申请/专利权人：中国第一汽车股份有限公司

申请日：2018-12-27

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN109765061B

主分类号：G01M17/04

分类号：G01M17/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2019.06.11#实质审查的生效;2019.05.17#公开

摘要：本发明涉及一种乘用车悬架系统台架试验机构，其特征在于：铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置以及垂向加载装置固定在铁地板上，悬架系统固定在支撑固定装置上，垂向加载装置固定在铁龙门架上，横向加载装置与综合加载体的下部加载座连接、纵向加载装置通过关节轴承与综合加载体的侧部加载座连接、垂向加载装置与综合加载体的上部加载座连接；综合加载体固定在悬架系统上；控制部分采用moog公司装有MiTS基础功能软件和Replication载荷谱迭代软件的控制器，其可在室内模拟试验机构复现悬架系统的实车失效情况并预测实车使用寿命，可在产品开发阶段就发现产品质量问题，进而降低试验成本，提高产品研发效率。

主权项：1.一种乘用车悬架系统台架试验机构，包括试验加载部分和控制部分；试验加载部分包括铁地板、铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置、垂向加载装置、综合加载体以及悬架系统；其特征在于：铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置以及垂向加载装置通过螺栓与T型螺母的配合被固定在铁地板上，悬架系统固定在支撑固定装置上，垂向加载装置固定在铁龙门架上，横向加载装置通过关节轴承与综合加载体的下部加载座连接、纵向加载装置通过关节轴承与综合加载体的侧部加载座连接、垂向加载装置通过关节轴承与综合加载体的上部加载座连接；综合加载体固定在悬架系统上；所述的支撑固定装置包括双面固定座，横板，减震器连接夹具，前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具；其中双面固定座通过螺栓固定在铁地板上，横板通过T型地脚块固定在双面固定座上，悬架系统通过各连接夹具与横板相连接；双面固定座的两面有T型凹槽，横板沿着T型槽上下移动；悬架系统中的减震器用减震器连接夹具固定，悬架系统的主体用前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具固定，然后前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具被固定在横板上；所述的横向加载装置包括加载作动器，固定座，连接杆，关节轴承，作动器悬挂装置，作动器升降装置；其中作动器悬挂装置是由立柱,横支板,悬挂弹簧,调整螺杆组成；立柱固定在铁地板上，横支板固定在立柱上，调整螺杆与横支板为螺纹连接，悬挂弹簧一端悬挂作动器，另一端挂在调整螺杆上；作动器升降装置是由升降螺杆，调整螺母，固定板组成，固定板固定在固定座上，升降螺杆一端固定在作动器的连接板上另一端穿过固定板上的孔，与调整螺母连接；加载作动器的后端通过连接板固定在固定座上，前端通过连接杆与关节轴承相连接，关节轴承的球头部通过销子与综合加载体相连接；所述的纵向加载装置的结构与横向加载装置的结构完全相同，包括加载作动器，固定座，连接杆，关节轴承，作动器悬挂装置，作动器升降装置，与综合加载体的连接位置不同;所述的垂向加载装置包括加载作动器、加载过渡板、连接杆、关节轴承；加载作动器的后端通过连接板固定在铁龙门架的横梁上，前端与加载过渡板连接，连接杆的一端固定在加载过渡板上，另一端通过关节轴承与综合加载体连接；其中连接杆为两个并且相互平行；所述的综合加载体包括主体、固定孔、横向加载座、纵向加载座、垂向加载座，其中主体的尺寸与悬架系统的轮辋的尺寸匹配，加载座与关节轴承连接。

