一种空气弹簧刚度特性试验系统的制作方法

本实用新型涉及汽车悬架部件特性试验技术领域，具体是一种用于测试空气弹簧刚度特性的试验系统。

背景技术：

空气弹簧在汽车制造领域运用越来越广泛，它与传统螺旋弹簧相比，质量小、寿命长、大承载、具有较好的减震性，同时非线性刚度特性能够提高车辆的乘坐舒适性，减小车轮对地面的动载荷，延长车辆零部件的使用寿命，空气弹簧的性能将直接影响汽车悬架的性能，从而影响整车的性能，如平顺性、操纵稳定性等。空气弹簧在使用中结合高度阀能够使汽车在空满载时质心高度变化量减小，所以其合理的匹配选型显得尤为重要，空气弹簧的关键技术参数是刚度，它反映了空气弹簧受力时的变形程度。随着我国对车辆行驶操纵稳定性和平顺性要求的提高，弹性阻尼元件的特性匹配对悬架设计也越来越重要，因此在使用之前必须对空气弹簧刚度特性进行试验，以便得到良好的悬架性能。

空气弹簧刚度特性试验方法目前没有国家试验标准，尤其是大吨位的空气弹簧的试验一般比较难以实现。专利CN103217276A中阐释了一种空气弹簧的刚度特性试验方法，该方法以设定速度将空气弹簧向下压缩，当变形到设定距离时记录相应的载荷、内压等，该方法虽然降低了空气弹簧的试验成本，但没有考虑空气弹簧装车的实际工况，比如预载、迟滞、动刚度等问题。

所以，研究一种空气弹簧刚度特性试验方法，从而使其符合空气弹簧的实际工况，而且得到更全面的特性已显得越来越重要。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种空气弹簧刚度特性试验系统，以符合空气弹簧实际工况，而且得到空气弹簧不同频率下的动刚度。

为实现上述发明目的，本实用新型空气弹簧的底座通过螺栓固定在疲劳试验机的工作台上，另一端用夹具连接在作动器上；空气弹簧与气压传感器、载荷传感器、位移传感器连接，气压传感器、载荷传感器、位移传感器与信号放大器连接，信号放大器与主机系统连接，主机系统分别与载荷识别系统、位移识别系统连接，载荷识别系统、位移识别系统分别与动力系统连接，动力系统经作动器与夹具连接，载荷识别系统与空气弹簧之间连接有气路系统。

所述主机系统包括上位机与下位机。

所述气路系统的控制阀一通过主机系统与气压传感器连接，控制阀一经单向阀与气源连接，控制阀一经气压传感器与控制阀二连接，控制阀一与气压传感器之间装有压力表，空气弹簧串接在控制阀一与气压传感器之间。

本实用新型与现有技术相比，试验系统采用的是德国进口IST线性作动器测试平台，该作动器加载频率范围广，可满足动刚度试验需求，且加装了导向装置，并采用电液伺服控制，空气弹簧通过螺栓与夹具和作动器连接，设置有传感器可记录整个试验过程中的位移、载荷、气压值，该方法试验结果记录简单，数据连续性强，能够有效测试空气弹簧的刚度，反映空气弹簧真实的工作状态，而且操作简单，自动化程度高，测试精确。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

图2为图1的气路系统结构示意图。

图中：1-空气弹簧；2-气压传感器；3-载荷传感器；4-位移传感器；5-信号放大器；6-上位机；7-下位机；8-载荷识别系统；9-动力系统；0-作动器；11-空气弹簧夹具；12-位移识别系统；13-控制阀一；14-压力表；15-气源；16-单向阀；17-控制阀二。

具体实施方式

如图、图2所示，本实用新型的空气弹簧1的底座通过螺栓固定在疲劳试验机的工作台上，另一端用夹具11连接在作动器10上；空气弹簧1与气压传感器2、载荷传感器3、位移传感器4连接，气压传感器2、载荷传感器3、位移传感器4与信号放大器5连接，信号放大器5与主机系统连接，主机系统分别与载荷识别系统8、位移识别系统12连接，载荷识别系统8、位移识别系统12分别与动力系统9连接，动力系统9经作动器10与夹具11连接，载荷识别系统8与空气弹簧1之间连接有气路系统。

所述主机系统包括上位机6与下位机7。

所述气路系统的控制阀一13通过主机系统与气压传感器2连接，控制阀一13经单向阀16与气源15连接，控制阀一13经气压传感器2与控制阀二17连接，控制阀一13与气压传感器2之间装有压力表14，空气弹簧1串接在控制阀一13与气压传感器2之间。

本实用新型所提供的空气弹簧1的刚度特性试验方法为：（以型号为1T14C-1的空气弹簧1为例）

试验开始前需要根据空气弹簧1所在悬架的性能、工况等参数确定空气弹簧1的设计高度H0、设计载荷Ld、静态行程S、动态行程Sd、动态频率fd。

空气弹簧1样件的装夹: 将空气弹簧1的底座通过螺栓固定在IST线性作动器测试平台上，另一端用夹具11连接在作动器10上，必须保证空气弹簧1安装在IST线性作动器测试平台正中心，且夹紧时无偏斜。

气路系统连接：按照图2所示的顺序连接空气弹簧1的气路系统，依次将气源15、单向阀16、控制阀一13、压力表14、空气弹簧1、气压传感器2、控制阀二17连接在一起，且确保各器件接口处与管路无间隙无松动。

设定空气弹簧1的安装高度：上位机6通过动力系统9控制作动器10的位置，从而调整空气弹簧1的高度，使其达到空气弹簧设计高度H0，并将此时作动器10所处位置设置为作动器10运动的初始位置。

检查气路系统的气密性：通过上位机6控制控制阀一13打开，对空气弹簧1进行充气，观察压力表14的数值，当数值达到设定值（小于空气弹簧1的许用气压）时，关闭控制阀一13，将空气弹簧1静置1h，观察气压值的变化，若气压值稳定，则气密性良好，否则检查气路系统。

设定试验边界：确定气密性良好后，在上位机6上设定载荷值（等于空气弹簧1的设计载荷Ld）、空气弹簧1的静态行程S、频率0.01Hz（该值为作动器10频率范围最小值，一般来说频率越低越接近静态），动刚度试验时，空气弹簧1的动态行程为Sd、动态频率为fd，并启动程序。载荷识别系统8先对载荷传感器3的输入值（该值与空气弹簧1的气压有关，载荷传感器3采集空气弹簧1的充气压缩后对作动器10的作用反力信号，并输入主机系统）进行判断，若输入值小于上位机6设定值，则气路中的控制阀一13自动打开，对空气弹簧1进行充气，直至达到设定值；若载荷传感器3的输入值达到设定值，则主机系统开始控制试验设备中的动力系统9，使作动器10通过夹具11带动空气弹簧1做正弦往复运动，同时主机系统关闭载荷识别系统8，打开位移识别系统12对位移传感器4的输入值（作动器10开始运动后，位移传感器4对作动器10位移信号进行采集，并输入主机系统）进行识别判断，若输入值小于设定值，则作动器10继续按设定形式运动；若输入值等于设定值，则控制作动器10停止运动，并输出试验结果。

综上知，本实用新型所提供的空气弹簧1的刚度特性试验方法，是参照了空气弹簧1在整车跑道路试验时受载，即路面除了静态冲击载荷外，还有高频小振幅的动态冲击载荷，测得的空气弹簧1的刚度特性比较符合实际，是一种测试空气弹簧1刚度特性的有效试验方法。