一种用于多轴方向加载的轮毂及悬架综合性能试验台

摘要

本发明提供一种用于多轴方向加载的轮毂及悬架综合性能试验台。本发明包括包括铸铁平台、模拟车轮、轮毂连接盘、悬架导向机构、悬架固定支架、减振器、龙门架、信号转接箱、垂向加载液压千斤顶、侧向加载液压千斤顶、侧向加载反力架、侧向加载底座、纵向加载底座、纵向加载反力架和纵向加载液压千斤顶。本发明调整拆装方便，利用了结构简单、操作容易、低成本的液压千斤顶代替液压缸进行三个方向力的加载，且液压千斤顶的加载位置和加载高度可人工进行调节，能够满足长期频繁试验的需要。

权利要求

1.一种用于多轴方向加载的轮毂及悬架综合性能试验台，其特征在于，包括铸铁平台、模拟车轮、轮毂连接盘、悬架导向机构、悬架固定支架、减振器、龙门架、信号转接箱、垂向加载液压千斤顶、侧向加载液压千斤顶、侧向加载反力架、侧向加载底座、纵向加载底座、纵向加载反力架和纵向加载液压千斤顶；

垂向加载液压千斤顶通过垂向加载液压千斤顶固定螺栓与铸铁平台固连；侧向液压加载装置与纵向液压加载装置结构完全相同，侧向加载液压千斤顶通过侧向液压千斤顶固定螺栓固定在侧向加载反力架的滑槽上，固定高度可以调节，侧向加载反力架底部的凸起块与侧向加载底座表面的导向槽配合实现安装和平移，侧向加载底座通过侧向加载底座固定螺栓与铸铁平台固连；纵向加载液压千斤顶通过纵向液压千斤顶固定螺栓固定在纵向加载反力架的滑槽上，固定高度可以调节，纵向加载反力架底部的凸起块与纵向加载底座表面的导向槽配合实现安装和平移，纵向加载底座通过纵向加载底座固定螺栓与铸铁平台固连；

悬架导向机构和轮毂固连，悬架导向机构和减振器通过悬架固定螺栓与悬架固定支架铰接；悬架固定支架通过悬架固定支架安装螺栓与龙门架固连，龙门架通过龙门架底座固定螺栓与铸铁平台固连；

轮毂与轮毂连接盘通过轮毂连接盘固定螺栓固连，轮毂连接盘与模拟车轮通过模拟车轮固定螺栓固连；所述的模拟车轮上存在两个用于吊装的孔，模拟车轮通过纵向铰接螺栓与纵向加载液压千斤顶铰接实现纵向加载，模拟车轮通过侧向铰接螺栓与侧向加载液压千斤顶铰接实现侧向加载，模拟车轮通过垂向铰接螺栓与垂向加载液压千斤顶铰接实现垂向加载；

工作过程如下：

被试件换装和定位：首先将轮毂(26)和悬架导向机构(7)固连，悬架导向机构(7)和减振器(9)上有多个铰接孔，通过悬架固定螺栓(11)可以与悬架固定支架(8)实现铰接，通过垂向加载液压千斤顶(12)支撑轮毂(26)和悬架导向机构(7)至水平位置，然后通过吊装机构如行车对模拟车轮(5)进行吊装，模拟车轮(5)上存在用于吊装的两个孔；模拟车轮(5)与轮毂(26)之间通过轮毂连接盘(6)、轮毂连接盘固定螺栓(25)和模拟车轮固定螺栓(24)进行固连，安装完成后行车继续吊装使轮毂(26)和悬架导向机构(7)保持在水平位置，将垂向加载液压千斤顶(12)的位置进行调整，通过垂向加载液压千斤顶固定螺栓(21)固定在模拟车轮(5)的正下方，并通过垂向铰接螺栓(29)与模拟车轮(5)进行铰接，铰接完成后撤去行车，调整垂向加载液压千斤顶(12)的支撑力，使轮毂(26)和悬架导向机构(7)静止在承受车身自重时的初始位置；