全文数据：乘用车悬架系统台架试验机构技术领域本发明涉及一种乘用车悬架系统台架试验机构，具体的说是一种用于进行乘用车悬架系统性能及道路模拟台架试验的乘用车悬架系统台架试验机构，属于汽车零部件、子系统台架试验技术领域。背景技术汽车悬架是汽车中弹性的连接车身与车轮的重要装置。它一般由弹性元件、导向机构、减震器等部件构成，主要任务是缓和由不平路面传给车身的冲击，以提高乘车的舒适性，同时还还起着支撑车身的作用。目前，针对汽车悬架系统的台架试验主要是对悬架中的主要零部件单独进行试验且大多以单项加载为主，即在纵向、横向分别对零部件进行加载，与实车状态下悬架系统复杂的受力情况相差较大，导致台架的失效形式与实际失效形式不一致，无法真正起到检验产品的作用。对于整车道路试验和整车台架试验只能对悬架系统进行简单的耐久试验且成本较高，国内尚无有效可行的试验手段对乘用车悬架系统进行充分验证。发明内容为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种乘用车悬架系统台架试验机构，通过多个试验夹具及液压作动器的组合装配，控制器对多个作动器组合控制，该发明可以进行多通道、道路载荷谱加载的乘用车悬架系统性能及道路模拟等台架试验。本发明的技术方案是这样实现的：一种乘用车悬架系统台架试验机构，包括试验加载部分和控制部分；试验加载部分包括铁地板、铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置、垂向加载装置、综合加载体以及悬架系统；其特征在于：铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置以及垂向加载装置通过螺栓与T型螺母的配合被固定在铁地板上，悬架系统固定在支撑固定装置上，垂向加载装置固定在铁龙门架上，横向加载装置通过关节轴承与综合加载体的下部加载座连接、纵向加载装置通过关节轴承与综合加载体的侧部加载座连接、垂向加载装置通过关节轴承与综合加载体的上部加载座连接；综合加载体固定在悬架系统上；所述的支撑固定装置包括双面固定座，横板，减震器连接夹具，前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具；其中双面固定座通过螺栓固定在铁地板上，横板通过T型地脚块固定在双面固定座上，悬架系统通过各连接夹具与横板相连接；双面固定座的两面有T型凹槽，横板沿着T型槽上下移动；悬架系统中的减震器用减震器连接夹具固定，悬架系统的主体用前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具固定，然后前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具被固定在横板上；所述的横向加载装置包括加载作动器，固定座，连接杆，关节轴承，作动器悬挂装置，作动器升降装置；其中作动器悬挂装置是由立柱,横支板,悬挂弹簧,调整螺杆组成；立柱固定在铁地板上，横支板固定在立柱上，调整螺杆与横支板为螺纹连接，悬挂弹簧一端悬挂作动器，另一端挂在调整螺杆上；作动器升降装置是由升降螺杆，调整螺母，固定板组成，固定板固定在固定座上，升降螺杆一端固定在作动器的连接板上另一端穿过固定板上的孔，与调整螺母连接；加载作动器的后端通过连接板固定在固定座上，前端通过连接杆与关节轴承相连接，关节轴承的球头部通过销子与综合加载体相连接；所述的纵向加载装置的结构与横向加载装置的结构完全相同，包括加载作动器，固定座，连接杆，关节轴承，作动器悬挂装置，作动器升降装置，与综合加载体的连接位置不同。所述的垂向加载装置包括加载作动器、加载过渡板、连接杆、关节轴承；加载作动器的后端通过连接板固定在铁龙门架的横梁上，前端与加载过渡板连接，连接杆的一端固定在加载过渡板上，另一端通过关节轴承与综合加载体连接；其中连接杆为两个并且相互平行；所述的综合加载体包括主体、固定孔、横向加载座、纵向加载座、垂向加载座，其中主体的尺寸与悬架系统的轮辋的尺寸匹配，加载座与关节轴承连接。所述的铁地板上设有放T型螺母的T型槽。所述的龙门架包括横梁、立柱，横梁通过螺栓固定到立柱上。所述的试验加载部分为中间平面左右相互对称结构。所述的加载过渡板与加载作动器以及与连接杆的连接处都有张紧锁片进行锁止。