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(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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(yàn)臺(tái)。 背條技術(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(lái)嘗試采用半主動(dòng)懸架來(lái)進(jìn)一步提高 減振性能，最易行的^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(dòng)懸架因其優(yōu)良的特性，是近期最有可能走向市場(chǎng)推廣應(yīng)用的新興技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)的關(guān) 鍵是可調(diào)減振器和控制器的開發(fā)。無(wú)論是普通被動(dòng)懸架還是半主動(dòng)懸架，都需要對(duì)減振器的特性進(jìn)行試驗(yàn)以評(píng)價(jià)其性能優(yōu)劣，對(duì)于半主 動(dòng)懸架，還需對(duì)其可調(diào)減振器的特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，以求解出控制模型，進(jìn)而，通過(guò)試驗(yàn)評(píng)價(jià)懸架的優(yōu)劣， 或者開發(fā)半主動(dòng)懸架的控制器?，F(xiàn)有的減振器特性試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試條件簡(jiǎn)單，功能單一，尤其無(wú)法滿足對(duì)其進(jìn) 行試驗(yàn)建模的需要，而目前針對(duì)懸架的試驗(yàn)臺(tái)大多是利用實(shí)車測(cè)試，僅能評(píng)價(jià)懸架裝車后的性能。汽車四 分之一車輛模型是評(píng)價(jià)懸架性能、進(jìn)行懸架設(shè)計(jì)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(yàn)臺(tái)在個(gè)別試驗(yàn)室中使用，但其設(shè)計(jì)主要存在以下問(wèn)題l.結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2. 整個(gè)臺(tái)架振動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性不好3.簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量在振動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械摩擦力大，影響了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn) 確測(cè)量4.懸架參數(shù)不易調(diào)整，尤其是輪胎的剛度不易測(cè)量，在縮小比例的懸架試驗(yàn)中，不容易獲得需要 剛度的輪胎。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有懸架和減振器試驗(yàn)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(yàn)臺(tái)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它包括基于一個(gè)整體框架的兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，分別是汽車四分之一模擬懸架試驗(yàn)臺(tái)，減振器特性試驗(yàn)臺(tái)。汽車四分之一模擬懸架試驗(yàn)臺(tái)包括底板、立柱、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)、托盤、下彈簧、垂直直線滾珠導(dǎo)軌、滑塊、 兩加速度傳感器、上彈黃、減振器、配重塊、頂板、兩吊環(huán)、手扳葫蘆、緊固 栓、上支架、連接叉頭、 差動(dòng)變壓式位移傳感器、下支架、彈簧壓板，兩個(gè)立柱及頂板組成框形結(jié)構(gòu)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)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(dòng)振動(dòng)臺(tái)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(dòng)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(yàn)臺(tái)包括底板、立柱、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)、托盤、減振器、連接頭、頂板、橫梁、雙頭螺栓、 力傳感器、差動(dòng)變壓式位移傳感器，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)上依次設(shè)有托盤、減振器、連接頭、力傳感器、雙頭螺栓、 差動(dòng)變壓式位移傳感器、橫梁。本實(shí)用新型具有的有益效果是可進(jìn)行多種用途的試驗(yàn)。可進(jìn)行各種減振器的特性試驗(yàn)；普通被動(dòng)四 分之一懸架的性能試驗(yàn)；半主動(dòng)四分之一懸架的性能試驗(yàn)；半主動(dòng)懸架控制器的開發(fā)試驗(yàn)。本發(fā)明采用框 形結(jié)構(gòu)和垂直直線滾珠導(dǎo)軌，整個(gè)臺(tái)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，機(jī)械摩擦??；各種懸架參數(shù)易于調(diào)整，尤其是輪 胎采用等剛度的彈黃替代，在試驗(yàn)中可直接采用計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算中的各種懸架參數(shù)，使得數(shù)值仿真和試驗(yàn) 驗(yàn)證能很好地對(duì)接，提高了懸架性能試驗(yàn)和半主動(dòng)懸架控制器開發(fā)試驗(yàn)的效果，在縮小比例的懸架試驗(yàn)中 更為方便。
圖1是汽車四分之一模擬懸架試驗(yàn)臺(tái)正視圖； 圖2是減振器特性試驗(yàn)臺(tái)裝配示意圖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l、立柱2、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)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、上彈資9、減振器IO、配重塊ll、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(dòng)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、雙頭據(jù)栓25、力傳感器26。
具體實(shí)施方式
圖1的汽車四分之一模擬懸架試驗(yàn)臺(tái)包括底板1、立柱2、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)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、上彈黃9、減振器IO、配重塊ll、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 栓17、上支架18、連接叉頭19、差動(dòng)變壓式位移傳感器20、下 支架21、彈簧壓梹22，底板l、左右兩個(gè)立柱2及頂板13組成框形結(jié)構(gòu)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)3置于底板正中， 兩個(gè)立柱2內(nèi)惻設(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(dòng)振 動(dòng)臺(tái)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(guò)兩個(gè)連接叉頭19和兩個(gè)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(gè)連接叉頭19分別和四個(gè)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(gè)連接叉頭19、兩個(gè)滑塊7、下彈費(fèi)5及彈黃壓板22構(gòu)成黃下質(zhì)量，兩個(gè) 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(shí)下支架21的前后面各有兩個(gè)錁?biāo)?，用于增?配重之用。