一种1/4汽车主动悬架试验系统技术方案

技术编号:19229196 阅读:27 留言:0更新日期:2018-10-23 19:46
本实用新型专利技术公开了一种1/4汽车主动悬架试验系统,包括试验台架、数据采集与控制系统,所述试验台架包括铁地板、激振装置组件、簧载质量组件、设置有直线导轨副的支撑架组件、旋转电机、卷扬机,所述数据采集与控制系统包括两个加速度传感器、五个位移传感器、力传感器、数据采集卡、功率放大器和电脑,所述电脑与数据采集卡信号连接。本实用新型专利技术考虑了直线导轨摩擦力的影响,加装旋转电机进行摩擦力补偿控制,簧载质量组件可以连接不同形式的独立悬架系统,可进行主动悬架或半主动悬架试验和新型减振器的试验,采用直线电机作为激振源,降低了整个台架的高度并且便于控制,采用卷扬机便于簧载质量的安装,可以单独进行减振器和弹簧性能试验。

A 1/4 vehicle active suspension test system

The utility model discloses a 1/4 automobile active suspension test system, which comprises a test bench, a data acquisition and control system. The test bench comprises an iron floor, an exciting device assembly, a spring-loaded mass assembly, a support assembly with a linear guide pair, a rotary motor and a winch, and the data acquisition and control system. The system consists of two acceleration sensors, five displacement sensors, force sensors, data acquisition card, power amplifier and computer. The computer is connected with the signal of data acquisition card. The utility model considers the influence of the friction force of the linear guide rail, and installs a rotary motor to compensate the friction force. The spring-loaded mass assembly can connect different forms of independent suspension system, and can carry out active suspension or semi-active suspension test and new type shock absorber test. The linear motor is used as the exciting source to reduce the whole vibration. The height of the bench is easy to control, and the windlass is easy to install the spring load mass. The vibration absorber and the spring performance test can be carried out separately.