液压加载装置安装定位：首先将纵向加载底座(2)和侧向加载底座(15)分别通过纵向加载底座固定螺栓(20)和侧向加载底座固定螺栓(22)固定在铸铁平台(1)上，侧向加载反力架(14)底部设计有凸起块，通过侧向加载底座(15)上表面的滑槽配合安装，通过滑槽实现任意位置的移动；侧向加载液压千斤顶(13)通过侧向液压千斤顶固定螺栓(16)固定在侧向加载反力架(14)的滑槽上，手动调节侧向加载液压千斤顶(13)的位置与模拟车轮(5)中心的高度平齐，与模拟车轮(5)通过侧向铰接螺栓(28)进行铰接；纵向加载反力架(3)底部设计有凸起块，通过纵向加载底座(2)上表面的滑槽配合安装，通过滑槽实现任意位置的移动；纵向加载液压千斤顶(4)通过纵向液压千斤顶固定螺栓(23)固定在纵向加载反力架(3)的滑槽上，手动调节纵向加载液压千斤顶(4)的位置与模拟车轮(5)中心的高度平齐，与模拟车轮(5)通过纵向铰接螺栓(27)进行铰接；

三个轴方向上力的加载：在进行垂直方向力的加载时，单独调整垂向加载液压千斤顶(12)的支撑力；在进行侧向力的加载时，需要维持垂向加载液压千斤顶(12)的高度不变，松开纵向铰接螺栓(27)，单独调整侧向加载液压千斤顶(13)的加载力；在进行纵向力的加载时，需要维持垂向加载液压千斤顶(12)的高度不变，松开侧向铰接螺栓(28)，单独调整纵向加载液压千斤顶(4)的加载力；轮毂(26)和悬架导向机构(7)调整到初始位置时三个轴方向上的液压千斤顶的位置处于各自工作量程的中间，所以可以实现轮毂(26)和悬架导向机构(7)在垂向、侧向和纵向上正向和反向力的加载，更好的模拟被试件的实际工况。

说明书

一种用于多轴方向加载的轮毂及悬架综合性能试验台

技术领域

[0001] 本发明属于汽车工程领域，具体涉及一种测量精密、可实现轮毂及悬架在多个轴方向加载的综合性能试验台。

背景技术

[0002] 悬架能够传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，保证汽车能平顺地行驶，而轮毂是车轮的重要组成之一，与悬架的导向机
构直接连接，两者作为汽车底盘行驶装置的主要部件，其性能直接影响汽车的平稳运行和
安全性，其中垂向刚度决定其能够承受的最大垂直静载荷，若刚度不足，轮毂及悬架将发生
变形，导致轮毂断裂，翻车等严重后果。

[0003] 为了使轮毂和悬架能够可靠地工作，在实际生产和使用之前必须通过试验对其刚度予以明确，并对其动态载荷性能、悬架系统的刚度等特性进行研究，从而为车辆行驶装置
性能优化设计提供依据，以保证车辆动力学性能达到最佳。

[0004] 现有技术中对于轮胎或车轮的刚度测试装置较多，例如将车轮固定并限制自由度再从多个方向进行力的加载。然而现有技术中涉及轮毂及悬架的多个方向上的刚度测试装
置很少，且相关的悬架试验台采用的固定方式可靠性较差，检测精度较低。因此目前需要牢
固限制轮毂和悬架的位置，同时提高垂向、侧向和纵向刚度的检测精度和测试结果的准确
性。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于多轴方向加载的轮毂及悬架综合性能试验台，能在一个试验台上同时满足垂向、侧向和纵向三个轴方向的力的加载的需
要，结构简单，操作方便，能够进行长期频繁试验。

[0006] 一种用于多轴方向加载的轮毂及悬架综合性能试验台包括铸铁平台、模拟车轮、轮毂连接盘、悬架导向机构、悬架固定支架、减振器、龙门架、信号转接箱、垂向加载液压千
斤顶、侧向加载液压千斤顶、侧向加载反力架、侧向加载底座、纵向加载底座、纵向加载反力
架和纵向加载液压千斤顶。

[0007] 垂向加载液压千斤顶通过垂向加载液压千斤顶固定螺栓与铸铁平台固连。侧向液压加载装置与纵向液压加载装置结构完全相同，侧向加载液压千斤顶通过侧向液压千斤顶
固定螺栓固定在侧向加载反力架的滑槽上，固定高度可以调节，侧向加载反力架底部的凸
起块与侧向加载底座表面的导向槽配合实现安装和平移，侧向加载底座通过侧向加载底座
固定螺栓与铸铁平台固连。纵向加载液压千斤顶通过纵向液压千斤顶固定螺栓固定在纵向
加载反力架的滑槽上，固定高度可以调节，纵向加载反力架底部的凸起块与纵向加载底座
表面的导向槽配合实现安装和平移，纵向加载底座通过纵向加载底座固定螺栓与铸铁平台
固连。

