專利名稱：汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺。
背景技術(shù)：
汽車懸架系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著支撐車體，保證行駛平順性和行駛安全性的重要任務(wù)。人們?yōu)樘岣邞壹芟到y(tǒng)的性能往往采用優(yōu)化各種懸架參數(shù)的方法，但這種優(yōu)化有一定限度。近年來嘗試采用半主動懸架來進(jìn)一步提高減振性能，最易行的方法是使減振器阻尼可調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)阻尼的減振器有磁流變式、電流變式、液壓阻尼可調(diào)式等多種。半主動懸架因其優(yōu)良的特性，是近期最有可能走向市場推廣應(yīng)用的新興技術(shù)，其實現(xiàn)的關(guān)鍵是可調(diào)減振器和控制器的開發(fā)。
無論是普通被動懸架還是半主動懸架，都需要對減振器的特性進(jìn)行試驗以評價其性能優(yōu)劣，對于半主動懸架，還需對其可調(diào)減振器的特性進(jìn)行試驗研究，以求解出控制模型，進(jìn)而，通過試驗評價懸架的優(yōu)劣，或者開發(fā)半主動懸架的控制器?，F(xiàn)有的減振器特性試驗臺測試條件簡單，功能單一，尤其無法滿足對其進(jìn)行試驗建模的需要，而目前針對懸架的試驗臺大多是利用實車測試，僅能評價懸架裝車后的性能。汽車四分之一車輛模型是評價懸架性能、進(jìn)行懸架設(shè)計和控制器開發(fā)最常用的模型，近幾年，已見以四分之一車輛模型而制作的四分之一懸架試驗臺在個別試驗室中使用，但其設(shè)計主要存在以下問題1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2.整個臺架振動時穩(wěn)定性不好；3.簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量在振動過程中，機(jī)械摩擦力大，影響了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測量；4.懸架參數(shù)不易調(diào)整，尤其是輪胎的剛度不易測量，在縮小比例的懸架試驗中，不容易獲得需要剛度的輪胎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有懸架和減振器試驗裝置存在的上述缺陷，提供一種汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括基于一個整體框架的兩個試驗臺，分別是汽車四分之一模擬懸架試驗臺，減振器特性試驗臺。汽車四分之一模擬懸架試驗臺包括底板、立柱、電動振動臺、托盤、下彈簧、垂直直線滾珠導(dǎo)軌、滑塊、兩加速度傳感器、上彈簧、減振器、配重塊、頂板、兩吊環(huán)、手扳葫蘆、緊固螺栓、上支架、連接叉頭、差動變壓式位移傳感器、下支架、彈簧壓板，兩個立柱及頂板組成框形結(jié)構(gòu)，電動振動臺置于底板正中，立柱內(nèi)側(cè)分別設(shè)有垂直直線滾珠導(dǎo)軌和滑塊組件，電動振動臺上依次設(shè)有托盤、下彈簧、彈簧壓板、下支架，下支架兩側(cè)設(shè)有連接叉頭、滑塊，下支架上依次設(shè)有減振器、上彈簧、差動變壓式位移傳感器、上支架，上支架左右設(shè)有連接叉頭、滑塊，上支架上設(shè)有配重塊、吊環(huán)，立柱上設(shè)有頂板，頂板下設(shè)有吊環(huán)及手扳葫蘆。
減振器特性試驗臺包括底板、立柱、電動振動臺、托盤、減振器、連接頭、頂板、橫梁、雙頭螺栓、力傳感器、差動變壓式位移傳感器，電動振動臺上依次設(shè)有托盤、減振器、連接頭、力傳感器、雙頭螺栓、差動變壓式位移傳感器、橫梁。
本發(fā)明具有的有益效果是可進(jìn)行多種用途的試驗。可進(jìn)行各種減振器的特性試驗；普通被動四分之一懸架的性能試驗；半主動四分之一懸架的性能試驗；半主動懸架控制器的開發(fā)試驗。本發(fā)明采用框形結(jié)構(gòu)和垂直直線滾珠導(dǎo)軌，整個臺架結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，機(jī)械摩擦?。桓鞣N懸架參數(shù)易于調(diào)整，尤其是輪胎采用等剛度的彈簧替代，在試驗中可直接采用計算機(jī)仿真計算中的各種懸架參數(shù)，使得數(shù)值仿真和試驗驗證能很好地對接，提高了懸架性能試驗和半主動懸架控制器開發(fā)試驗的效果，在縮小比例的懸架試驗中更為方便。


圖1是汽車四分之一模擬懸架試驗臺正視圖；圖2是減振器特性試驗臺裝配示意圖；
