一种四工位汽车悬架耐久性试验装置的制作方法

1.本发明属于汽车悬架技术领域，涉及汽车悬架测试装置，具体涉及一种四工位汽车悬架耐久性试验装置。


背景技术：

2.汽车悬架直接关系到车辆的行驶安全、操控稳定性、乘坐舒适性。因此，各汽车制造商对车辆悬架的性能，特别是耐久性特别重视；用户对汽车底盘的耐久性，特别是悬架耐久性的要求也越来越高。基于此，各汽车制造商在汽车研发
‑‑‑
试生产
‑‑‑
量产的过程中，均需要对悬架零部件进行耐久性测试，从而为汽车悬架设计提供设计/改进的技术支撑。
3.目前国内汽车制造商采用的汽车悬架零部件耐久性测试设备功能比较单一，一般为专用设备，例如摆臂耐久性测试机、减震器耐久性测试机、衬套耐久性测试机、采用作动器直接驱动悬架的悬架耐久测试设备等。以上列举的结构形式均存在一定的缺点和不足，具体表现在：
①
对于单一悬架零件的耐久性测试难以重现其在实车上安装时的受力状态，导致测试结果不准确；
②
每个零件都需要一套测试设备，造成重复投资，占用过多的研发资金；
③
测试效率低，增加试验周期。因此，开发一种新型的汽车悬架耐久性试验装置十分必要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种四工位汽车悬架耐久性试验装置，该装置是由液压伺服作动器进行驱动，通过传动组件同时对两组汽车悬架进行垂向作动，模拟车轮在受到垂向载荷时悬架的受力，从而进行汽车悬架及悬架部件的耐久性测试，且针对前悬架具有转向驱动功能。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种四工位汽车悬架耐久性试验装置，包括铸铁平台、悬架安装底座、悬架安装组件、液压伺服作动器、作动器安装尾座、传动组件、悬架连接组件；其中，所述铸铁平台上安装两个悬架安装底座，每个悬架安装底座上均安装有悬架安装组件；两个所述的悬架安装组件的结构相同或不同，每个悬架安装组件的两侧均用于安装被测试悬架组件；所述液压伺服作动器的尾端与作动器安装尾座铰接，液压伺服作动器的杆端与传动组件铰接；所述作动器安装尾座、传动组件均安装在铸铁平台上；所述悬架连接组件的一端与被测试悬架组件连接，另一端与传动组件连接，液压伺服作动器进行驱动，通过传动组件、悬架连接组件同时对同一侧的两组被测试悬架组件进行垂向作动。
7.作为本发明的优选，该装置还包括转向驱动组件、恒温试验箱、液压泵站、控制系统；其中，所述转向驱动组件有选择性的安装在悬架安装底座上，位于悬架安装组件的外侧，转向驱动组件用于驱动被测试悬架组件的转向机转向；所述恒温试验箱设置在悬架安装底座上，悬架安装组件及被测试悬架组件置于恒温试验箱内；所述液压泵站与液压伺服作动器通过液压管路连接；所述控制系统用于控制液压泵站开启/关闭、控制液压伺服作动
器的作动频率及振幅；同时，对液压伺服作动器的位移值及悬架连接组件的拉压力传感器的数值进行采集。
8.作为本发明的优选，所述铸铁平台包括两件操作平台、设备安装平台；两件所述的操作平台设置在设备安装平台的两侧，且与设备安装平台水平连接；所述设备安装平台的横向在与传动组件、作动器安装尾座相对的位置加工有多条滑槽，设备安装平台的纵向在与悬架安装底座相对的位置加工有多条滑槽。
9.作为本发明的优选，所述转向驱动组件包括安装座、伺服电机、减速机、减速机安装座、扭矩传感器、联轴器、连接杆；其中，所述安装座设置在前悬架底座的外侧，所述减速机安装座设置在安装座上，所述伺服电机与减速机连接后与减速机安装座固定连接，所述减速机与扭矩传感器的一端通过联轴器连接，扭矩传感器的另一端与连接杆通过联轴器连接；所述连接杆与被测试悬架组件的转向机连接。
10.作为本发明的优选，所述悬架安装组件包括安装座以及安装在安装座两侧的减震器上点安装支架、悬架导向元件安装架；其中，所述减震器上点安装支架、悬架导向元件安装架根据被测试悬架组件的装车状态下硬点坐标安装于安装座两侧；当所述悬架安装组件上安装的被测试悬架组件为前悬架时，所述悬架安装组件还包括转向机安装支座。
