專利名稱：汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車實驗裝置及其方法，尤其涉及一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置及其方法。
背景技術(shù)：
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是保證汽車按照駕駛員的意志進行轉(zhuǎn)向行駛以保持穩(wěn)定的重要部件，其性能的好壞直接影響到汽車行駛的安全性和操縱穩(wěn)定性。因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能試驗對于轉(zhuǎn)向器設(shè)計參數(shù)的確定、轉(zhuǎn)向機構(gòu)尺寸的確定和保證轉(zhuǎn)向器性能的可靠性都具有十分重要的意義。此外，電動助力轉(zhuǎn)向解決了汽車在轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向輕便性和路感之間的矛盾， 進一步保證了車輛轉(zhuǎn)向的安全性和平穩(wěn)性?，F(xiàn)有的試驗裝置產(chǎn)品僅僅是針對機械齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，液壓動力轉(zhuǎn)向器和電動助力轉(zhuǎn)向器的部件測試，沒有三者通用的轉(zhuǎn)向器實驗裝置， 也沒有針對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實驗裝置。目前現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向器總成試驗裝置為針對轉(zhuǎn)向器的三軸性能測試，多采用單向軸向加載，其試驗不能完全模擬轉(zhuǎn)向器的實際工況，不能反映由轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向節(jié)等零件組成的轉(zhuǎn)向系的系統(tǒng)表現(xiàn)，不能反映轉(zhuǎn)向系在懸架上下跳動和行駛載荷下的表現(xiàn)，所測試參數(shù)誤差較大或者與實際工作過程差別較大，測試對象單一并與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能分離，檢測項目也較少。為了解決上述問題，重慶理工大學(xué)的李志立等人發(fā)明了五軸汽車轉(zhuǎn)向?qū)嶒炑b置，基本解決了上述問題。但這種裝置存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高和維修難等缺點，很難應(yīng)用到現(xiàn)實的科研測試中來。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置。該裝置用于模擬汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在裝車和行駛狀態(tài)下的性能試驗和評價，用于汽車轉(zhuǎn)向系的教學(xué)和理論研究，用于汽車轉(zhuǎn)向系部件的性能設(shè)計實驗和狀態(tài)分析。同時，本發(fā)明還提供了一種測試簡單，成本更低的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗方法。本發(fā)明提供的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，包括動力裝置、力矩加載裝置和車輪定位儀；
待檢測的EPS裝置安裝在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向柱上；所述動力裝置設(shè)置在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)向節(jié)上，對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)施加向上或向下的路面激勵；所述力矩加載裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)向車輪的底部，對轉(zhuǎn)向車輪施加摩擦力矩和側(cè)向力矩；所述車輪定位儀吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪的輪轂端部。進一步，所述動力裝置為氣缸或液壓缸，氣缸或液壓缸的活塞桿與轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)連接。本發(fā)明提供的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗方法，在該方法中采用了上述的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，該方法包括如下步驟(1)、轉(zhuǎn)動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤，給方向盤一個轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)向柱運動；
(2)、將方向盤的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)速直接輸入到安裝在轉(zhuǎn)向柱上的EPS 裝置中；
(3)、轉(zhuǎn)向柱將方向盤的動力通過轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)傳遞到齒輪齒條轉(zhuǎn)向器上，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)傳遞到轉(zhuǎn)向車輪上；
(4)、轉(zhuǎn)向車輪在轉(zhuǎn)向的同時，動力裝置提供給汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減震器一個模擬路面不平造成的懸架上下跳動的位移；力矩加載裝置提供給轉(zhuǎn)向車輪一個模擬汽車轉(zhuǎn)向時路面給轉(zhuǎn)向車輪施加的摩擦力矩和側(cè)向力矩；
(5)、利用吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪的輪轂端部的車輪定位儀測量轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩，并與EPS裝置測量轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩進行比較，分析EPS裝置的性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置及其方法具有如下優(yōu)點。
1、本發(fā)明通過EPS裝置輸出汽車轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，通過車輪定位儀的測量參數(shù)與EPS輸出參數(shù)的關(guān)系來研究汽車轉(zhuǎn)向和EPS裝置的性能。該裝置及方法具有測試成本低、 測量效果好、維修方便等優(yōu)點。2、該裝置可用于模擬汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在裝車和行駛狀態(tài)下的性能試驗和評價，用于汽車轉(zhuǎn)向系的教學(xué)和理論研究，用于汽車轉(zhuǎn)向系部件的性能設(shè)計實驗和狀態(tài)分析。3、模擬汽車行駛路況軸向和垂直加載，而且加載測試更真實，為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能測試和汽車轉(zhuǎn)向系部件的性能分析及產(chǎn)品的驗證、改進和研發(fā)提供全面、可靠的檢測數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為輸入和輸出EPS裝置的參數(shù)框圖。附圖中，1 一EPS裝置；2—動力裝置；3—力矩加載裝置；4一車輪定位儀； 5—轉(zhuǎn)向柱；6—轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)；7—轉(zhuǎn)向車輪；8—方向盤；9一操縱機構(gòu)；10—齒輪齒條轉(zhuǎn)向器；11一減震器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細地說明。
