專利名稱：一種車輛四分之一懸架模擬工況多功能試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多功能試驗(yàn)臺(tái)，尤其是涉及一種車輛四分之一懸架模擬工況多功
能試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)車輛懸架系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件——減振器的性能要 求越來越高。評(píng)價(jià)這兩者性能優(yōu)劣的方法就是通過試驗(yàn)，獲得性能參數(shù)，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行評(píng)判。目前，分別針對(duì)減振器和懸架的試驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)在行業(yè)中使用，但是減振器實(shí)驗(yàn)臺(tái)往往 是指減振器示功機(jī)和減振器疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其測(cè)試項(xiàng)目單一，無法滿足模擬真實(shí)工況的要求。 而懸架試驗(yàn)臺(tái)，有一些往往是忽略了懸架桿系的作用，僅僅考慮垂向的簡(jiǎn)化模型，無法反應(yīng) 懸架振動(dòng)的真實(shí)情況，而大多懸架試驗(yàn)是利用實(shí)車測(cè)試，很難得到不同減振器與懸架桿系 耦合產(chǎn)生的最佳應(yīng)用效果，而懸架系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的部件就是減振器。 近年來，隨著磁流變液體技術(shù)的逐漸成熟，推動(dòng)了磁流變減振器的發(fā)展，相應(yīng)的磁 流變半主動(dòng)懸架也成為了研究熱點(diǎn)。已有研究表明，磁流變半主動(dòng)懸架比傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架 具有更好的減振性能，市場(chǎng)潛力巨大。國(guó)外在這方面的研究較早，但也還處在實(shí)驗(yàn)室階段， 國(guó)內(nèi)的研究剛剛起步，因此，亟需一種能夠?qū)Υ帕髯儨p振器以及磁流變半主動(dòng)懸架進(jìn)行測(cè) 試的試驗(yàn)臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容由于現(xiàn)在的汽車，特別是轎車等輕型客車，多采用獨(dú)立懸架形式，這種懸架中，四 個(gè)車輪受力和運(yùn)動(dòng)狀況相互獨(dú)立并近似相同，因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種車輛 四分之一懸架模擬工況多功能試驗(yàn)臺(tái)，以得出懸架整體的性能。 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 本實(shí)用新型包括T型槽底座、實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架和作動(dòng)臺(tái)架組件，T型槽底座的一側(cè)安 裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架，T型槽底座的另一側(cè)安裝作動(dòng)臺(tái)架組件；其中 1)實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架靠近作動(dòng)臺(tái)架組件的側(cè)面上從內(nèi)至外依次安裝垂直的直線導(dǎo)軌、 配重后擋板、多片疊合成的配重板、懸架前擋板，在懸架前擋板上部連接減震器上聯(lián)夾具， 在懸架前擋板下部左右兩側(cè)分別連接下擺臂后聯(lián)組焊件、下擺臂前聯(lián)組焊件，減震器上聯(lián) 夾具、下擺臂后聯(lián)組焊件和下擺臂前聯(lián)組焊件均能在懸架前擋板的上下、左右調(diào)節(jié)裝配位 置并固定； 2)作動(dòng)臺(tái)架組件包括內(nèi)套筒、外套筒和臺(tái)架；外套筒底部固定伺服電機(jī)，伺服電 機(jī)軸通過連接套與滾珠絲杠相連，在外套筒底面隔板上下分別安裝平面軸承，第一個(gè)平面 軸承上用連接套壓緊，第二個(gè)平面軸承下用螺母鎖緊，在外套筒底面隔板上，第一個(gè)平面軸 