11.作为本发明的优选，所述传动组件包括三角架底座、三角架、悬架连接组件连接轴、轴承组件、三角架转轴、液压伺服作动器杆端连接轴；其中，所述三角架安装在三角架底座内，三角架朝向被测试悬架组件的水平连接部的中间位置与三角架转轴固定连接，所述悬架连接组件连接轴设置在三角架的水平连接部的两端，用于与悬架连接组件连接；所述轴承组件设置在三角架底座上，所述三角架转轴的两端与轴承组件连接；所述液压伺服作动器杆端连接轴设置在三角架低端的顶点处，且位于三角架转轴下方。
12.作为本发明的优选，所述悬架连接组件包括关节轴承、传感器安装座、拉压力传感器、下丝杆座、丝杆、上丝杆座、球形关节、车轮支架适配器；其中，所述关节轴承的轴承端与悬架连接组件连接轴连接，关节轴承的另一端与传感器安装座固连，所述传感器安装座与拉压力传感器固连，所述拉压力传感器与下丝杆座固连，所述下丝杆座与丝杆的一端螺纹连接，所述丝杆的一端加工有左旋螺纹，另一端加工有右旋螺纹；丝杆的另一端与上丝杆座螺纹连接，所述上丝杆座与球形关节螺纹连接，所述球形关节的球杆与车轮支架适配器连接；所述车轮支架适配器与被测试悬架组件的车轮支架螺栓连接。
13.作为本发明的优选，所述恒温试验箱包括试验箱机组、试验箱中间箱体；其中，所述试验箱中间箱体设置在悬架安装底座上，试验箱机组设置于试验箱中间箱体的两侧，试验箱机组与试验箱中间箱体固定后，被测试悬架组件置于试验箱机组内，悬架连接组件从试验箱机组的下板孔中穿过。
14.作为本发明的优选，所述控制系统包括pc机、伺服驱动器、数采模块；其中，液压伺服作动器的伺服阀与伺服驱动器通过通讯电缆连接，所述液压伺服作动器的位移传感器以及拉压力传感器、扭矩传感器通过通讯电缆与数采模块连接，pc机、伺服驱动器、数采模块通过通讯电缆连接。
15.作为本发明的进一步优选，所述三角架包括两个对称设置的三角板，两个所述的三角板通过连接板连接，两个所述的三角板在水平连接部的位置加工有多个安装孔；所述悬架连接组件连接轴安装在两侧的任意一组安装孔内；所述液压伺服作动器杆端连接轴设
置在两个三角板之间，且靠近三角板低端的顶点位置。
16.本发明的另一目的在于提供一种四工位汽车悬架耐久性试验装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
17.步骤s1、选择需要测试的被测试悬架组件，根据被测试悬架组件的装车状态下硬点坐标，将被测试悬架组件安装在悬架安装组件的两侧；
18.步骤s2、将被测试悬架组件与悬架连接组件进行连接，之后根据被测试悬架组件的垂向行程调节同侧的两个悬架连接组件在传动组件上的安装位置及悬架连接组件的长度；
19.步骤s3、通过控制系统控制液压泵站开启，控制液压伺服作动器的作动，如测试时被测试悬架组件为前悬架，则同时控制转向驱动组件的作动，拉压力传感器及扭矩传感器采集数据，并将采集的数据发送给控制系统；试验装置垂向位移/力加载时，可采用正弦、正弦叠加、道路垂向随机波进行加载。
20.本发明的优点及有益效果：
21.1、本发明提供的装置结构简单合理，安装紧凑，易于操作，维护简便，既能同时对同一辆车的四组悬架进行耐久性测试，也可纵向安装两种不同车型的悬架进行测试，而且通过更换悬架安装工装，对独立悬架、非独立悬架均能够适用；另外，该装置对悬架的驱动采用路面激励的方式进行，且悬架零部件的安装与悬架装车状态一致，可大幅提供测试精度、提高测试效率，降低汽车悬架的开发及试验周期、降低设备使用成本。
22.2、本发明提供的装置不仅可以同时进行四组悬架的试验，也可以进行车辆同一轴双侧悬架的性能试验及耐久性试验、四分之一悬架的性能及耐久试验、悬架的静态试验、悬架系统特性试验、减震器的性能及耐久性试验、接近整车形态的平顺性测试。
23.3、本发明提供的装置采用液压伺服作动器作为动力源，经传动组件传动后，一只作动器同时对两组悬架进行垂向位移/力加载；而且两组悬架安装后静载(装车状态的垂向载荷)互相平衡，能降低设备的驱动功率，减小能耗。