[0008] 悬架导向机构和轮毂固连，悬架导向机构和减振器通过悬架固定螺栓与悬架固定支架铰接。悬架固定支架通过悬架固定支架安装螺栓与龙门架固连，龙门架通过龙门架底
座固定螺栓与铸铁平台固连。

[0009] 轮毂与轮毂连接盘通过轮毂连接盘固定螺栓固连，轮毂连接盘与模拟车轮通过模拟车轮固定螺栓固连。所述的模拟车轮上存在两个用于吊装的孔，模拟车轮通过纵向铰接
螺栓与纵向加载液压千斤顶铰接实现纵向加载，模拟车轮通过侧向铰接螺栓与侧向加载液
压千斤顶铰接实现侧向加载，模拟车轮通过垂向铰接螺栓与垂向加载液压千斤顶铰接实现
垂向加载。

[0010] 本发明具有的有益效果是：

[0011] 1.试验台能够满足轮毂及悬架构成的行驶装置在垂向、侧向和纵向三个轴方向的力的加载的需要。

[0012] 2.本发明调整拆装方便，利用了结构简单、操作容易、低成本的液压千斤顶代替液压缸进行三个方向力的加载，且液压千斤顶的加载位置和加载高度可人工进行调节，能够
满足长期频繁试验的需要。

[0013] 3.本发明将模拟车轮与轮毂固连，避免了直接在轮毂或悬架上进行加载的不便，进而有效的提高了试验效率。

附图说明

[0014] 图1为本发明试验台架的三维结构图；

[0015] 图2为本发明试验台架的右视图；

[0016] 图3为本发明试验台架的俯视图；

[0017] 图4为本发明部分试验台架和被试件的三维结构图；

[0018] 图5为本发明悬架和轮毂的三维结构图；

[0019] 图6为本发明试验台架三个轴方向加载装置的三维结构图；

[0020] 图7为本发明纵向加载底座的三维结构图；

[0021] 图8为本发明纵向加载反力架的三维结构图；

[0022] 图中：1-铸铁平台，2-纵向加载底座，3-纵向加载反力架，4-纵向加载液压千斤顶，5-模拟车轮，6-轮毂连接盘，7-悬架导向机构，8-悬架固定支架，9-减振器，10-龙门架，11-
悬架固定螺栓，12-垂向加载液压千斤顶，13-侧向加载液压千斤顶，14-侧向加载反力架，
15-侧向加载底座，16-侧向加载液压千斤顶固定螺栓，17-减振器安装螺栓，18-悬架固定支
架安装螺栓，19-龙门架底座固定螺栓，20-纵向加载底座固定螺栓，21-垂向加载液压千斤
顶固定螺栓，22-侧向加载底座固定螺栓，23-纵向加载液压千斤顶固定螺栓，24-模拟车轮
固定螺栓，25-轮毂连接盘固定螺栓，26-轮毂，27-纵向铰接螺栓，28-侧向铰接螺栓，29-垂
向铰接螺栓。

具体实施方式

[0023] 以下结合附图和实例对本发明做进一步的描述

[0024] 如图1所示，本发明包括铸铁平台(1)、模拟车轮(5)、轮毂连接盘(6)、悬架导向机构(7)、悬架固定支架(8)、减振器(9)、龙门架(10)、垂向加载液压千斤顶(12)、侧向加载液
压千斤顶(13)、侧向加载反力架(14)、侧向加载底座(15)、纵向加载底座(2)、纵向加载反力
架(3)和纵向加载液压千斤顶(4)。

[0025] 如图2和图3所示，垂向加载液压千斤顶(12)通过垂向加载液压千斤顶固定螺栓(21)与铸铁平台(1)固连。侧向液压加载装置与纵向液压加载装置结构完全相同，侧向加载
液压千斤顶(13)通过侧向液压千斤顶固定螺栓(16)固定在侧向加载反力架(14)的滑槽上，
固定高度可以调节，侧向加载反力架(14)底部的凸起块与侧向加载底座(15)表面的导向槽
配合实现安装和平移，侧向加载底座(15)通过侧向加载底座固定螺栓(22)与铸铁平台(1)
固连。纵向加载液压千斤顶(4)通过纵向液压千斤顶固定螺栓(23)固定在纵向加载反力架
(3)的滑槽上，固定高度可以调节，纵向加载反力架(3)底部的凸起块与纵向加载底座(2)表
面的导向槽配合实现安装和平移，纵向加载底座(2)通过纵向加载底座固定螺栓(20)与铸
铁平台(1)固连。