承外側(cè)設(shè)置緩沖塊；內(nèi)套筒底部與滾珠絲杠的一端連接，滾珠絲杠的另一端與緩沖墊、限位 塊相連，托盤用固定銷與內(nèi)套筒上部連接，并用緊固套鎖緊，托盤上安裝工作盤；外套筒中 部架在臺(tái)架端面上，內(nèi)套筒安裝在外套筒內(nèi)部，內(nèi)套筒側(cè)面安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌，而外套筒側(cè)面安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑塊； 3)懸架測(cè)量連接組件中的頂端連接頭穿過減震器上聯(lián)夾具的懸臂端，用上墊套、
下套筒夾住，并用總防松螺母鎖緊，頂端連接頭從上到下依次連接第一個(gè)力傳感器連接頭、
活塞桿轉(zhuǎn)換頭、第二個(gè)力傳感器連接頭，再與被測(cè)量懸架的減震器活塞桿連接；下套筒下壓
住被測(cè)量懸架的橡膠塊、彈簧組件和減振器；被測(cè)量懸架的轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向直拉桿連接
頭相連，被測(cè)量懸架的下擺臂分別與下擺臂后聯(lián)組焊件、下擺臂前聯(lián)組焊件相連； 4)減振器上聯(lián)夾具上有第一個(gè)加速度傳感器，擬動(dòng)力限位塊側(cè)面有第一個(gè)拉線式
位移傳感器，工作盤上有第二個(gè)拉線式位移傳感器，外套筒上有第三個(gè)拉線式位移傳感器，
剎車盤及配重上有第二個(gè)加速度傳感器，第一個(gè)力傳感器連接頭上安裝第一個(gè)力傳感器，
第二個(gè)力傳感器連接頭上安裝第二個(gè)力傳感器。 本實(shí)用新型具有的有益的效果是 本實(shí)用新型集多種功能于一體。從懸架形式分可以滿足汽車橫臂式懸掛系統(tǒng)、多 連桿式懸掛系統(tǒng)、麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗(yàn)；從懸架類型分可以滿足被動(dòng)式、半主 動(dòng)式、主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗(yàn)；從模擬方式分可以滿足實(shí)際工況試驗(yàn)和擬動(dòng)力試 驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，既可以分析單個(gè)減振器的性能，又可以分析懸架整體性能，并能驗(yàn)證磁 流變半主動(dòng)懸架在不同控制策略下的控制效果。相較現(xiàn)有的懸架試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備，從振動(dòng)方式 上由于采用了電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式相較于一般的液壓驅(qū)動(dòng)形式占地面積小，并且容易控制，從檢 測(cè)結(jié)果上引入了懸架桿系對(duì)車身振動(dòng)情況的影響，在裝配中考慮了主銷內(nèi)傾，輪胎外傾的 影響因素，更加貼近車輛振動(dòng)的實(shí)際情況。

圖1是車輛四分之一懸架模擬工況試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)正視圖。 圖2是車輛四分之一懸架模擬工況試驗(yàn)臺(tái)A-A剖面圖。 圖3是本實(shí)用新型的作動(dòng)臺(tái)架結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型的車輛四分之一懸架裝配示意圖。 圖5是作動(dòng)臺(tái)架外套筒底部放大示意圖。 圖中1、 T型槽底座，2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架，3、支撐架前擋板，4、擬動(dòng)力限位塊，5、直線 導(dǎo)軌，6、配重后擋板，7、配重板，8、懸架前擋板，9、加速度傳感器，10、減振器上聯(lián)夾具，11、 力傳感器，12、力傳感器，13、轉(zhuǎn)向直拉桿連接頭，14、加速度傳感器，15、下擺臂后聯(lián)組焊件， 16、下擺臂前聯(lián)組焊件，17、車輛懸架組件，18、拉線式位移傳感器，19、拉線式位移傳感器， 20、拉線式位移傳感器，21、作動(dòng)臺(tái)架組件，22、伺服電機(jī)，23、圓螺母，24、圓螺母，25、平面軸 承，26、平面軸承，27、緩沖塊，28、連接套，29、滾珠絲杠，30、限位塊，31、內(nèi)套筒，32、工作盤， 33、托盤，34、緊固套，35、固定銷，36、緩沖墊，37、滑動(dòng)導(dǎo)軌，38、外套筒，39、臺(tái)架，40、頂端連 接頭，41、總防松螺母，42、上墊套，43、下套筒，44、力傳感器連接頭，45、橡膠塊，46、活塞桿 轉(zhuǎn)換頭，47、力傳感器連接頭，48、彈簧，49、減振器，50、輪胎，51、剎車盤及配重，52、轉(zhuǎn)向直 拉桿，53、下擺臂。