【技术实现步骤摘要】
一种1/4汽车主动悬架试验系统
本技术涉及一种1/4汽车主动悬架试验系统,属于汽车悬架试验

技术介绍
悬架系统作为所有车辆的重要组成部分,其主要作用是承受车身重量,衰减来自路面的不平度激励和提供良好的轮胎路面接触以确保车辆的行驶安全性。主动悬架和半主动悬架能够很好地兼顾汽车平顺性和操纵稳定性。半主动悬架系统的控制力由CDC减振器或磁流变减振器产生,目前实车上一般采用天棚控制算法和自适应控制算法。半主动悬架相比于主动悬架,具有更好的稳定性,但控制效果相对较差。由于主动作动器能耗高,控制算法不稳定等原因,主动悬架还没有得到广泛的应用。目前的研究集中在进一步改进半主动悬架的控制算法和增加主动悬架的实用性。因此,新型算法和新型作动器的试验验证是必需进行的。目前开发和改进汽车主动/半主动悬架时,一般通过美国MTS公司和德国SCHENCK公司的电液伺服道路模拟试验系统进行整车试验,或者进行实车路面试验。但是电液伺服道路模拟试验系统的造价极其昂贵,一般的研究单位或悬架系统供应商无法配备该试验设备。而进行实车路面试验也需要昂贵的dSPACE控制系统和人力成本,并且难以保证试验安全。1/4汽车模型是评价悬架性能、进行悬架优化设计和控制器开发最常用的模型。目前已有较多用于被动悬架系统试验的1/4汽车悬架试验台,例如公开号为CN104048823A变刚度虚拟车身夹具悬架试验台和公开号为CN103954459A的汽车悬架试验台。但针对半主动/主动悬架的1/4汽车悬架试验台的悬架结构相对于实车作了过大的简化,例如公开号为CN104897420A的汽车四分之一模拟电磁悬架、机械激振器及其试验台没有考虑悬架控制臂和转向拉杆等悬架结构件的影响,并且该试验台无法进行真实悬架系统的试验,不具有通用性。而且大部分的主动悬架试验需要通过昂贵的dSPACE设备完成。另外,目前的1/4汽车悬架试验台不具备进行减振器和弹簧性能试验的能力。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种1/4汽车主动悬架试验系统,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本技术提供如下技术方案:一种1/4汽车主动悬架试验系统,包括试验台架、数据采集与控制系统,所述试验台架包括铁地板、设置有直线激励电机的激振装置组件、簧载质量组件、设置有直线导轨副的支撑架组件、旋转电机、卷扬机,所述激振装置组件的底板通过螺栓螺母与铁地板固定连接,所述簧载质量组件一端通过螺栓与支撑架组件的直线导轨副的滑块相连,另一端通过连接件和控制电机与悬架控制臂和减振器上端相连,所述支撑架通过螺栓与铁地板固定连接,所述旋转电机通过钢丝与簧载质量组件下端相连,所述卷扬机通过钢丝经支撑架组件的滚轮与簧载质量组件上端相连;所述数据采集与控制系统包括用于测量悬架测试件的轮毂中心加速度的第一加速度传感器、用于测量悬架弹簧变形量的第一位移传感器、用于测量簧载质量组件加速度和位移的第二加速度传感器和第二位移传感器、用于测量直线激励电机、旋转电机和控制电机位移的转角位移传感器、用于测量所述悬架测试件对激振装置组件所施压力的力传感器、功率放大器和采集各传感器信号和输出电信号至功率放大器的数据采集卡、与数据采集卡信号连接的电脑。进一步地,所述激振装置组件由下至上依次包括龙门架、直线激励电机、圆柱直线导轨、弹簧、下连接板、直线导轨、中间连接板、力传感器、上连接板、轮胎支撑圆盘,所述龙门架由上支撑板和下底板通过均匀分布的槽钢焊接而成,所述下底板中部设有用于安装直线激励电机的螺纹孔,所述上支撑板上均匀分布有安装圆柱直线导轨轴承的螺纹孔和用于光轴通过的通孔,中部设置有用于直线激励电机轴通过的光孔;所述弹簧安装在圆柱直线导轨的轴承与下连接板之间;所述下连接板四周设置有用于安装圆柱直线导轨的光轴的孔位,其中部设有安装直线导轨的孔位;所述直线导轨对称安装在下连接板与中间连接板之间;所述中间连接板的下板面设置有直线导轨滑块的安装螺纹孔,其上板面设置有所述力传感器的安装孔位;所述力传感器安装在中间连接板和上连接板之间,所述上连接板设置有力传感器和轮胎支撑圆盘的安装孔位。进一步地,所述簧载质量组件包括基板,所述基板的背面与支撑架组件的直线导轨副的滑块相连接,所述基板的正面由上至下依次安装有上支持架组件、用于连接悬架减振器的减振器上点安装座、用于连接悬架上控制臂的上控制臂前点安装座和上控制臂后点安装座、用于连接悬架转向横拉杆的转向横拉杆安装座,用于连接悬架下控制臂的下控制臂后点安装座和下控制臂前点安装座。进一步地,所述上支持架组件包设置有肋板的L形支持架,所述支持架上表面设置有第一空心圆柱、第二空心圆柱和吊环,所述支持架的前部设置有安装座以及用于固定所述控制电机的控制电机安装座。进一步地,所述上控制臂前点安装座和上控制臂后点安装座、转向横拉杆安装座均设置有用于调整上下安装位置的长圆孔。进一步地,所述下控制臂前点安装座和下控制臂后点安装座均由依次连接的基座和安装座组成,所述基座和安装座上设置有用于调整上、下、左、右安装位置的长圆孔。进一步地,所述支撑架组件包括支撑架、固定在支撑架顶端的所述支撑塔、平行设置在所述支撑架竖直面的第一直线导轨副、第二直线导轨副、固定块,所述支撑架顶端面板设置有支撑塔安装螺纹孔,其安装直线导轨副的竖直面经表面光滑处理并均匀设置有第一直线导轨副和第二直线导轨副的导轨以及固定块的安装螺纹孔,所述支撑塔的底板均匀设置有若干安装孔位和加强肋,所述支撑塔顶部安装有前后两个滚轮,所述第一直线导轨副和第二直线导轨副的导轨和滑块通过螺栓分别与支撑架和簧载质量组件固定连接。进一步地,所述固定块呈L形,所述固定块的中部设置有用于嵌入直线导轨的U形槽,所述U形槽的两侧设置有与支撑架安装直线导轨副的竖直面相连接的长圆孔。进一步地,所述直线激励电机采用速度和转角位移控制,旋转电机和控制电机采用力矩控制。与现有技术相比,本技术的有益效果是:本技术提供一种1/4汽车主动悬架试验系统,考虑了簧载质量的运动,考虑了直线导轨摩擦力的影响加装旋转电机进行摩擦力补偿控制,簧载质量组件可以连接不同形式的独立悬架系统,可以安装直线电机和阻尼可变减振器进行主动悬架或半主动悬架试验,可以进行新型减振器和新型控制算法的试验,采用直线电机激振系统降低了整个台架的高度并且便于控制,采用支撑塔和卷扬机便于簧载质量的安装,可以单独进行减振器和弹簧性能试验。附图说明图1为本技术实施例的试验台架结构示意图。图2为本技术实施例的数据采集和控制系统框图。图3为本技术实施例的激振装置组件示意图。图4为本技术实施例的簧载质量组件示意图。图5为本技术实施例的支持架组件示意图。图6为本技术实施例的支撑架组件示意图。图7为本技术实施例的试验台架进行减振器和弹簧性能试验时的组装示意图。图中所示:铁地板1,激振装置组件2,龙门架21、直线激励电机22、圆柱直线导轨23、弹簧24、下连接板25、直线导轨26、中间连接板27、力传感器28、上连接板29、轮胎支撑圆盘2a,第一加速度传感器3,第一位移传感器4,第二加速度传感器5,簧载质量组件6,基板61、上支持架组件62、减振器上点安装座63、上控制臂前点安装座64、上控制臂后点安装座65、转向本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种1/4汽车主动悬架试验系统,其特征在于:包括试验台架、数据采集与控制系统,所述试验台架包括铁地板(1)、设置有直线激励电机(22)的激振装置组件(2)、簧载质量组件(6)、设置有直线导轨副的支撑架组件(8)、旋转电机(9)、卷扬机(10),所述激振装置组件(2)的底板通过螺栓螺母与铁地板(1)固定连接,所述簧载质量组件(6)一端通过螺栓与支撑架组件(8)的直线导轨副的滑块相连,另一端通过连接件和控制电机(627)与悬架控制臂和减振器上端相连,所述支撑架(81)通过螺栓与铁地板(1)固定连接,所述旋转电机(9)通过钢丝与簧载质量组件(6)下端相连,所述卷扬机(10)通过钢丝经支撑架组件(8)的滚轮与簧载质量组件(6)上端相连;所述数据采集与控制系统包括用于测量悬架测试件的轮毂中心加速度的第一加速度传感器(3)、用于测量悬架弹簧变形量的第一位移传感器(4)、用于测量簧载质量组件(6)加速度和位移的第二加速度传感器(5)和第二位移传感器(7)、用于测量直线激励电机(22)、旋转电机(9)和控制电机(627)位移的转角位移传感器、用于测量所述悬架测试件对激振装置组件(2)所施压力的力传感器(28)、功率放大器和采集各传感器信号和输出电信号至功率放大器的数据采集卡、与数据采集卡信号连接的电脑。...

