空氣懸架試驗車的製作方法
2023-10-07 18:54:29
專利名稱：空氣懸架試驗車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空氣懸架試驗車，更具體地涉及適用於多種試驗場合、為懸架性能以及電控空氣懸架系統控制策略提供驗證試驗平臺的空氣懸架試驗車。
背景技術：
在汽車設計過程中，汽車的行駛平順性和操縱穩定性這兩項重要性能評價指標始終保持著對立關係，很難兼顧，即剛性較大的懸架相應地操縱穩定性較好，而要滿足平順性的要求，又需要懸架有足夠的柔性，這又會限制其操縱穩定性的提高。傳統客車懸架由於採用鋼板彈簧或是螺旋彈簧作為其彈性元件，所以很難同時兼顧上述兩方面的需求。空氣懸架系統是以空氣彈簧為彈性元件，利用空氣的可壓縮性實現其彈性作用，壓縮空氣的氣壓能夠隨載荷和道路條件變化而進行自動調節。空氣彈簧的運動性能特點是空氣彈簧具有非線性特性，可將其特性曲線設計成理想形狀；空氣彈簧質量小，內摩擦極小，對高頻振動有很好的隔振消聲能力；空氣彈簧的剛度和承載能力可以通過調節橡膠氣囊內的壓力來調整；彈性係數隨負載變化；負載變化時，固有頻率幾乎不變；固有頻率較低。以空氣彈簧為彈性元件的空氣懸架系統因其獨特的性能和適應性，在提高車輛舒適性、平順性等方面有著得天獨厚的優勢，隨著國內外空氣懸架的廣泛應用和快速發展，在傳統空氣懸架基礎上，對電控空氣懸架的性能開發和控制策略研究也越來越受重視。傳統的空氣懸架控制模式是採用機械高度閥，即通過高度閥閥門的開啟來對氣囊的充放氣進行調節，從而保持車輛恆定的行駛高度。隨著系統應用的推廣和車輛控制技術的發展，電子控制逐漸取代傳統的機械控制，電子控制系統不僅提高了操作的舒適性和反應的靈敏度，而且可以附加很多輔助功能。剛度可調、減振器阻尼力也可無極調節的電控空氣懸架(ECAS系統)是未來的主流產品，ECAS系統主要由電子控制單元(ECU)、電磁閥、高度傳感器、氣囊等部件組成。它的基本工作原理是高度傳感器檢測車輛高度(車架和車橋間的距離)的變化，並把這一信息傳遞給ECU，除高度信息外，ECU還接受其它的輸入信息，如車速信息、制動信息、車門信息和供氣壓力信息等，然後ECU綜合所有的輸入信息，判斷當前車輛狀態，按照其內部的控制邏輯，激發電磁閥工作，電磁閥實現對各個氣囊的充放氣調節。電控空氣懸架在國內和國外都引起了極大的關注，而我國對於此項技術的研究較晚，與國外研究水平差距較大。再者，電控空氣懸架的應用成本較高，系統比較複雜。為了更加廣泛地運用電控空氣懸架，需要對解決這些問題進行探索。因此，除了理論上的設計與仿真研究，更重要的是需要硬體方面的空氣懸架試驗臺作為依託進行試驗驗證。目前國內的空氣懸架試驗臺只能做原理性的實驗或者是靜態測 試，還沒有適用於實車路面測試的試驗臺，所以無法進行動態測試，對於空氣懸架系統的應用效果也無法得到很好的驗證
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的是提供一種空氣懸架試驗車。本實用新型的空氣懸架試驗車的結構接近實車，因此除了能夠進行空氣懸架臺架試驗外還能進行空氣懸架路面實驗；本實用新型的空氣懸架試驗車中的空氣彈簧、減振器和導向機構採用模塊化設計，並且分別以可拆卸的方式固定在車橋上，因此方便更換空氣彈簧、減振器和導向機構，從而能夠研究不同的空氣彈簧、減振器或者導向機構對整車性能的影響。[0009]為實現上述目的，本實用新型提供一種空氣懸架試驗車，包括車廂總成、車架總成和底盤總成，所述底盤總成包括車橋和後懸架系統，所述車橋為整體式車橋並在兩端安裝有車輪，所述後懸架系統包括空氣彈簧、減振器、橫向穩定杆和導向機構，其特徵在於所述空氣彈簧以可拆卸的方式固定在氣囊座上，所述氣囊座固定在所述車橋上；所述減振器以可拆卸的方式固定在減振器支架上，所述減振器支架固定在所述車橋上；所述橫向穩定杆連接至所述車橋；以及導向機構以可拆卸的方式設置在所述車橋上。