具體實(shí)施方式如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)用新型它包括T型槽底座1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架2、作動(dòng)臺(tái)架組件21和車輛懸架組件17， T型槽底座1的一側(cè)安裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架2， T型槽底 座1的另一側(cè)安裝作動(dòng)臺(tái)架組件21，作動(dòng)臺(tái)架組件21上安裝車輛懸架組件17 ;其中 1)實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架2靠近作動(dòng)臺(tái)架組件21的側(cè)面上從內(nèi)至外依次安裝支撐架前擋 板3、垂直的直線導(dǎo)軌5、配重后擋板6、多片疊合成的配重板7、懸架前擋板8，在支撐架前擋 板3上下分別安裝4個(gè)擬動(dòng)力限位塊4，在懸架前擋板8上部連接減震器上聯(lián)夾具10，在懸 架前擋板8下部左右兩側(cè)分別連接下擺臂后聯(lián)組焊件15、下擺臂前聯(lián)組焊件16，減震器上 聯(lián)夾具10、下擺臂后聯(lián)組焊件15和下擺臂前聯(lián)組焊件16均能在懸架前擋板8的上下、左右 調(diào)節(jié)裝配位置并固定； 2)作動(dòng)臺(tái)架組件21包括內(nèi)套筒31、外套筒38和臺(tái)架39 ;外套筒38底部固定伺 服電機(jī)22，伺服電機(jī)22軸通過連接套28與滾珠絲杠29相連，在外套筒38底面隔板上下分 別安裝平面軸承25、26，第一個(gè)平面軸承26上用連接套28壓緊，第二個(gè)平面軸承25下用 兩個(gè)圓螺母23， 24鎖緊，在外套筒38底面隔板上，第一個(gè)平面軸承26外側(cè)設(shè)置緩沖塊27 ; 內(nèi)套筒31底部與滾珠絲杠29的一端連接，滾珠絲杠29的另一端與緩沖墊36、限位塊30相 連，托盤33用固定銷35與內(nèi)套筒31上部連接，并用緊固套34鎖緊，托盤33上安裝工作盤 32 ;外套筒38中部架在臺(tái)架39端面上，內(nèi)套筒31安裝在外套筒38內(nèi)部，內(nèi)套筒31側(cè)面安 裝滑動(dòng)導(dǎo)軌37，而外套筒側(cè)面安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌37的滑塊； 3)懸架測(cè)量連接組件中的頂端連接頭40穿過減震器上聯(lián)夾具10的懸臂端，用上 墊套42、下套筒43夾住，并用總防松螺母41鎖緊，頂端連接頭40從上到下依次連接第一個(gè) 力傳感器連接頭44、活塞桿轉(zhuǎn)換頭46、第二個(gè)力傳感器連接頭47，再與被測(cè)量的車輛懸架 組件17中的減震器49活塞桿連接；下套筒43下壓住被測(cè)量懸架的橡膠塊45、彈簧組件48 和減振器49，被測(cè)量懸架的轉(zhuǎn)向直拉桿52與轉(zhuǎn)向直拉桿連接頭13相連，被測(cè)量的車輛懸架 組件17中的下擺臂53分別與下擺臂后聯(lián)組焊件15、下擺臂前聯(lián)組焊件16相連；被測(cè)量的 車輛懸架組件17中的輪胎50放置在工作盤32上，剎車盤及配重51安裝在輪胎50內(nèi)； 4)減振器上聯(lián)夾具10上有第一個(gè)加速度傳感器9，擬動(dòng)力限位塊4側(cè)面有第一個(gè) 拉線式位移傳感器19，工作盤32上有第二個(gè)拉線式位移傳感器18，外套筒38上有第三個(gè) 拉線式位移傳感器20，剎車盤及配重51上有第二個(gè)加速度傳感器14，第一個(gè)力傳感器連接 頭44上安裝第一個(gè)力傳感器ll，第二個(gè)力傳感器連接頭47上安裝第二個(gè)力傳感器12。 