24.4、本发明提供的试验装置所采用的悬架连接组件长度能够方便快捷的调节；两端设置有球铰，安装方便快捷；而且传动组件上设置有不同的悬架连接组件连接轴安装孔，能够适应同时安装两组垂向行程不同的悬架。
附图说明
25.图1是本发明轴测图。
26.图2是本发明隐藏两组恒温试验箱机组后的轴侧图。
27.图3是本发隐藏恒温试验箱的轴侧图。
28.图4是本发明图3的局部放大图。
29.图5是本发明图3的另一部位局部放大图。
30.图6是本发明转向驱动组件的轴侧图
31.图7是本发明传动组件的轴侧图。
32.图8是本发明传动组件的侧视图。
33.图9是本发明悬架连接组件的轴侧图。
34.图10是本发明的控制框图。
35.附图标记：铸铁平台1、悬架安装底座2、转向驱动组件3、悬架安装组件4、被测试悬架组件5、液压伺服作动器6、作动器安装尾座7、传动组件8、悬架连接组件9、恒温试验箱10、液压泵站11、控制系统12、操作平台1
‑
1、设备安装平台1
‑
2、前悬架底座2
‑
1、后悬架底座2
‑
2、安装座3
‑
1、伺服电机3
‑
2、减速机3
‑
3、减速机安装座3
‑
4、扭矩传感器3
‑
5、联轴器3
‑
6、连接杆3
‑
7、第一安装座4
‑
1、第一减震器上点安装支架4
‑
2、第一悬架导向元件安装架4
‑
3、第二安装座4
‑
4、第二减震器上点安装支架4
‑
5、第二悬架导向元件安装架4
‑
6、车轮支架5
‑
1、悬架导向元件5
‑
2、空气弹簧减震器5
‑
3、三角架底座8
‑
1、三角架8
‑
2、悬架连接组件连接轴8
‑
3、轴承组件8
‑
4、三角架转轴8
‑
5、液压伺服作动器杆端连接轴8
‑
6、三角板8
‑2‑
1、连接板8
‑2‑
2、安装孔8
‑2‑
3、关节轴承9
‑
1、传感器安装座9
‑
2、拉压力传感器9
‑
3、下丝杆座9
‑
4、丝杆9
‑
5、上丝杆座9
‑
6、球形关节9
‑
7、车轮支架适配器9
‑
8、试验箱机组10
‑
1、试验箱中间箱体10
‑
2、pc机12
‑
1、伺服驱动器12
‑
2、数采模块12
‑
3。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
37.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为：基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.实施例1
40.参阅图1至图10，本发明提供的一种四工位汽车悬架耐久性试验装置，包括铸铁平台1、悬架安装底座2、转向驱动组件3、悬架安装组件4、液压伺服作动器6、作动器安装尾座7、传动组件8、悬架连接组件9、恒温试验箱10、液压泵站11、控制系统12；其中，所述铸铁平台1上安装两个悬架安装底座2，每个悬架安装底座2上均安装有悬架安装组件4；所述转向驱动组件3可以选择性的安装在悬架安装底座2上，当悬架安装底座2上安装转向驱动组件3时，则转向驱动组件3位于悬架安装组件4的外侧，转向驱动组件3用于驱动被测试悬架组件5的转向机转向(当被测试悬架组件5中没有转向机时，则悬架安装底座2上无需安装转向驱动组件3)；两个所述的悬架安装组件4的结构相同或不同，每个悬架安装组件4的两侧均用于安装被测试悬架组件5；所述液压伺服作动器6的尾端与作动器安装尾座7铰接，液压伺服作动器6的杆端与传动组件8铰接；所述作动器安装尾座7、传动组件8均安装在铸铁平台1上；所述悬架连接组件9的一端与被测试悬架组件5连接，另一端与传动组件8连接，液压伺服作动器6进行驱动，通过传动组件8、悬架连接组件9同时对同一侧的两组被测试悬架组件5进行垂向作动；所述恒温试验箱10设置在悬架安装底座2上，悬架安装组件4及被测试悬架组件5置于恒温试验箱10内；所述液压泵站11与液压伺服作动器6通过液压管路连接；所述
控制系统12用于控制液压泵站11开启/关闭、控制液压伺服作动器6的作动频率及振幅；同时，对液压伺服作动器6的位移值及悬架连接组件9的拉压力传感器的数值进行采集。
41.进一步，所述铸铁平台1包括两件操作平台1
