имитации эксплуатационных нагрузок.The task to which the proposed utility model is directed is to expand its functionality. This problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of testing suspension elements and conducting test evaluations. Enhanced capabilities to simulate operational loads are also achieved.

Данный технический результат достигается тем, что стенд для испытания подвески автотранспортных средств, содержащий блок управления, поворотный кулак, поперечный рычаг, пружину, гидравлический привод с горизонтальным цилиндром, направляющий элемент с возможностью поворота цилиндра относительно штока, снабжен исполнительным механизмом имитации дорожного полотна, связанным с колесом, пневмоэлементом, закрепленным параллельно пружине, датчиками регистрации линейных ускорений, расположенными на верхней раме и опоре колеса, и боковой рамой, связанной с основанием посредством роликовых салазок.This technical result is achieved in that the test bench for suspension of vehicles, comprising a control unit, a knuckle, a wishbone, a spring, a hydraulic actuator with a horizontal cylinder, a guiding element with the ability to rotate the cylinder relative to the rod, is equipped with an actuator simulating the roadway associated with a wheel, a pneumatic element mounted parallel to the spring, linear acceleration sensors, located on the upper frame and wheel support, and the side p my associated with the base by means of the roller slide.

В предпочтительном варианте исполнительный механизм имитации дорожного полотна выполнен в виде одного или серии управляемых вертикальных гидроцилиндров.In a preferred embodiment, the actuator simulating the roadway is made in the form of one or a series of controlled vertical hydraulic cylinders.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструктивная схема заявляемого стенда.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a structural diagram of the inventive stand.

Стенд содержит основание 1, соединенное с боковой рамой 2 роликовыми салазками 3. К верхней раме 4 параллельно прикреплены посредством направляющих элементов 5 и 6 соответственно пневмоэлемент 7 и пружинно-амортизаторный блок 8, содержащий нижнюю опору пружины 9, пружину 10, верхнюю опору пружины 11, защитный чехол 12, шток 13 и цилиндр 14. Направляющий элемент 6 выполнен с возможностью поворота цилиндра 14 относительно штока 13. Пневмоэлемент 7 и пружинно-амортизаторный блок 8 связаны между собой посредством крепления 15, а пружинно-амортизаторный блок 8 связан с опорой колеса 16 посредством поворотного кулака 17. Поперечный рычаг 18 соединяет опору колеса 16 и крепление рычага 19, расположенного на боковой раме 2, с возможностью поворота относительно крепления рычага 19. Колесо 20 прикреплено к опоре колеса 16 и располагается на платформе 21 исполнительного механизма имитации дорожного полотна 22, выполненного в виде одного или серии управляемых вертикальных гидроцилиндров. Горизонтальный цилиндр 23, соединенный с гидравлическим приводом (на рис.не указан), связан с опорой колеса 16 с возможностью поворота опоры колеса 16 в горизонтальной плоскости. На верхней раме 2 и опоре колеса 16 смонтированы датчики регистрации линейных ускорений 24 и 25 соответственно. Пневмоэлемент 7, гидравлический привод и датчики регистрации линейных ускорений 24 и 25 соединены с блоком управления (на рис.не указан).The stand contains a base 1 connected to the side frame 2 by a roller slide 3. To the upper frame 4 are parallelly attached by means of guide elements 5 and 6, respectively, a pneumatic element 7 and a spring-shock absorber block 8, comprising a lower spring support 9, a spring 10, an upper spring support 11, a protective cover 12, the rod 13 and the cylinder 14. The guide element 6 is arranged to rotate the cylinder 14 relative to the rod 13. The pneumatic element 7 and the spring-shock absorber block 8 are interconnected by means of the fastening 15, and the spring-shock absorber 8 is connected with the support of the wheel 16 by means of a knuckle 17. The transverse lever 18 connects the support of the wheel 16 and the fastening of the lever 19 located on the side frame 2, with the possibility of rotation relative to the fastening of the lever 19. The wheel 20 is attached to the support of the wheel 16 and is located on the platform 21 of the Executive a mechanism for simulating the roadway 22, made in the form of one or a series of controlled vertical hydraulic cylinders. A horizontal cylinder 23 connected to a hydraulic drive (not shown in the figure) is connected to the wheel support 16 with the possibility of turning the wheel support 16 in a horizontal plane. On the upper frame 2 and wheel support 16 mounted sensors for detecting linear accelerations 24 and 25, respectively. Pneumatic element 7, hydraulic drive and linear acceleration sensors 24 and 25 are connected to the control unit (not shown in the figure).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Управляющий сигнал поступает с блока управления на исполнительный механизм имитации дорожного полотна 22 и приводит в движение платформу 21, тем самым имитируя дорожные возмущения разных видов с заданными параметрами, например, препятствия типа «лежачий полицейский» или сложные внедорожные покрытия. Работа исполнительного механизма имитации дорожного полотна 22 имитирует нагрузки, возникающие в передней подвеске автомобиля при преодолении неровностей дороги, разгоне, торможении. Возвратно-поступательные движения платформы 21 передаются на колесо 20, далее на пружинно-амортизаторный блок 8 и пневмоэлемент 7, который, в свою очередь, получая командный сигнал от блока управления корректирует отработку возмущения подвеской путем изменения давления воздуха, адаптируя подвеску к различным дорожным условиям. При неполной отработке возмущений пружинно-амортизаторным блоком 8 и пневмоэлементом 7 часть возвратно-поступательных движений платформы 21 передаются на верхнюю раму 4, а посредством нее, и на боковую раму 2 и роликовые салазки 3. В свою очередь, посредством роликовых салазок 3 осуществляется вертикальное перемещение относительно основания 1 боковой рамы 2.The control signal is supplied from the control unit to the actuator simulating the roadway 22 and drives the platform 21, thereby simulating different types of road disturbances with specified parameters, for example, speed bumps or difficult off-road surfaces. The work of the actuator simulating the roadway 22 simulates the loads that occur in the front suspension of the car when overcoming road bumps, acceleration, braking. The reciprocating movements of the platform 21 are transmitted to the wheel 20, then to the spring-shock absorber block 8 and the pneumatic element 7, which, in turn, receiving a command signal from the control unit corrects the suspension disturbance testing by changing the air pressure, adapting the suspension to various road conditions. In case of incomplete development of disturbances by the spring-shock-absorbing block 8 and the pneumatic element 7, part of the reciprocating movements of the platform 21 are transmitted to the upper frame 4, and through it, to the side frame 2 and the roller slide 3. In turn, the vertical slide moves by means of the roller slide 3 relative to the base 1 of the side frame 2.