所述的控制部分采用moog公司装有MiTS基础功能软件和Replication载荷谱迭代软件的控制器，所述的控制器能与试验机构中的横向加载作动器、纵向加载作动器、垂向加载作动器共6个加载作动器相连；首先结合在试验场采集来的悬架系统的载荷数据，通过白噪声求取传递函数，再由软件进行多次迭代得到试验驱动信号，控制器根据驱动信号驱动6个加载作动器，进而可以进行多通道、道路载荷谱加载的乘用车悬架系统道路模拟台架试验。本发明的积极效果是其可在室内模拟试验机构复现悬架系统的实车失效情况并预测实车使用寿命，可在产品开发阶段就发现产品质量问题，缩短道路试验及台架试验周期，降低试验成本，提高产品研发效率，降低产品市场索赔率。较原来的试验测试方法，评估悬架系统可靠性的时间节点提前一年左右时间，结果准确性由原来的基本和实车不相关，提高到能够准确反映悬架系统实车失效模式及寿命。另外该试验机构还可对悬架系统中的各零部件分别进行性能、静强度、耐久寿命等台架试验，与原来的零部件台架试验相比，该机构更易调整，结构更接近实车，连接夹具的结构以及作动器悬挂装置，作动器升降装置提高了台架试验效率及精确度。附图说明图1所示为本发明的结构示意图。图2所示为本发明中支撑固定装置示意图。图3所示为本发明中横向加载装置示意图。图4所示为本发明中纵向加载装置示意图。图5所示为本发明中垂向加载装置示意图。图6所示为综合加载体结构示意图。图中：1、铁龙门架；2、综合加载体；3、悬架系统；4、铁地板；5、双面固定座；6、横板；7、减震器连接夹具；8、中连接夹具;9、前连接夹具；10、后连接夹具；11、加载作动器；12、固定座；13、连接杆；14、关节轴承；15、作动器悬挂装置；16、作动器升降装置；17、加载过渡板。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：如图1至图5所示，一种乘用车悬架系统台架试验机构，包括试验加载部分和控制部分；试验加载部分包括铁龙门架1、综合加载体2、悬架系统3、铁地板4、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置、垂向加载装置；其特征在于：铁龙门架1、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置以及垂向加载装置通过螺栓与T型螺母的配合被固定在铁地板4上，悬架系统3固定在支撑固定装置上，垂向加载装置固定在铁龙门架1上，横向加载装置、纵向加载装置、垂向加载装置都与综合加载体2连接，综合加载体2固定在悬架系统3上。如图1所示，所述的铁地板4上有可以放T型螺母的T型槽A。如图1所示，所述的龙门架1包括横梁1a、立柱1b，其中横梁1a可以通过螺栓固定到立柱1b上的不同高度来满足试验要求。如图2所示，所述的支撑固定装置中的双面固定座5通过螺栓固定在铁地板4上，横板6通过螺栓与T型螺母的配合被固定在双面固定座5上，悬架系统3通过连接夹具7减震器连接夹具、8中连接夹具、9前连接夹具、10后连接夹具与横板6相连接。其中双面固定座5的两面设有供T型螺母滑动的T型槽，横板6可以沿着T型槽A上下移动。减震器连接夹具7用于固定悬架系统3中的减震器，中连接夹具8、前连接夹具9、后连接夹具10固定悬架系统3的主体。所有的连接夹具都有加强肋，以增加夹具的强度。横板6与各连接夹具的固定点为长槽孔，利于连接夹具的调整与安装。各连接夹具的设计是依托整车数模以及参考悬架系统在实车上的固定状态进行设计。可以通过调整连接夹具或者更换连接夹具的方法把不同的悬架系统固定在支撑固定装置上。如图3所示，所述的横向加载装置包括加载作动器11，固定座12，连接杆13，关节轴承14，作动器悬挂装置15，作动器升降装置16。加载作动器11的后端通过连接板固定在固定座12上，其中固定座12的两面设有供T型螺母滑动的T型槽，加载作动器11可以沿着T型槽A上下移动。前端通过连接杆13与关节轴承14相连接，关节轴承14的球头部通过销子与综合加载体2相连接。其中作动器悬挂装置15是由立柱15a,横支板15b,悬挂弹簧15c,调整螺杆15d组成；其中立柱15a固定在铁地板4上，横支板15b固定在立柱15a上，调整螺杆15d与横支板15b为螺纹连接，悬挂弹簧15c一端悬挂加载作动器11，另一端挂在调整螺杆15d上。作动器升降装置16是由升降螺杆16a，调整螺母16b，固定板16c组成；固定板16c固定在固定座12上，升降螺杆16a一端固定在加载作动器11的连接板上另一端穿过固定板16c上的孔，与调整螺母16d连接。