優選地，所述氣囊座由分別接合於所述車橋上下兩側的上託板和下託板構成，並且所述上託板和下託板通過連接件連接而固定在所述車橋上。優選地，在所述空氣彈簧和所述氣囊座的上託板上形成有卡槽結構或螺紋結構。優選地，所述減振器支架由分別接合於所述車橋上下兩側的上支架和下支架構成，並且所述上支架和下支架通過連接件連接而固定在所述車橋上。優選地，在所述減振器和所述減振器支架的上支架上形成有卡槽結構或螺紋結構。優選地，所述導向機構由V型拉杆和直拉杆構成，並且其中所述直拉杆的後端連接至所述下託板，所述V型拉杆的後端連接至V型拉杆後座總成，其中所述V型拉杆後座總成固定在所述車橋上。優選地，所述V型拉杆後座總成包括V型拉杆後座、前後筋板、底座、立板和平板，其中所述底座安裝在所述車橋上並且通過連接件連接於形成在所述車橋上的與所述底座對應的下支座。優選地，所述車架總成包括車架體，在所述車架體上焊接有V型拉杆前座總成、直拉杆支腿，所述V型拉杆的前端連接至所述V型拉杆前座總成，所述直拉杆的前端連接至所述直拉杆支腿。優選地，所述車架總成包括車架體，在所述車架體上焊接有減振器上座，所述減振器的上端連接至所述減振器上座。優選地，所述連接件是螺栓。
圖I是示出根據本實用新型的空氣懸架試驗車的全貌立體圖；圖2是示出根據本實用新型的空氣懸架試驗車的底盤總成的等軸視圖；圖3是示出根據本實用新型的V型推力杆後座總成的立體圖；圖4是示出根據本實用新型的空氣懸架試驗車的車架總成的等軸視圖；以及圖5是示出根據本實用新型的空氣懸架試驗車的車箱與車架的連接示意立體圖。
具體實施方式
[0024]
以下結合附圖說明本實用新型的空氣懸架試驗車。如圖I所示，根據本實用新型的空氣懸架試驗車包括車廂總成I、車架總成2和底盤總成3。車廂總成I位於車架總成2之上並相互連接，底盤總成3位於車架總成2之下並相互連接。為了便於說明，在此定義本文中的「前」指圖I的圖面中的向右的方向，「後」指圖I的圖面中的向左的方向，即，本文所用的「前」和「後」與實車中的常規前後方向一致。如圖2所示，底盤總成3的主體結構包括車橋4和後懸架系統。車橋4為整體式車橋，並在兩端通過法蘭盤9安裝有車輪10。車橋4上還固定有制動分泵總成8。所述後懸架系統包括空氣彈簧5、減振器6、橫向穩定杆7以及導向機構。在底盤總成3的車橋4的左右兩側分別設置有空氣彈簧5，每個空氣彈簧5分別以可拆卸的方式固定在相應的氣囊座上，氣囊座轉而固定在車橋4上。氣囊座由分別接合 於車橋4上下兩側的上託板15和下託板16構成。上託板15和下託板16通過諸如螺栓的連接件連接而固定在車橋4上。可以採用已知的任何可拆卸連接方式來實現空氣彈簧5在氣囊座上的固定，例如形成在空氣彈簧5和氣囊座的上託板15上的卡槽結構、螺紋結構等。這樣，空氣彈簧5可以方便地安裝到氣囊座上或者從氣囊座拆卸下來以便更換。此外，空氣彈簧5採用模塊化設計，以便於在進行空氣懸架試驗過程中更換不同的空氣彈簧。類似於空氣彈簧5的布置方式，在底盤總成3的車橋4的左右兩側分別設置有減振器6，每個減振器6在空氣彈簧5的後側以可拆卸的方式固定在相應的減振器支架上，減振器支架轉而固定在車橋4上。減振器支架由分別接合於車橋4上下兩側的上支架11和下支架構成。減振器支架的下支架例如是類似於下託板16的結構，優選地下託板16兼作減振器支架的下支架以便於改善加工簡易性和降低生產成本。上支架11和下託板16通過諸如螺栓的連接件連接而固定在車橋4上。可以採用已知的任何可拆卸連接方式來實現減振器6在減振器支架上的固定，例如形成在減振器6和減振器支架的上支架11上的卡槽結構、螺紋結構等。這樣，減振器6可以方便地安裝到減振器支架上或者從減振器支架拆卸下來以便更換。此外，減振器6採用模塊化設計，以便於在進行空氣懸架試驗過程中更換不同的減振器。