圖3是托盤俯視圖；圖4是下支架俯視圖；圖5是連接叉頭俯視圖；圖6是上支架仰視圖；圖7是立柱側(cè)視圖；圖8是橫梁俯視圖。
圖中底板1、立柱2、電動振動臺3、托盤4、下彈簧5、垂直直線滾珠導(dǎo)軌6、滑塊7、加速度傳感器8、上彈簧9、減振器10、配重塊11、加速度傳感器12、頂板13、吊環(huán)14、手扳葫蘆15、吊環(huán)16、緊固螺栓17、上支架18、連接叉頭19、差動變壓式位移傳感器20、下支架21、彈簧壓板22、連接頭23、橫梁24、雙頭螺栓25、力傳感器26。
具體實施例方式圖1的汽車四分之一模擬懸架試驗臺包括底板1、立柱2、電動振動臺3、托盤4、下彈簧5、垂直直線滾珠導(dǎo)軌6、滑塊7、加速度傳感器8、上彈簧9、減振器10、配重塊11、加速度傳感器12、頂板13、吊環(huán)14、手扳葫蘆15、吊環(huán)16、緊固螺栓17、上支架18、連接叉頭19、差動變壓式位移傳感器20、下支架21、彈簧壓板22，底板1、左右兩個立柱2及頂板13組成框形結(jié)構(gòu)，電動振動臺3置于底板正中，兩個立柱2內(nèi)側(cè)設(shè)有垂直直線滾珠導(dǎo)軌6，上部左右各平行設(shè)有兩段，下部左右各平行設(shè)有一段，電動振動臺3上固定有托盤4，托盤4上設(shè)有下彈簧5，下彈簧5等效于等剛度的輪胎，下彈簧5上設(shè)有下支架21，下支架21左右通過兩個連接叉頭19和兩個滑塊7連接，彈簧壓板22固定下彈簧5，下支架21上設(shè)有上彈簧9、減振器10，減振器10置于上彈簧9內(nèi)，減振器10上設(shè)有上支架18，上支架18左右設(shè)有連接叉頭19，左右四個連接叉頭19分別和四個滑塊7連接，上支架18上設(shè)有配重塊11、吊環(huán)16，立柱上設(shè)有頂板13，頂板13下設(shè)有吊環(huán)14和手板葫蘆15。
所述的下支架21、左右兩個連接叉頭19、兩個滑塊7、下彈簧5及彈簧壓板22構(gòu)成簧下質(zhì)量，兩個滑塊7分別設(shè)置在左右兩段垂直直線滾珠導(dǎo)軌6上，同時下支架21的前后面各有兩個螺栓孔，用于增加配重之用。
所述的上支架18、左右四個連接叉頭19、四個滑塊7、配重塊11、緊固螺栓17及吊環(huán)16構(gòu)成簧上質(zhì)量，四個滑塊7分別設(shè)置在左右各兩段垂直直線滾珠導(dǎo)軌6上。
配重塊11上設(shè)有加速度傳感器12，下支架21的連接叉頭10上設(shè)有加速度傳感器8，配重塊11和下支架21之間設(shè)有差動變壓式位移傳感器20。
圖2的減振器特性試驗臺基于圖1的汽車四分之一模擬懸架試驗臺的框架結(jié)構(gòu)，其包括底板1、立柱2、電動振動臺3、托盤4、減振器9、連接頭23、頂板13、橫梁24、雙頭螺栓25、力傳感器26、差動變壓式位移傳感器20，電動振動臺3上依次設(shè)有托盤4、減振器9、連接頭23、力傳感器26、雙頭螺栓25、橫梁24，橫梁24固定于左右立柱2之間，在橫梁24和托盤20之間設(shè)有差動變壓式位移傳感器20。
當(dāng)進(jìn)行懸架性能試驗時，如圖1所示，電動振動臺3在計算機(jī)系統(tǒng)的控制下輸出模擬實際路面狀況的激振信號，托盤4隨振動臺的激振頭一起振動，下彈簧5沿著托盤4的導(dǎo)向環(huán)上下振動，模擬輪胎和地面的振動，下彈簧5帶動簧下質(zhì)量沿下部的垂直直線滾珠導(dǎo)軌6振動，將振動通過上彈簧9和減振器10傳遞到簧上質(zhì)量，使簧上質(zhì)量沿著上部的垂直直線滾珠導(dǎo)軌6振動，減振器隨振動產(chǎn)生拉伸與壓縮，產(chǎn)生阻尼力，起到減小振動的作用，加速度傳感器8測量簧下質(zhì)量的加速度，加速度傳感器12測量簧上質(zhì)量的加速度，差動變壓式位移傳感器20測量簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的相對位移。
當(dāng)進(jìn)行減振器特性試驗時，提升簧上質(zhì)量，拆下簧下質(zhì)量各零件，并拆下減振器10、上彈簧9、差動變壓式位移傳感器20，按照圖2所示進(jìn)行裝配，電動振動臺3在計算機(jī)系統(tǒng)的控制下，按照減振器特性試驗的要求輸出信號(通常為正弦信號)，托盤4帶動減振器9拉伸與壓縮，力傳感器26測出減振器9的阻尼力，差動變壓式位移傳感器20測出減振器9上下振動的位移。
各傳感器的信號輸入計算機(jī)系統(tǒng)，計算機(jī)系統(tǒng)可對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的圖形顯示。在半主動懸架控制器開發(fā)試驗時，可根據(jù)需要采集一個或全部傳感器信號，由設(shè)定的控制算法輸出控制信號，改變減振器電流或帶動控制電機(jī)，從而調(diào)節(jié)可調(diào)減振器的阻尼值。