作實(shí)際工況試驗(yàn)時(shí)，拆除擬動(dòng)力限位塊4，如圖3所示，伺服電機(jī)22在計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 的控制下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，輸出設(shè)定的激振信號(hào)，模擬實(shí)際路面狀況，由連接套28傳遞給滾珠絲 杠29，又有滾動(dòng)軸承25、26允許相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并被圓螺母23、24固定，因此滾珠絲杠螺母頂動(dòng) 內(nèi)套筒31上下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)套筒31上端連接緊固套34、托盤33、工作盤32，拉線式位移傳感器 20測(cè)量作動(dòng)臺(tái)架輸出位移，模擬實(shí)際路面不平度。然后如圖l所示，振動(dòng)傳遞給車輛懸架組 件，懸架的減振器49和彈簧組件48隨著振動(dòng)產(chǎn)生拉伸和壓縮，力傳感器12測(cè)量減振器的 阻尼力，力傳感器ll測(cè)量減振器和彈簧整體的阻尼力，分別測(cè)量的原因是，考慮到懸架桿 系造成的影響及彈簧48可能存在的非線性；減振器上端通過上墊套42、下套筒43用總防 松螺母41與車身配重連接。配重后擋板6、配重板7、懸架前擋板8在減振器的帶動(dòng)下，沿 滑動(dòng)導(dǎo)軌5作垂直運(yùn)動(dòng)，模擬實(shí)際車體中懸架簧上部分的運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)過程中拉線式位移傳 感器18測(cè)量簧下質(zhì)量的位移，拉線式位移傳感器19測(cè)量簧上質(zhì)量的位移，加速度傳感器9 測(cè)量簧上質(zhì)量的加速度，加速度傳感器15測(cè)量簧下質(zhì)量的加速度。[0025] 進(jìn)行擬動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，需要安裝擬動(dòng)力限位塊4，共計(jì)4個(gè)，用于鎖死車身質(zhì)量。而此 時(shí)的激振信號(hào)，需要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)上一時(shí)刻的系統(tǒng)裝態(tài)進(jìn)行迭代作為這一時(shí)刻的位移輸 出。 各傳感器的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖形顯 示，在測(cè)試磁流變半主動(dòng)減振器時(shí)，還可根據(jù)設(shè)定的控制規(guī)則，實(shí)時(shí)根據(jù)采樣數(shù)據(jù)輸出電流 信號(hào)，控制磁流變減振器內(nèi)部的線圈磁場(chǎng)，改變其性能。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠控制作動(dòng)臺(tái)架作正弦、方波、三角波、隨機(jī)振動(dòng)等一系列振動(dòng)方 式。
權(quán)利要求一種車輛四分之一懸架模擬工況多功能試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于它包括T型槽底座(1)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架(2)和作動(dòng)臺(tái)架組件(21)，T型槽底座(1)的一側(cè)安裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架(2)，T型槽底座(1)的另一側(cè)安裝作動(dòng)臺(tái)架組件(21)；其中1)實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架(2)靠近作動(dòng)臺(tái)架組件(21)的側(cè)面上從內(nèi)至外依次安裝支撐架前擋板(3)、垂直的直線導(dǎo)軌(5)、配重后擋板(6)、多片疊合成的配重板(7)、懸架前擋板(8)，在懸架前擋板(8)上部連接減震器上聯(lián)夾具(10)，在懸架前擋板(8)下部左右兩側(cè)分別連接下擺臂后聯(lián)組焊件(15)、下擺臂前聯(lián)組焊件(16)，減震器上聯(lián)夾具(10)、下擺臂后聯(lián)組焊件(15)和下擺臂前聯(lián)組焊件(16)均