【技术特征摘要】
1.一种1/4汽车主动悬架试验系统,其特征在于:包括试验台架、数据采集与控制系统,所述试验台架包括铁地板(1)、设置有直线激励电机(22)的激振装置组件(2)、簧载质量组件(6)、设置有直线导轨副的支撑架组件(8)、旋转电机(9)、卷扬机(10),所述激振装置组件(2)的底板通过螺栓螺母与铁地板(1)固定连接,所述簧载质量组件(6)一端通过螺栓与支撑架组件(8)的直线导轨副的滑块相连,另一端通过连接件和控制电机(627)与悬架控制臂和减振器上端相连,所述支撑架(81)通过螺栓与铁地板(1)固定连接,所述旋转电机(9)通过钢丝与簧载质量组件(6)下端相连,所述卷扬机(10)通过钢丝经支撑架组件(8)的滚轮与簧载质量组件(6)上端相连;所述数据采集与控制系统包括用于测量悬架测试件的轮毂中心加速度的第一加速度传感器(3)、用于测量悬架弹簧变形量的第一位移传感器(4)、用于测量簧载质量组件(6)加速度和位移的第二加速度传感器(5)和第二位移传感器(7)、用于测量直线激励电机(22)、旋转电机(9)和控制电机(627)位移的转角位移传感器、用于测量所述悬架测试件对激振装置组件(2)所施压力的力传感器(28)、功率放大器和采集各传感器信号和输出电信号至功率放大器的数据采集卡、与数据采集卡信号连接的电脑。2.根据权利要求1所述的1/4汽车主动悬架试验系统,其特征在于:所述激振装置组件(2)由下至上依次包括龙门架(21)、直线激励电机(22)、圆柱直线导轨(23)、弹簧(24)、下连接板(25)、直线导轨(26)、中间连接板(27)、力传感器(28)、上连接板(29)、轮胎支撑圆盘(2a),所述龙门架(21)由上支撑板和下底板通过均匀分布的槽钢焊接而成,所述下底板中部设有用于安装直线激励电机(22)的螺纹孔,所述上支撑板上均匀分布有安装圆柱直线导轨(23)轴承的螺纹孔和用于光轴通过的通孔,中部设置有用于直线激励电机轴通过的光孔;所述弹簧(24)安装在圆柱直线导轨(23)的轴承与下连接板(25)之间;所述下连接板(25)四周设置有用于安装圆柱直线导轨(23)的光轴的孔位,其中部设有安装直线导轨(26)的孔位;所述直线导轨(26)对称安装在下连接板(25)与中间连接板(27)之间;所述中间连接板(27)的下板面设置有直线导轨(26)滑块的安装螺纹孔,其上板面设置有所述力传感器(28)的安装孔位;所述力传感器(28)安装在中间连接板(27)和上连接板(29)之间,所述上连接板(29)设置有力传感器(28)和轮胎支撑圆盘(2a)的安装孔位。3.根据权利要求1所述的1/4汽车主动悬...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱柏霖上官文斌苏比哈什·如凯迦
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:新型
国别省市:广东,44

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