所述的作动器悬挂装置15可以防止加载作动器11因坠落而导致的损坏，还可以减少加载作动器11中主缸所受的侧向力从而增加其寿命，转动调整螺杆15d，悬挂弹簧15c就会伸缩或者带动加载作动器11升降。通过作动器升降装置16与作动器悬挂装置15的配合可以在没有天车的情况下调整加载作动器11的高度。如图1、图4所示，所述的纵向加载装置的结构与横向加载装置的结构与原理完全相同，包括加载作动器11，固定座12，连接杆13，关节轴承14，作动器悬挂装置15，作动器升降装置16。只是与综合加载体2的连接位置不同，横向加载装置通过关节轴承与综合加载体的下部加载座连接、纵向加载装置通过关节轴承与综合加载体的侧部加载座连接。在此不在赘述。如图5所示，所述的垂向加载装置包括加载作动器11、加载过渡板17、连接杆13、关节轴承14，加载作动器11的后端固定在龙门架上，加载作动器11的前端与加载过渡板17连接，连接杆13的一端固定在加载过渡板17上，另一端通过关节轴承14与综合加载体2的上部加载座2e连接。其中连接杆13为两个且相互平行，加载过渡板17与加载作动器11以及与连接杆13的连接处都有张紧锁片进行锁止。如图6所示，所述的综合加载体2包括主体2a、固定孔2b、横向加载座2c、纵向加载座2d、垂向加载座2e，其中主体2a的尺寸参照与悬架系统3的轮辋的尺寸匹配设计，固定孔2a与悬架系统3匹配的轮辋的螺栓孔尺寸一致。加载座为两个相同的凸台，焊接在主体2a上，横向加载座2c、纵向加载座2d、垂向加载座2e分别与横向、纵向、垂向的关节轴承14连接，这样可以使综合加载体2达到完全机械解耦,消除运动耦合的影响。如图1所示的试验加载部分为关于中间平面左右相互对称结构，对称部分的结构与原理完全相同，在此不在赘述。所述的控制部分采用moog公司装有MiTS基础功能软件和Replication载荷谱迭代软件的控制器，所述的控制器能与与试验机构中的6个加载作动器11相连。所述的控制器对6个作动器进行同时控制，采集试件在典型工况下的6通道的道路载荷谱，处理后转化成6通道的台架试验加载谱，通过白噪声求取传递函数，利用Replication软件进行载荷迭代，得到的达到试验要求精度的台架试验驱动谱即可用于后续的台架试验。利用试件的台架试验寿命、采集道路载荷谱对应的实车里程，根据等疲劳损伤理论，即可估算试件在实车上的使用寿命。进行悬架系统性能试验时，先在三维软件中把试验加载部分虚拟装配，再根据三维软件中的尺寸数据对实际的试验加载部分进行组装。先把铁龙门架1、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置通过螺栓与T型螺母的配合固定在铁地板4上，再把悬架系统3固定在支撑固定装置上，把综合加载体2固定在悬架系统3上，把垂向加载装置固定在铁龙门架1上，最后把横向加载装置、纵向加载装置以及垂向加载装置的加载作动器11与综合加载体2连接。再把控制部分与试验加载部分的6个加载作动器11用数据线连接在一起。按照试验大纲要求编写控制器的加载程序，控制部分根据加载程序通过控制加载作动器11的伺服阀开度使加载作动器对悬架系统进行加载，并输出相应的试验数据。进行悬架系统耐久试验时，装配步骤与性能试验时一样。对于控制部分的设置，垂向加载作动器采用位移控制方式，通过连接杆13与关节轴承14经综合加载体2对样品施加跳动翘曲载荷。横向加载线性作动器与纵向加载作动器均采用载荷控制方式，通过连接杆13与关节轴承14经综合加载体2对样品分别施加横向载荷与纵向载荷。各加载作动器11均采用实车道路载荷谱作为输入，样品的受力状态与实车完全一致。由上述乘用车悬架系统台架试验机构的结构、设计及安装过程可知，整个悬架系统可以安装在支撑固定装置上，由6个作动器进行加载。其中控制器可以对6个加载作动器分别进行控制，这样就可以对整个悬架系统或者系统中的某个零部件进行多种台架试验验证。本发明创造结构设计合理，支撑固定装置可调性比较大，采用夹具与悬架系统连接的方式，可以通过调整或更换夹具的方法使大多数的乘用车前、后副车架被固定住。各组成结构采用拼装式结构设计，设计了专用升降装置，预留了多个吊绳悬挂孔，组装、调整以及拆卸都非常方便，此结构具有通用性强，可调性强，且其结构优化，工装减重以及安装过程简单易行，从而降低了试验台搭建人员的能力要求与劳动强度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