Также пневмоэлемент 7 в соответствие с поступаемым на него командным сигналом может работать осуществляя постоянное сопротивление его сжатию или разжатию, тем самым имитируя неактивную подвеску с возможностью регулирования жесткости пружинно-амортизаторного блока 8.Also, the pneumatic element 7, in accordance with the command signal received on it, can work by providing constant resistance to its compression or expansion, thereby simulating an inactive suspension with the possibility of adjusting the stiffness of the spring-shock absorber block 8.

Горизонтальный цилиндр 23, управляемый гидроприводом на основе данных, поступаемых с блока управления, выполнен с возможностью поворота опоры колеса 16 в горизонтальной плоскости. Как при прямом, так и при обратном ходе поршня осуществляется поворот опоры колеса 16 вместе с колесом 20 и поворотного кулака 17, имитируя нагрузки, возникающие в передней подвеске автомобиля при повороте, а также сам поворот. При повороте опоры колеса 16 поперечный рычаг 18 поворачивается относительно боковой рамы 2.The horizontal cylinder 23, controlled by a hydraulic actuator based on data received from the control unit, is configured to rotate the wheel bearings 16 in a horizontal plane. Both with the forward and reverse piston stroke, the support of the wheel 16 is rotated together with the wheel 20 and the knuckle 17, simulating the loads arising in the front suspension of the car during rotation, as well as the rotation itself. When turning the wheel support 16, the transverse arm 18 is rotated relative to the side frame 2.

Командный сигнал блока управления для пневмоэлемента 7 формируется на основе данных, получаемых с датчиков регистрации линейных ускорений 24 и 25. С датчиков регистрации линейных ускорений 24 и 25 снимаются показания линейных ускорений кузова и колеса в режиме реального времени.The command signal of the control unit for the pneumatic element 7 is generated on the basis of data received from the linear acceleration sensors 24 and 25. The linear accelerations of the body and wheel are read from the linear acceleration sensors 24 and 25 in real time.

Предложенное устройство может быть применено для испытания конструкций и элементов, как активных, так и неактивных видов подвески колесных транспортных средств и получения в режиме реального времени показаний линейных ускорений кузова и колеса. Данный стенд может быть использован как на заводах, производящих элементы подвески для автомобилей, так и в лабораториях для исследовательских и учебных целей в качестве физической модели для отработки алгоритмов управления активной подвеской.The proposed device can be used to test structures and elements, both active and inactive types of suspension of wheeled vehicles and to obtain real-time readings of linear accelerations of the body and wheel. This stand can be used both in factories producing suspension elements for cars, and in laboratories for research and educational purposes as a physical model for testing active suspension control algorithms.

Предлагаемая конструкция испытательного стенда имеет широкий диапазон режимов проверок за счет возможности выбора режима работы исполнительного механизма имитации дорожного покрытия и возможности управления активным элементом. Также стенд позволяет моделировать работу системы активной подвески, где вкупе с классическими механическими элементами (пружинами, рычагами, амортизаторами) работает активный силовой элемент. Нагрузки, действующие на элементы подвески, максимально приближены к реальным условиям эксплуатации.The proposed design of the test bench has a wide range of test modes due to the possibility of choosing the operating mode of the actuator simulating the road surface and the ability to control the active element. Also, the stand allows you to simulate the operation of the active suspension system, where, together with the classic mechanical elements (springs, levers, shock absorbers), the active power element works. The loads acting on the suspension elements are as close as possible to the actual operating conditions.

Claims

1. A test bench for suspension of vehicles, comprising a control unit, a knuckle, a wishbone, a spring, a hydraulic actuator with a horizontal cylinder, a guiding element with the ability to rotate the cylinder relative to the rod, characterized in that the stand is equipped with an actuator simulating the roadway associated with a wheel, a pneumatic element mounted parallel to the spring and linear acceleration sensors located on the upper frame and wheel support, and the side frame is connected with it by the roller slide.

2. A test bench for suspension of vehicles according to claim 1, characterized in that the actuator simulating the roadway is made in the form of one or a series of controlled vertical hydraulic cylinders.