一体式空气悬架减振支柱性能测试台架装置的制作方法

1.本实用新型属于车辆悬架系统性能测试技术领域，具体涉及一种一体式空气悬架减振支柱性能测试台架装置。


背景技术：

2.电控空气悬架是在传统被动空气悬架的基础上增加电子控制单元，从而能够实现悬架系统刚度、阻尼以及车身高度的主动调节，对于改善车辆在行驶过程中的乘坐舒适性、操纵稳定性以及燃油经济性都具有重要意义，已成为汽车工业界的关注焦点之一。目前，电控空气悬架在国外豪华汽车上已被广泛使用，在高速客车和豪华城市客车上的普及率已达100％，在中、重型货车以及挂车上的使用率也超过80％。在轻型汽车方面，空气悬架的应用也在不断加强，尤其在高级乘用车上，空气悬架逐渐被允许选装。在一些特种车辆上，如对防振性能要求较高的仪表车、救护车以及要求带高度调节的集装箱运输车，具有优良隔振性能的空气悬架几乎是唯一选择。随着产品研发经验的不断积累以及技术实力的逐渐增强，国外汽车工业发达国家已形成多个空气弹簧及空气悬架系统顶级供应商，从而带来巨大的经济效益和市场优势。
3.目前，在高等级轿车上，空气弹簧和减振器同轴一体式布置成为主流趋势，因此，为开发出面向不同车型的一体式空气悬架减振支柱，必须配备能够对其性能进行全方位测试的台架试验装置。现有悬架系统测试装置大多针对传统悬架系统进行设计，仅能实现减振器或空气弹簧的独立性能测试，无法对一体式空气悬架减振支柱开展有效的性能测试。因此，设计面向新型一体式空气悬架减振支柱的性能测试装备具有重要意义。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型的目的在于提出一种一体式空气悬架减振支柱性能测试台架装置。为达成上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
5.所述装置主要包括左侧三角形垂直钢性支架、右侧三角形垂直钢性支架、钢制底座平台、单通道激振作动器、轮胎及轮毂、上叉臂减振支柱固定装置、下叉臂减振支柱固定装置、减振支柱垂向运动导引板、垂向载荷施加装置，所述两个三角形垂直钢性支架通过螺栓固定在钢制底座平台上，并可通过左侧导轨和右侧导轨在平台上进行横向移动，所述轮胎及轮毂垂直放置在单通道激振作动器上，并通过双叉臂式固定装置与左侧三角形钢性支架相连，所述减振支柱为一体式空气悬架减振支柱，空气弹簧和减振器同轴一体式布置，所述减振支柱上方放置垂向振动加速度传感器和圆柱形定位块，所述圆柱形定位块通过垂向运动导引板引导减振支柱保持垂直上下运动，所述减振支柱上方设有垂向载荷施加装置，所述测试台架装置还配备空气弹簧充放气控制单元，所述充放气控制单元由空气弹簧内部气压传感器、第一高速开关电磁阀、第二高速开关电磁阀、空气压缩机、 ecu以及空气弹簧内部气压计算单元组成。
6.优选地，所述左侧三角形垂直钢性支架和右侧三角形垂直钢性支架的下底板上各
开有2列螺纹孔，所述钢制底座平台上开有28列螺纹孔，所述钢制底座平台上的每列螺纹孔之间的距离相等，所述左侧三角形垂直钢性支架和右侧三角形垂直钢性支架下底板上2列螺纹孔间的距离是所述钢制底座平台上每列螺纹孔之间距离的整数倍。
7.优选地，所述轮胎及轮毂、上叉臂减振支柱固定装置、下叉臂减振支柱固定装置之间的结构形式与车辆双叉臂式悬架结构形式一致。
8.优选地，所述单通道激振作动器可以按照设定要求，对轮胎施加不同频率、不同振幅的垂向激励或随机激励。
9.优选地，所述垂向载荷施加装置可以按照设定要求，对一体式空气悬架减振支柱施加相应的垂向载荷，且垂向载荷主体部分可自由垂向运动。
10.优选地，所述减振支柱上方放置的圆柱形定位块和减振支柱垂向运动导引板上开的圆孔间填充有润滑油。
11.本实用新型通过引入双叉臂式固定装置，可以将一体式空气悬架减振支柱有效地固定在垂直受力方向，同时引入空气弹簧充放气控制单元和垂向载荷施加装置，可以有效地模拟出不同垂向载荷条件下的减振支柱实际性能，从而实现减振支柱性能的全方位测试，为开发车辆先进空气悬架系统提供准确的试验数据。
附图说明
12.通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
13.图1为一体式空气悬架减振支柱性能测试台架装置整体结构示意图；
14.图2为减振支柱垂向运动导引板的俯视图；
15.图3为三角形垂直钢性支架下底板的俯视图；
16.图4为钢制底座平台的俯视图；
17.图5为空气弹簧充放气控制系统结构示意图；
18.图中，1为钢制底座平台，2为左侧导轨，3为左侧三角形垂直钢性支架，4 为下叉臂减振支柱固定装置，5为上叉臂减振支柱固定装置，6为空气弹簧，7 为垂向振动加速度传感器，8为圆柱形定位块，9为垂向载荷施加装置，10为减振器，11为减振支柱垂向运动导引板，12为右侧三角形垂直钢性支架，13为轮胎及轮毂，14为单通道激振作动器，15为右侧导轨，16为空气弹簧内部气压传感器，17为第一高速开关电磁阀，18为第二高速开关电磁阀，19为空气压缩机 (19)，20为ecu，21为空气弹簧内部气压计算单元。
具体实施方式