‑
1、设备安装平台1
‑
2；两件所述的操作平台1
‑
1设置在设备安装平台1
‑
2的两侧，且与设备安装平台1
‑
2水平连接；所述设备安装平台1
‑
2的横向在与传动组件8、作动器安装尾座7相对的位置加工有多条滑槽，设备安装平台1
‑
2的纵向在与悬架安装底座2相对的位置加工有多条滑槽，滑槽的设置能够方便对传动组件8、作动器安装尾座7以及悬架安装底座2的位置进行调节及准确安装。
42.另外，为了使本技术的试验装置能够同时对同一辆车的四组汽车悬架进行耐久性测试，两个所述的悬架安装底座2中其中一个为前悬架底座2
‑
1，另一个为后悬架底座2
‑
2，前悬架底座2
‑
1上安装前悬架安装组件，后悬架底座2
‑
2上安装后悬架安装组件，前悬架安装组件上安装的被测试悬架组件5为具有转向机的前悬架，测试时需要通过安装在前悬架底座2
‑
1上的转向驱动组件3驱动被测试悬架组件5的转向机转向；后悬架安装组件上安装的被测试悬架组件5为后悬架，不具有转向功能，测试时无需使用转向驱动组件3，即后悬架底座2
‑
2上无需安装后悬架底座2
‑
2。当然，为了使本技术的试验装置可对纵向安装的两种不同车型的悬架进行测试，或对四种不同的悬架进行测试，所述悬架安装底座2也可以同时为前悬架底座2
‑
1或后悬架底座2
‑
2，或其中一个为前悬架底座，另一个为后悬架底座；所述悬架安装底座2的选择根据实际测试需求进行选择或调整。
43.进一步，所述转向驱动组件3包括安装座3
‑
1、伺服电机3
‑
2、减速机3
‑
3、减速机安装座3
‑
4、扭矩传感器3
‑
5、联轴器3
‑
6、连接杆3
‑
7；其中，所述安装座3
‑
1设置在前悬架底座2
‑
1的外侧，所述减速机安装座3
‑
4设置在安装座3
‑
1上，所述伺服电机3
‑
2与减速机3
‑
3连接后与减速机安装座3
‑
4固定连接，所述减速机3
‑
3与扭矩传感器3
‑
5的一端通过联轴器3
‑
6连接，扭矩传感器3
‑
5的另一端与连接杆3
‑
7通过联轴器3
‑
6连接；所述连接杆3
‑
7与被测试悬架组件5的转向机连接(见图4、图6)。
44.为了使被测试悬架组件5能够模拟实车安装方式，两个所述的悬架安装组件4中其中一个为前悬架安装组件，另一个为后悬架安装组件；其中，前悬架安装组件包括第一安装座4
‑
1以及安装在第一安装座4
‑
1两侧的第一减震器上点安装支架4
‑
2、第一悬架导向元件安装架4
‑
3、转向机安装支座；所述后悬架安装组件包括第二安装座4
‑
4以及安装在第二安装座4
‑
4两侧的第二减震器上点安装支架4
‑
5、第二悬架导向元件安装架4
‑
6；所述悬架安装组件4的作用主要是用于将被测试悬架组件5模拟实车安装方式进行固定；因此，安装座两侧的减震器上点安装支架、悬架导向元件安装架、转向机安装支座可以根据被测试悬架组件5实车安装状态进行位置调节；即：所述减震器上点安装支架、悬架导向元件安装架、转向机安装支座根据被测试悬架组件5的装车状态下硬点坐标安装于安装座两侧。
45.另外，为了使本领域技术人员清楚理解被测试悬架组件5是如何安装在悬架安装组件4上的，下面结合图4、图5以独立悬架，且减震器为空气弹簧减震器为例进行说明。
46.当所述被测试悬架组件5为后悬架，被测试悬架组件5包括车轮支架5
‑
1、悬架导向元件5
‑
2、空气弹簧减震器5
‑
3；其中，所述悬架导向元件5
‑
2安装在第二悬架导向元件安装架4
‑
6上，所述空气弹簧减震器5
‑
3安装在第二减震器上点安装支架4
‑
5上；当所述被测试悬架组件5为前悬架，被测试悬架组件5包括车轮支架5
‑
1、悬架导向元件5
‑
2、空气弹簧减震器5
‑
3、转向机；所述悬架导向元件5
‑
2安装在第一悬架导向元件安装架4
‑
3上，所述空气弹簧
减震器5
‑
3安装在第一减震器上点安装支架4
‑
2上；所述转向机安装在转向机安装支座上。
47.进一步，所述液压伺服作动器6为两个，设置在悬架安装底座2的两侧，包括液压伺服油缸、伺服阀、设置于液压油缸内部的位移传感器，所述作动器安装尾座7安装于设备安装平台1