所述的上支架18、左右四個(gè)連接叉頭19、四個(gè)滑塊7、配重塊11、緊固蠊栓17及吊環(huán)16構(gòu)成簧上 質(zhì)量，四個(gè)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^K傳感器8，配重塊11和下 支架21之間設(shè)有差動(dòng)變壓式位移傳感器20。圖2的減振器特性試驗(yàn)臺(tái)基于圖1的汽車四分之一模擬懸架試驗(yàn)臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)，其包括底板1、立柱 2、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)3、托盤4、減振器9、連接頭23、頂板13、橫梁24、雙頭槲栓25、力傳感器26、差動(dòng)變 壓式位移傳感器20,電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)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(dòng)變壓式位移傳感器20。當(dāng)進(jìn)行懸架性能試驗(yàn)時(shí)，如圖1所示，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)3在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下輸出模擬實(shí)際路面狀況的 激振信號(hào)，托盤4隨振動(dòng)臺(tái)的激振頭一起振動(dòng)，下彈簧5沿著托盤4的導(dǎo)向環(huán)上下振動(dòng)，模擬輪胎和地面 的振動(dòng)，下彈簧5帶動(dòng)簧下質(zhì)量沿下部的垂直直線滾珠導(dǎo)軌6振動(dòng)，將振動(dòng)通過(guò)上彈簧9和減振器10傳 遞到簧上質(zhì)量，使S上質(zhì)量沿著上部的垂直直線滾珠導(dǎo)軌6振動(dòng)，減振器隨振動(dòng)產(chǎn)生拉伸與壓縮，產(chǎn)生阻 尼力，起到減小振動(dòng)的作用，加速度傳感器8測(cè)量簧下質(zhì)量的加速度，加速度傳感器12測(cè)量簧上質(zhì)量的 加速度，差動(dòng)變壓式位移傳感器20測(cè)量簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的相對(duì)位移。當(dāng)進(jìn)行減振器特性試驗(yàn)時(shí)，提升簧上質(zhì)量，拆下簧下質(zhì)量各零件，并拆下減振器IO、上彈黃9、差動(dòng) 變壓式位移傳感器20，按照?qǐng)D2所示進(jìn)行裝配，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)3在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，按照減振器特性試 驗(yàn)的要求輸出信號(hào)(通常為正弦信號(hào))，托盤4帶動(dòng)減振器9拉伸與壓縮，力傳感器26測(cè)出減振器9的阻 尼力，差動(dòng)變壓式位移傳感器20測(cè)出減振器9上下振動(dòng)的位移。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。在半主動(dòng)懸架控 制器開發(fā)試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)需要采集一個(gè)或全部傳感器信號(hào)，由設(shè)定的控制算法輸出控制信號(hào)，改變減振器
電流或帶動(dòng)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)留了蠊栓孔，可在最小質(zhì)量的基礎(chǔ)上增加質(zhì)量，項(xiàng)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(duì)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)軌的嫁栓孔(如圖7所示), 以便于選取不同規(guī)格的彈黃和減振器時(shí)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(yàn)臺(tái)，其特征在于在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，它包括底板(1)、立柱(2)、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)(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(dòng)變壓式位移傳感器(20)、下支架(21)、彈簧壓板(22)，兩個(gè)立柱(2)及頂板(13)組成框形結(jié)構(gòu)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)(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(dòng)振動(dòng)臺(tái)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(dòng)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(yàn)時(shí)，它包括底板(1)、立柱(2)、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)(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(dòng)變壓式位移傳感器(20)，電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)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(dòng)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(yàn)臺(tái)，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試 驗(yàn)時(shí)，其特征在于所述的下支架(21)、左右兩個(gè)連接叉頭(19)、兩個(gè)滑塊(7)、下彈簧(5)及彈簧 壓板(22)構(gòu)成簧下質(zhì)豕，兩個(gè)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(shí)下支架(21) 的前后面各設(shè)有兩個(gè)蠊栓孔，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(yàn)臺(tái)，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試 驗(yàn)時(shí)，其特征在于所述的上支架(18)、左右四個(gè)連接叉頭09〉、四個(gè)滑塊(7)、配重塊(11)、緊固 據(jù)栓(17)及吊環(huán)(16)構(gòu)成簧上質(zhì)量，四個(gè)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(yàn)臺(tái)，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)相關(guān)試 驗(yàn)時(shí)，其特征在T-: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，卜'彈簧(5)等效于等剛度的輪胎。
專利摘要本實(shí)用新型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(yàn)臺(tái)。它是由基于一個(gè)整體框架的懸架系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)及減振器特性試驗(yàn)臺(tái)兩部分組成，各自分別有機(jī)械臺(tái)架部分、電動(dòng)激振部分及計(jì)算機(jī)控制部分。本實(shí)用新型可進(jìn)行各種減振器的特性試驗(yàn)、普通被動(dòng)和半主動(dòng)四分之一懸架的性能試驗(yàn)，以及半主動(dòng)懸架控制器的開發(fā)試驗(yàn)。采用框形結(jié)構(gòu)和垂直直線滾珠導(dǎo)軌，整個(gè)臺(tái)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，機(jī)械摩擦力小；各種懸架參數(shù)易于調(diào)整，在試驗(yàn)中可直接采用計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算中的各種懸架參數(shù)，使得數(shù)值仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證能很好地對(duì)接，提高了懸架性能試驗(yàn)和半主動(dòng)懸架控制器開發(fā)試驗(yàn)的效果。
文檔編號(hào)G01M17/007GK201034827SQ20072003612
公開日2008年3月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)