[0026] 如图4和图5所示，悬架导向机构(7)和轮毂(26)固连，悬架导向机构(7)和减振器(9)通过悬架固定螺栓(11)与悬架固定支架(8)铰接。悬架固定支架(8)通过悬架固定支架
安装螺栓(18)与龙门架(10)固连，龙门架(10)通过龙门架底座固定螺栓(19)与铸铁平台
(1)固连。

[0027] 如图6所示，轮毂(26)与轮毂连接盘(6)通过轮毂连接盘固定螺栓(25)固连，轮毂连接盘(6)与模拟车轮(5)通过模拟车轮固定螺栓(24)固连。模拟车轮(5)上存在两个用于
吊装的孔，模拟车轮(5)通过纵向铰接螺栓(28)与纵向加载液压千斤顶(4)铰接实现纵向加
载，模拟车轮(5)通过侧向铰接螺栓(28)与侧向加载液压千斤顶(13)铰接实现侧向加载，模
拟车轮(5)通过垂向铰接螺栓(29)与垂向加载液压千斤顶(12)铰接实现垂向加载。

[0028] 图7为本发明纵向加载底座的三维结构图。

[0029] 图8为本发明纵向加载反力架的三维结构图。

[0030] 本发明的工作过程如下：

[0031] 被试件换装和定位：如图2、图4、图5和图6所示，首先将轮毂(26)和悬架导向机构(7)固连，悬架导向机构(7)和减振器(9)上有多个铰接孔，通过悬架固定螺栓(11)可以与悬
架固定支架(8)实现铰接，通过垂向液压千斤顶(12)支撑轮毂(26)和悬架导向机构(7)至水
平位置，然后通过吊装机构如行车对模拟车轮(5)进行吊装，模拟车轮(5)上存在用于吊装
的两个孔。模拟车轮(5)与轮毂(26)之间通过轮毂连接盘(6)、轮毂连接盘固定螺栓(25)和
模拟车轮固定螺栓(24)进行固连，安装完成后行车继续吊装使轮毂(26)和悬架导向机构
(7)保持在水平位置，将垂向液压千斤顶(12)的位置进行调整，通过垂向加载液压千斤顶固
定螺栓(21)固定在模拟车轮(5)的正下方，并通过垂向铰接螺栓(29)与模拟车轮(5)进行铰
接，铰接完成后撤去行车，调整垂向加载液压千斤顶(12)的支撑力，使轮毂(26)和悬架导向
机构(7)静止在承受车身自重时的初始位置。

[0032] 液压加载装置安装定位：如图1、图2、图3和图6所示，首先将纵向加载底座(2)和侧向加载底座(15)分别通过纵向加载底座固定螺栓(20)和侧向加载底座固定螺栓(22)固定
在铸铁平台(1)上，侧向加载反力架(14)底部设计有凸起块，通过侧向加载底座(15)上表面
的滑槽配合安装，通过滑槽实现任意位置的移动。侧向加载液压千斤顶(13)通过侧向液压
千斤顶固定螺栓(16)固定在侧向加载反力架(14)的滑槽上，手动调节侧向加载液压千斤顶
(13)的位置与模拟车轮(5)中心的高度平齐，与模拟车轮(5)通过侧向铰接螺栓(28)进行铰
接。纵向加载反力架(3)底部设计有凸起块，通过纵向加载底座(2)上表面的滑槽配合安装，
通过滑槽实现任意位置的移动。纵向加载液压千斤顶(4)通过纵向液压千斤顶固定螺栓
(23)固定在纵向加载反力架(3)的滑槽上，手动调节纵向加载液压千斤顶(4)的位置与模拟
车轮(5)中心的高度平齐，与模拟车轮(5)通过纵向铰接螺栓(27)进行铰接。

[0033] 三个轴方向上力的加载：在进行垂直方向力的加载时，单独调整垂向加载液压千斤顶(12)的支撑力；在进行侧向力的加载时，需要维持垂向加载液压千斤顶(12)的高度不
变，松开纵向铰接螺栓(27)，单独调整侧向加载液压千斤顶(13)的加载力；在进行纵向力的
加载时，需要维持垂向加载液压千斤顶(12)的高度不变，松开侧向铰接螺栓(28)，单独调整
纵向加载液压千斤顶(4)的加载力。轮毂(26)和悬架导向机构(7)调整到初始位置时三个轴
方向上的液压千斤顶的位置处于各自工作量程的中间，所以可以实现轮毂(26)和悬架导向
机构(7)在垂向、侧向和纵向上正向和反向力的加载，更好的模拟被试件的实际工况。