簧上質(zhì)量的配重塊11分成質(zhì)量不等的若干塊，可根據(jù)需要準(zhǔn)確配置簧上質(zhì)量，簧下質(zhì)量在下支架的前后預(yù)留了螺栓孔，可在最小質(zhì)量的基礎(chǔ)上增加質(zhì)量，項板13上裝有手扳葫蘆，可以方便地提升簧上質(zhì)量。
在立柱內(nèi)側(cè)對應(yīng)設(shè)置六段垂直直線滾珠導(dǎo)軌位置的上下預(yù)留有若干固定導(dǎo)軌的螺栓孔(如圖7所示)，以便于選取不同規(guī)格的彈簧和減振器時調(diào)整導(dǎo)軌位置。
權(quán)利要求
1.汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺，其特征在于在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試驗時，它包括底板(1)、立柱(2)、電動振動臺(3)、托盤(4)、下彈簧(5)、垂直直線滾珠導(dǎo)軌(6)、滑塊(7)、兩加速度傳感器(8、12)、上彈簧(9)、減振器(10)、配重塊(11)、頂板(13)、兩吊環(huán)(14、16)、手扳葫蘆(15)、緊固螺栓(17)、上支架(18)、連接叉頭(19)、差動變壓式位移傳感器(20)、下支架(21)、彈簧壓板(22)，兩個立柱(2)及頂板(13)組成框形結(jié)構(gòu)，電動振動臺(3)置于底板(1)正中，立柱內(nèi)側(cè)分別設(shè)有垂直直線滾珠導(dǎo)軌(6)和滑塊(7)組件，電動振動臺上依次設(shè)有托盤(4)、下彈簧(5)、彈簧壓板(22)、下支架(21)，下支架兩側(cè)設(shè)有連接叉頭(19)、滑塊(7)，下支架上依次設(shè)有減振器(10)、上彈簧(9)、差動變壓式位移傳感器(20)、上支架(18)，上支架左右設(shè)有連接叉頭(19)、滑塊(7)，上支架上設(shè)有配重塊(11)、吊環(huán)(10)，立柱(2)上設(shè)有頂板(13)，頂板下設(shè)有吊環(huán)(14)及手扳葫蘆(15)。在進(jìn)行減振器特性試驗時，它包括底板(1)、立柱(2)、電動振動臺(3)、托盤(4)、減振器(10)、連接頭(23)、頂板(13)、橫梁(24)、雙頭螺栓(25)、力傳感器(26)、差動變壓式位移傳感器(20)，電動振動臺上依次設(shè)有托盤(4)、減振器(10)、連接頭(23)、力傳感器(26)、雙頭螺栓(25)、差動變壓式位移傳感器(20)、橫梁(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試驗時，其特征在于所述的下支架(21)、左右兩個連接叉頭(19)、兩個滑塊(7)、下彈簧(5)及彈簧壓板(22)構(gòu)成簧下質(zhì)量，兩個滑塊(7)分別設(shè)置在左右兩段垂直直線滾珠導(dǎo)軌(6)上，同時下支架(21)的前后面各設(shè)有兩個螺栓孔，用于增加配重之用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試驗時，其特征在于所述的上支架(18)、左右四個連接叉頭(19)、四個滑塊(7)、配重塊(11)、緊固螺栓(17)及吊環(huán)(16)構(gòu)成簧上質(zhì)量，四個滑塊(7)分別設(shè)置在左右各兩段垂直直線滾珠導(dǎo)軌(6)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試驗時，其特征在于在托盤(4)上設(shè)有下彈簧(5)，彈簧壓板(22)將下彈簧(5)和下支架(21)固定成一體，下彈簧(5)等效于等剛度的輪胎。
全文摘要
本發(fā)明公開一種汽車四分之一模擬懸架系統(tǒng)及減振器特性綜合試驗臺。它是由基于一個整體框架的懸架系統(tǒng)試驗臺及減振器特性試驗臺兩部分組成，各自分別有機(jī)械臺架部分、電動激振部分及計算機(jī)控制部分。本發(fā)明可進(jìn)行各種減振器的特性試驗、普通被動和半主動四分之一懸架的性能試驗，以及半主動懸架控制器的開發(fā)試驗。采用框形結(jié)構(gòu)和垂直直線滾珠導(dǎo)軌，整個臺架結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，機(jī)械摩擦力?。桓鞣N懸架參數(shù)易于調(diào)整，在試驗中可直接采用計算機(jī)仿真計算中的各種懸架參數(shù)，使得數(shù)值仿真和試驗驗證能很好地對接，提高了懸架性能試驗和半主動懸架控制器開發(fā)試驗的效果。
文檔編號G01M17/04GK101055233SQ200710021439
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者姚嘉凌 申請人:南京林業(yè)大學(xué)