权利要求：1.一种乘用车悬架系统台架试验机构，包括试验加载部分和控制部分；试验加载部分包括铁地板、铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置、垂向加载装置、综合加载体以及悬架系统；其特征在于：铁龙门架、支撑固定装置、横向加载装置、纵向加载装置以及垂向加载装置通过螺栓与T型螺母的配合被固定在铁地板上，悬架系统固定在支撑固定装置上，垂向加载装置固定在铁龙门架上，横向加载装置通过关节轴承与综合加载体的下部加载座连接、纵向加载装置通过关节轴承与综合加载体的侧部加载座连接、垂向加载装置通过关节轴承与综合加载体的上部加载座连接；综合加载体固定在悬架系统上；所述的支撑固定装置包括双面固定座，横板，减震器连接夹具，前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具；其中双面固定座通过螺栓固定在铁地板上，横板通过T型地脚块固定在双面固定座上，悬架系统通过各连接夹具与横板相连接；双面固定座的两面有T型凹槽，横板沿着T型槽上下移动；悬架系统中的减震器用减震器连接夹具固定，悬架系统的主体用前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具固定，然后前连接夹具、中连接夹具、后连接夹具被固定在横板上；所述的横向加载装置包括加载作动器，固定座，连接杆，关节轴承，作动器悬挂装置，作动器升降装置；其中作动器悬挂装置是由立柱,横支板,悬挂弹簧,调整螺杆组成；立柱固定在铁地板上，横支板固定在立柱上，调整螺杆与横支板为螺纹连接，悬挂弹簧一端悬挂作动器，另一端挂在调整螺杆上；作动器升降装置是由升降螺杆，调整螺母，固定板组成，固定板固定在固定座上，升降螺杆一端固定在作动器的连接板上另一端穿过固定板上的孔，与调整螺母连接；加载作动器的后端通过连接板固定在固定座上，前端通过连接杆与关节轴承相连接，关节轴承的球头部通过销子与综合加载体相连接；所述的纵向加载装置的结构与横向加载装置的结构完全相同，包括加载作动器，固定座，连接杆，关节轴承，作动器悬挂装置，作动器升降装置，与综合加载体的连接位置不同;所述的垂向加载装置包括加载作动器、加载过渡板、连接杆、关节轴承；加载作动器的后端通过连接板固定在铁龙门架的横梁上，前端与加载过渡板连接，连接杆的一端固定在加载过渡板上，另一端通过关节轴承与综合加载体连接；其中连接杆为两个并且相互平行；所述的综合加载体包括主体、固定孔、横向加载座、纵向加载座、垂向加载座，其中主体的尺寸与悬架系统的轮辋的尺寸匹配，加载座与关节轴承连接。2.根据权利要求1所述的一种乘用车悬架系统台架试验机构，其于特征在于所述的铁地板上设有放T型螺母的T型槽。3.根据权利要求1所述的一种乘用车悬架系统台架试验机构，其于特征在于所述的龙门架包括横梁、立柱，横梁通过螺栓固定到立柱上。4.根据权利要求1所述的一种乘用车悬架系统台架试验机构，其于特征在于所述的试验加载部分为中间平面左右相互对称结构。5.根据权利要求1所述的一种乘用车悬架系统台架试验机构，其于特征在于所述的加载过渡板与加载作动器以及与连接杆的连接处都有张紧锁片进行锁止。6.根据权利要求1所述的一种乘用车悬架系统台架试验机构，其于特征在于所述的控制部分采用moog公司装有MiTS基础功能软件和Replication载荷谱迭代软件的控制器，所述的控制器能与试验机构中的横向加载作动器、纵向加载作动器、垂向加载作动器共6个加载作动器相连；首先结合在试验场采集来的悬架系统的载荷数据，通过白噪声求取传递函数，再由软件进行多次迭代得到试验驱动信号，控制器根据驱动信号驱动6个加载作动器，进而可以进行多通道、道路载荷谱加载的乘用车悬架系统道路模拟台架试验。

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