‑
2上，液压伺服作动器6尾端与作动器安装尾座7铰接；液压伺服作动器6与传动组件8的悬架连接组件连接轴8
‑
3铰接；
48.所述传动组件8包括三角架底座8
‑
1、三角架8
‑
2、悬架连接组件连接轴8
‑
3、轴承组件8
‑
4、三角架转轴8
‑
5、液压伺服作动器杆端连接轴8
‑
6；其中，所述三角架8
‑
2安装在三角架底座8
‑
1内，三角架8
‑
2朝向被测试悬架组件5的水平连接部a的中间位置与三角架转轴8
‑
5固定连接，所述悬架连接组件连接轴8
‑
3设置在三角架的水平连接部a的两端，用于与悬架连接组件9连接；所述轴承组件8
‑
4设置在三角架底座8
‑
1上，所述三角架转轴8
‑
5的两端与轴承组件8
‑
4连接；所述液压伺服作动器杆端连接轴8
‑
6设置在三角架8
‑
2低端的顶点处，且位于三角架转轴8
‑
5下方(见图7、图8)；
49.所述悬架连接组件9包括关节轴承9
‑
1、传感器安装座9
‑
2、拉压力传感器9
‑
3、下丝杆座9
‑
4、丝杆9
‑
5、上丝杆座9
‑
6、球形关节9
‑
7、车轮支架适配器9
‑
8；其中，所述关节轴承9
‑
1的轴承端与悬架连接组件连接轴8
‑
3连接，关节轴承9
‑
1的另一端与传感器安装座9
‑
2固连，所述传感器安装座9
‑
2与拉压力传感器9
‑
3固连，所述拉压力传感器9
‑
3与下丝杆座9
‑
4固连，所述下丝杆座9
‑
4与丝杆9
‑
5的一端螺纹连接，所述丝杆9
‑
5的一端加工有左旋螺纹，另一端加工有右旋螺纹；丝杆9
‑
5的另一端与上丝杆座9
‑
6螺纹连接，所述上丝杆座9
‑
6与球形关节9
‑
7螺纹连接，所述球形关节9
‑
7的球杆与车轮支架适配器9
‑
8连接；所述车轮支架适配器9
‑
8与被测试悬架组件5的车轮支架5
‑
1螺栓连接(见图9)。
50.所述恒温试验箱10包括试验箱机组10
‑
1、试验箱中间箱体10
‑
2；其中，所述试验箱中间箱体10
‑
2设置在悬架安装底座2上，试验箱机组10
‑
1设置于试验箱中间箱体10
‑
2的两侧，试验箱机组10
‑
1与试验箱中间箱体10
‑
2固定后，被测试悬架组件5置于试验箱机组10
‑
1内，悬架连接组件9从试验箱机组10
‑
1的下板孔中穿过；
51.所述控制系统12包括pc机12
‑
1、伺服驱动器12
‑
2、数采模块12
‑
3；其中，液压伺服作动器6的伺服阀与伺服驱动器12
‑
2通过通讯电缆连接，所述液压伺服作动器6的位移传感器以及拉压力传感器、扭矩传感器通过通讯电缆与数采模块12
‑
3连接，pc机、伺服驱动器、数采模块通过通讯电缆连接(见图10)。
52.更进一步，所述三角架8
‑
2包括两个对称设置的三角板8
‑2‑
1，两个所述的三角板通过连接板8
‑2‑
2连接，两个所述的三角板在水平连接部的位置加工有多个安装孔8
‑2‑
3；所述悬架连接组件连接轴8
‑
3安装在两侧的任意一组安装孔内，以适应同时安装两组垂向行程不同的悬架；所述液压伺服作动器杆端连接轴8
‑
6设置在两个三角板之间，且靠近三角板的低端的顶点位置。
53.实施例2
54.一种四工位汽车悬架耐久性试验装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
55.步骤s1、选择需要测试的被测试悬架组件5，根据被测试悬架组件5的装车状态下硬点坐标，将被测试悬架组件5安装在悬架安装组件4的两侧；
56.步骤s2、将被测试悬架组件5与悬架连接组件9进行连接，之后根据被测试悬架组件5的垂向行程调节同侧的两个悬架连接组件9在传动组件8上的安装位置及悬架连接组件
9的长度；
57.步骤s3、通过控制系统12控制液压泵站11开启，控制液压伺服作动器6的作动，如测试时被测试悬架组件5为前悬架，则同时控制转向驱动组件3的作动，拉压力传感器9
‑
3及扭矩传感器3
‑
5采集数据，并将采集的数据发送给控制系统；试验装置垂向位移/力加载时，可采用正弦、正弦叠加、道路垂向随机波进行加载。