能在懸架前擋板(8)的上下、左右調(diào)節(jié)裝配位置并固定；2)作動(dòng)臺(tái)架組件(21)包括內(nèi)套筒(31)、外套筒(38)和臺(tái)架(39)；外套筒(38)底部固定伺服電機(jī)(22)，伺服電機(jī)(22)軸通過連接套(28)與滾珠絲杠(29)相連，在外套筒(38)底面隔板上下分別安裝平面軸承(25、26)，第一個(gè)平面軸承(26)上用連接套(28)壓緊，第二個(gè)平面軸承(25)下用螺母鎖緊，在外套筒(38)底面隔板上，第一個(gè)平面軸承(26)外側(cè)設(shè)置緩沖塊(27)；內(nèi)套筒(31)底部與滾珠絲杠(29)的一端連接，滾珠絲杠(29)的另一端與緩沖墊(36)、限位塊(30)相連，托盤(33)用固定銷(35)與內(nèi)套筒(31)上部連接，并用緊固套(34)鎖緊，托盤(33)上安裝工作盤(32)；外套筒(38)中部架在臺(tái)架(39)端面上，內(nèi)套筒(31)安裝在外套筒(38)內(nèi)部，內(nèi)套筒(31)側(cè)面安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌(37)，而外套筒側(cè)面安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌(37)的滑塊；3)懸架測(cè)量連接組件中的頂端連接頭(40)穿過減震器上聯(lián)夾具(10)的懸臂端，用上墊套(42)、下套筒(43)夾住，并用總防松螺母(41)鎖緊，頂端連接頭(40)從上到下依次連接第一個(gè)力傳感器連接頭(44)、活塞桿轉(zhuǎn)換頭(46)、第二個(gè)力傳感器連接頭(47)，再與被測(cè)量懸架的減震器(49)活塞桿連接；下套筒(43)下壓住被測(cè)量懸架的橡膠塊(45)、彈簧組件(48)和減振器(49)；被測(cè)量懸架的轉(zhuǎn)向直拉桿(52)與轉(zhuǎn)向直拉桿連接頭(13)相連，被測(cè)量懸架的下擺臂(53)分別與下擺臂后聯(lián)組焊件(15)、下擺臂前聯(lián)組焊件(16)相連；4)減振器上聯(lián)夾具(10)上有第一個(gè)加速度傳感器(9)，擬動(dòng)力限位塊(4)側(cè)面有第一個(gè)拉線式位移傳感器(19)，工作盤(32)上有第二個(gè)拉線式位移傳感器(18)，外套筒(38)上有第三個(gè)拉線式位移傳感器(20)，剎車盤及配重(51)上有第二個(gè)加速度傳感器(14)，第一個(gè)力傳感器連接頭(44)上安裝第一個(gè)力傳感器(11)，第二個(gè)力傳感器連接頭(47)上安裝第二個(gè)力傳感器(12)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種車輛四分之一懸架模擬工況多功能試驗(yàn)臺(tái)。包括T型槽底座、實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架、作動(dòng)臺(tái)架組件和車輛懸架組件，T型槽底座的一側(cè)安裝實(shí)驗(yàn)臺(tái)支撐架，T型槽底座的另一側(cè)安裝作動(dòng)臺(tái)架組件。將車輛懸架組件安裝在作動(dòng)臺(tái)架組件的工作盤上，由作動(dòng)臺(tái)架輸出模擬路面振動(dòng)，可得到車輛車身及簧下質(zhì)量的振動(dòng)響應(yīng)。本實(shí)用新型具備多種功能，從懸架形式分可滿足橫臂式、多連桿式、麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗(yàn)；從類型分可滿足被動(dòng)式、半主動(dòng)式、主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)的模擬工況試驗(yàn)；從模擬方式分可滿足實(shí)際工況試驗(yàn)和擬動(dòng)力試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，既可分析單個(gè)減振器的性能，又可分析懸架整體性能，并能驗(yàn)證磁流變半主動(dòng)懸架在不同控制策略下的控制效果。
文檔編號(hào)G01M17/04GK201548409SQ20092020006
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者吳參, 王維銳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)