橫向穩定杆7在空氣彈簧5的後側(即與減振器6處在車橋4的同一側)連接至車橋4。橫向穩定杆7例如通過任何已知的方式連接於上述下託板16，從而連接於車橋4。本實用新型的空氣懸架試驗車採用V型四連杆結構的導向機構，該導向機構以可拆卸的方式設置在底盤總成3的車橋4上。所述導向機構由V型拉杆12和兩根直拉杆13構成。直拉杆13的後端連接至下託板16，V型拉杆12的後端連接至V型拉杆後座總成14，V型拉杆後座總成14固定在車橋4上。此外，如圖2所示，傳感器總成支架17焊接在所述上支架11上。圖3示出V型拉杆後座總成，如圖3所示，V型拉杆後座總成14包括V型拉杆後座18、前後筋板19和20、底座21、立板22和平板23。V型拉杆後座18、前後筋板19、20和底座21以立板22和平板23為基底固定在一起。底座21安裝在車橋4上，並且通過諸如螺栓的連接件連接於形成在車橋4上的與底座21對應的下支座，由此將V型拉杆後座總成14固定在車橋4上。V型拉杆12和直拉杆13採用模塊化設計，並且如上所述，V型拉杆12的後端連接至V型拉杆後座總成14，直拉杆13的後端連接至下託板16，這樣可以方便地在進行空氣懸架試驗過程中更換不同的V型拉杆或直拉杆。進一步地，除了 V型拉杆12和直拉杆13採用模塊化設計之外，V型拉杆後座總成14也可採用模塊化設計，以便於在進行空氣懸架試驗過程中整體更換不同的V型拉杆後座總成。圖4所示為車架總成，車架總成2主要包括車架體24，車架體24的前方連接有能由拖車帶動行駛的V形車架。V型拉杆前座總成25、直拉杆支腿26、減振器上座28焊接在車架體24上。V型拉杆12的前端連接至V型拉杆前座總成25，直拉杆13的前端連接至直拉杆支腿26，減振器6的上端連接至減振器上座28。由此，車架體24通過後懸架系統與車橋4相連。此外，傳感器總成27連接至車架體24，並通過傳感器總成支架17連接至車橋4。圖5示出了車箱與車架的連接，如圖5所示，車廂總成I在車架體24的上方，通過車廂總成I底部的矩形鋼與車架體24焊接在一起，並用斜撐29加固。本實用新型的空氣懸架試驗車的車廂採用欄板設計。車廂總成I可以作為空氣懸架試驗車的加載部分，以使 試驗車能達到指定載荷。在本實用新型的空氣懸架試驗車中，在空氣彈簧、導向機構和減振器的安裝固定中充分考慮了其它形式或其它型號產品的替換，一方面，空氣彈簧、導向機構和減振器均採用了模塊化設計，另一方面，空氣彈簧、導向機構和減振器通過作為固定裝置的例如上託板和下託板、上支架和下支架、底座和下支座等固定在車橋上，由此能夠方便地在進行空氣懸架試驗過程中更換不同的相應產品，從而能夠研究不同的空氣彈簧、減振器或者導向機構對整車性能的影響，比如V型四連杆杆系的長度及不同類型的導向機構對整車性能的影響。此外，國內目前的空氣懸架試驗臺普遍把輪胎簡化為一個彈簧與阻尼器的形式，對車輛其它結構也都做了簡化，因而試驗臺只能算是一個原理性試驗臺。而本實用新型的空氣懸架試驗車還原了車輛大部分的結構，其狀態接近車輛實際狀態，能更好的反映懸架系統應用到實車後的效果。而且，現有空氣懸架試驗臺形式多為龐大的龍門框式，因而只能進行靜態測試，而本實用新型的空氣懸架試驗車是一個能進行實車路面測試的試驗臺，除了靜態測試之外還能進行動態測試，能獲取更加真實可靠的數據。本實用新型的空氣懸架試驗車同時還具有很強的拓展性，可以以本實用新型的空氣懸架試驗車為基礎，引入CAN總線，優化車身結構，進行集成化控制等。而且，利用本實用新型的空氣懸架試驗車能對ECAS系統進行側跪、側傾功能測試。剛度和阻尼都可調的ECAS系統是未來的主流產品，本實用新型的空氣懸架試驗車可加裝可變剛度的空氣彈簧和可調阻尼的減振器，實現剛度、阻尼皆可調節的策略控制試驗及剛度、阻尼的匹配試驗。