圖1為本發(fā)明汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為輸入和輸出EPS 裝置的參數(shù)框圖，如圖所示。汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，包括動力裝置2、力矩加載裝置3和車輪定位儀4。待檢測的EPS裝置1安裝在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向柱5上；動力裝置2 設(shè)置在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)6的轉(zhuǎn)向節(jié)上，對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)6施加向上或向下的路面激勵(即模擬懸架工況);力矩加載裝置3設(shè)置在轉(zhuǎn)向車輪7的底部，對轉(zhuǎn)向車輪7施加摩擦力矩和側(cè)向力矩；車輪定位儀4吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪7的輪轂端部。本實施例中，動力裝置3為氣缸，氣缸的活塞桿與轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)6連接。當然，動力裝置3也可采用液壓缸或其它的動力機構(gòu)。汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗方法，該方法包括如下步驟(1)、轉(zhuǎn)動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤8，給方向盤8 —個轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)向柱5運動。(2)、將方向盤8的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)向車輪7的轉(zhuǎn)速直接輸入到安裝在轉(zhuǎn)向柱5 上的EPS裝置1中。(3)、轉(zhuǎn)向柱將方向盤8的動力通過轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)9傳遞到齒輪齒條轉(zhuǎn)向器10上， 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器10通過轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)6傳遞到轉(zhuǎn)向車輪7上。(4)、轉(zhuǎn)向車輪7在轉(zhuǎn)向的同時，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減震器11模擬懸架機構(gòu)，動力裝置2提供給汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減震器11 一個模擬路面不平造成的懸架上下跳動的位移；力矩加載裝置3提供給轉(zhuǎn)向車輪7 —個模擬汽車轉(zhuǎn)向時路面給轉(zhuǎn)向車輪7施加的摩擦力矩和側(cè)向力矩。(5)、利用吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪7的輪轂端部的車輪定位儀4測量轉(zhuǎn)向車輪7的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩，并與EPS裝置測量轉(zhuǎn)向車輪7的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩進行比較，分析EPS裝置的性能。本發(fā)明利用EPS實驗裝置輸入?yún)?shù)的選擇和輪胎的定位參數(shù)。輸入?yún)?shù)為汽車的車速、方向盤的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，EPS裝置內(nèi)部參數(shù)為助力力矩、轉(zhuǎn)向角度和電流、電壓，轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)采用車輪定位儀來測量，動力裝置帶動轉(zhuǎn)向車輪上下移動，模擬汽車輪胎在路面上的行駛，車輪力矩加載裝置模擬路面與轉(zhuǎn)向車輪之間的摩擦力矩，整個轉(zhuǎn)向?qū)嶒炏到y(tǒng)采用三軸式。EPS裝置輸出為汽車轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，通過車輪定位儀的測量參數(shù)與 EPS裝置輸出參數(shù)的關(guān)系來研究汽車轉(zhuǎn)向和EPS裝置的性能。該裝置及方法具有測試成本低、測量效果好、維修方便等優(yōu)點。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，其特征在于包括動力裝置(2)、力矩加載裝置(3)和車輪定位儀(4)；待檢測的EPS裝置(1)安裝在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向柱(5)上；所述動力裝置(2)設(shè)置在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)(6)的轉(zhuǎn)向節(jié)上，對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)(6)施加向上或向下的路面激勵；所述力矩加載裝置(3)設(shè)置在轉(zhuǎn)向車輪(7)的底部，對轉(zhuǎn)向車輪(7)施加摩擦力矩和側(cè)向力矩；所述車輪定位儀(4)吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪(7)的輪轂端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，其特征在于所述動力裝置(3 )為氣缸或液壓缸，氣缸或液壓缸的活塞桿與轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)(6 )連接。
3.一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗方法，其特征在于，在該方法中采用了權(quán)利要求1 所述的汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，該方法包括如下步驟(1)、轉(zhuǎn)動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方向盤(8)，給方向盤(8)—個轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)向柱(5) 運動；(2)、將方向盤(8)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)向車輪(7)的轉(zhuǎn)速直接輸入到安裝在轉(zhuǎn)向柱 (5)上的EPS裝置(1)中；(3)、轉(zhuǎn)向柱將方向盤(8)的動力通過轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)(9)傳遞到齒輪齒條轉(zhuǎn)向器(10) 上，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器(10 )通過轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)(6 )傳遞到轉(zhuǎn)向車輪(7 )上；(4)、轉(zhuǎn)向車輪(7)在轉(zhuǎn)向的同時，動力裝置(2)提供給汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減震器(11)一個模擬路面不平造成的懸架上下跳動的位移；力矩加載裝置(3)提供給轉(zhuǎn)向車輪(7) —個模擬汽車轉(zhuǎn)向時路面給轉(zhuǎn)向車輪(7)施加的摩擦力矩和側(cè)向力矩；(5)、利用吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪(7)的輪轂端部的車輪定位儀(4)測量轉(zhuǎn)向車輪(7)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩，并與EPS裝置測量轉(zhuǎn)向車輪(7)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩進行比較，分析EPS裝置的性能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗裝置，包括動力裝置、力矩加載裝置和車輪定位儀；待檢測的EPS裝置安裝在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向柱上；動力裝置設(shè)置在汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)向節(jié)上，對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)施加向上或向下的路面激勵；力矩加載裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)向車輪的底部，對轉(zhuǎn)向車輪施加摩擦力矩和側(cè)向力矩；車輪定位儀吸附在被測轉(zhuǎn)向車輪的輪轂端部。同時，本發(fā)明還公開了一種汽車電動助力轉(zhuǎn)向測試實驗方法。本發(fā)明通過EPS裝置輸出汽車轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，通過車輪定位儀的測量參數(shù)與EPS裝置輸出參數(shù)的關(guān)系來研究汽車轉(zhuǎn)向和EPS裝置的性能。該裝置及方法具有測試成本低、測量效果好、維修方便等優(yōu)點。
文檔編號G01M17/06GK102200488SQ20111007390
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者代紅偉, 張君, 李志立, 楊翔宇, 符亮 申請人:重慶理工大學(xué)