19.下面结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施方式。
20.本实用新型提出了一体式空气悬架减振支柱性能测试台架装置，所述装置主要包括左侧三角形垂直钢性支架(3)、右侧三角形垂直钢性支架(12)、钢制底座平台(1)、单通道激振作动器(14)、轮胎及轮毂(13)、上叉臂减振支柱固定装置(5)、下叉臂减振支柱固定装置(4)、减振支柱垂向运动导引板(11)、垂向载荷施加装置(9)，所述两个三角形垂直钢性支架通过螺栓固定在钢制底座平台上，并可通过左侧导轨(2)和右侧导轨(15)在平台上进行横向移动，所述轮胎及轮毂(13)垂直放置在单通道激振作动器上，并通过双叉臂式固定装置与左侧三角形钢性支架相连，所述被测减振支柱为一体式空气悬架减振支柱，空气弹簧
(6)和减振器(10)同轴一体式布置，所述减振支柱上方放置垂向振动加速度传感器(7)和圆柱形定位块(8)，所述圆柱形定位块通过垂向运动导引板(11)引导减振支柱保持垂直上下运动，所述减振支柱上方设有垂向载荷施加装置(9)。
21.为适应不同载荷工况下的试验需求，需要对空气弹簧(6)进行充放气，因此，本测试台架装置还配备空气弹簧充放气控制单元，所述充放气控制单元由空气弹簧内部气压传感器(16)、第一高速开关电磁阀(17)、第二高速开关电磁阀(18)、空气压缩机(19)、ecu(20)以及空气弹簧内部气压计算单元(21) 组成。
22.在试验过程中，为将所述左右两个三角形垂直钢性支架固定在钢制底座平台 (1)上，所述左侧三角形垂直钢性支架和右侧三角形垂直钢性支架的下底板上各开有2列螺纹孔，所述钢制底座平台上开有28列螺纹孔，分别如图3和图4 所示。所述钢制底座平台上的每列螺纹孔之间的距离相等，所述左侧三角形垂直钢性支架和右侧三角形垂直钢性支架下底板上2列螺纹孔间的距离是所述钢制底座平台上每列螺纹孔之间距离的整数倍，从而确保三角形垂直钢性支架下底板上的两列螺纹孔能够与钢制底座平台上的螺纹孔对齐。
23.在试验过程中，首先通过固定螺栓将左侧三角形垂直钢性支架固定在钢制底座平台上，而后根据一体式空气悬架减振支柱及轮胎和轮毂的具体尺寸，通过导轨移动右侧三角形垂直钢性支架，最终根据固定尺寸需要，通过螺栓将右侧三角形垂直钢性支架固定在钢制底座平台上。
24.为保证一体式空气悬架减振支柱的受力环境和测试过程与实车空气悬架的实际运行过程相一致，根据车辆双叉臂式悬架结构形式确定所述轮胎及轮毂、上叉臂减振支柱固定装置及下叉臂减振支柱固定装置之间的结构形式。
25.在试验过程中，首先将一体式空气悬架减振支柱的下端固定在下叉臂减振支柱固定装置上，然后在减振支柱的上端放置垂向振动加速度传感器和圆柱形定位块，所述圆柱形定位块垂直伸入减振支柱垂向运动导引板(11)上的圆孔中，如图2所示，因而所述减振支柱可以通过圆柱形定位块和垂向运动导引板在测试过程中保持垂直上下运动。所述减振支柱垂向运动导引板(11)通过螺栓连接固定在左右两个三角形垂直钢性支架，可以根据实际测试需要，固定在不同高度位置上。
26.在试验过程中，所述单通道激振作动器可以按照设定要求，对轮胎施加不同频率、不同振幅的垂向激励或随机激励，模拟车辆在实际行驶过程中所需承受的路面不平度位移输入。
27.在试验过程中，所述垂向载荷施加装置可以按照设定要求，对一体式空气悬架减振支柱施加相应的垂向载荷，且垂向载荷主体部分可自由垂向运动。
28.在试验过程中，所述减振支柱上方放置的圆柱形定位块和减振支柱垂向运动导引板上开的圆孔间填充润滑油，降低圆柱形定位块和减振支柱垂向运动导引板上开的圆孔间的摩擦力，保证减振支柱能够顺利垂直上下运动。
29.在试验过程中，首先根据减振支柱垂向载荷需要，计算出空气弹簧内部气压，计算公式为pa＝fz/a，式中，pa为空气弹簧内部气压，fz为减振支柱垂向载荷， a为空气弹簧有效截面积。将所述计算出的空气弹簧内部气压输入至空气弹簧内部气压计算单元，而后空气弹簧充放气控制单元根据空气弹簧内部气压传感器 (16)测得的空气弹簧实际内部气压，通过ecu(20)控制第一高速开关电磁阀(17)、第二高速开关电磁阀(18)和空气压缩机(19)
对空气弹簧进行充放气，从而使得空气弹簧内部气压与目标气压保持一致。当空气弹簧内部气压低于目标气压时，ecu(20)发出指令，使得第二高速开关电磁阀(18)和空气压缩机(19)启动工作，将高压气体输送至空气弹簧，气压得以提升；当空气弹簧内部气压高于目标气压时，ecu发出指令，使得第一高速开关电磁阀(17)打开，将空气弹簧内的高压气体直接排向大气环境，气压得以降低。
30.综上，本实用新型通过巧妙的结构设计，可以将一体式空气悬架减振支柱有效地固定在垂直方向，同时引入空气弹簧充放气控制单元和垂向载荷施加装置，可以有效地模拟不同垂向载荷条件下的减振支柱实际性能，从而实现减振支柱性能的全方位测试，为开发车辆先进空气悬架系统提供准确的试验数据。
31.上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围。