權利要求1.一種空氣懸架試驗車，包括車廂總成、車架總成和底盤總成，所述底盤總成包括車橋和後懸架系統，所述車橋為整體式車橋並在兩端安裝有車輪，所述後懸架系統包括空氣彈簧、減振器、橫向穩定杆和導向機構，其特徵在於 所述空氣彈簧以可拆卸的方式固定在氣囊座上，所述氣囊座固定在所述車橋上； 所述減振器以可拆卸的方式固定在減振器支架上，所述減振器支架固定在所述車橋上； 所述橫向穩定杆連接至所述車橋；以及 導向機構以可拆卸的方式設置在所述車橋上。
2.如權利要求I所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述氣囊座由分別接合於所述車橋上下兩側的上託板和下託板構成，並且所述上託板和下託板通過連接件連接而固定在所述車橋上。
3.如權利要求2所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，在所述空氣彈簧和所述氣囊座的上託板上形成有卡槽結構或螺紋結構。
4.如權利要求I所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述減振器支架由分別接合於所述車橋上下兩側的上支架和下支架構成，並且所述上支架和下支架通過連接件連接而固定在所述車橋上。
5.如權利要求4所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，在所述減振器和所述減振器支架的上支架上形成有卡槽結構或螺紋結構。
6.如權利要求2所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述導向機構由V型拉杆和直拉杆構成，並且其中所述直拉杆的後端連接至所述下託板，所述V型拉杆的後端連接至V型拉杆後座總成，其中所述V型拉杆後座總成固定在所述車橋上。
7.如權利要求6所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述V型拉杆後座總成包括V型拉杆後座、前後筋板、底座、立板和平板，其中所述底座安裝在所述車橋上並且通過連接件連接於形成在所述車橋上的與所述底座對應的下支座。
8.如權利要求7所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述車架總成包括車架體，在所述車架體上焊接有V型拉杆前座總成、直拉杆支腿，所述V型拉杆的前端連接至所述V型拉杆前座總成，所述直拉杆的前端連接至所述直拉杆支腿。
9.如權利要求I所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述車架總成包括車架體，在所述車架體上焊接有減振器上座，所述減振器的上端連接至所述減振器上座。
10.如權利要求2至8中任一項所述的空氣懸架試驗車，其特徵在於，所述連接件是螺栓。
專利摘要本實用新型提供了一種空氣懸架試驗車，包括車廂總成、車架總成和底盤總成，底盤總成包括車橋和後懸架系統，車橋為整體式車橋並在兩端安裝有車輪，後懸架系統包括空氣彈簧、減振器、橫向穩定杆和導向機構。其中，空氣彈簧以可拆卸的方式固定在氣囊座上，氣囊座固定在車橋上；減振器以可拆卸的方式固定在減振器支架上，減振器支架固定在車橋上；橫向穩定杆連接至車橋；以及導向機構以可拆卸的方式設置在車橋上。在本實用新型的空氣懸架試驗車中，空氣彈簧、導向機構和減振器均採用模塊化設計，並且分別通過上託板和下託板、上支架和下支架、底座和下支座以可拆卸的方式固定在車橋上，由此能夠方便地在進行空氣懸架試驗過程中更換不同的相應產品。
文檔編號B60G11/27GK202382946SQ20112041563
公開日2012年8月15日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者孫逢春, 張軍, 徐瑞, 段嗣盛 申請人:北京理工大學