一种多轴加载车桥总成耐久试验台架

1.一种多轴加载车桥总成耐久试验台架，它包括：固定在试验台底座上的加载装置和车桥总成支座，其特征在于：车桥总成支座上部固设有车桥总成安装架，所述加载装置包括纵向加载装置、垂直加载装置和横向加载装置；
其中，纵向加载装置包括固定在纵向作动器支座上的纵向作动器、纵变向三角架和纵向加载导杆，纵变向三角架的纵向支撑端与垂直作动器支座的上端铰接，纵变向三角架的两个自由端分别与纵向作动器的活塞杆端和纵向加载导杆的导向端铰接，纵向加载导杆的压力端铰接有纵向车轮压板；
垂直加载装置包括固定在垂直作动器支座下部的垂直作动器、垂直变向三角架和垂直加载导向支架，垂直变向三角架的垂向支撑端铰接在垂直变向三角架支座上，垂直作动器活塞杆端穿过纵向作动器支座下部通道并与垂直变向三角架的一个自由端部铰接，垂直变向三角架的另一个自由端与垂直加载导向支架的下端铰接,垂直加载导向支架上端设置侧向车轮压板；
横向加载装置包括固定在横向作动器支座上的横向作动器、横变向三角架和横向加载导杆，横变向三角架的横向支撑端与横变向三角架支座铰接，横变向三角架的两个自由端分别与横向作动器的活塞杆端和横向加载导杆的导向端铰接，横向加载导杆的压力端与所述侧向车轮压板铰接。
2.根据权利要求1所述的多轴加载车桥总成耐久试验台架，其特征在于：所述纵变向三角架、垂直变向三角架和横变向三角架均由两组平行设置的三角形支架组成，该两组三角形支架相对应的三个端部通过连杆固定连接。
3.根据权利要求1所述的多轴加载车桥总成耐久试验台架，其特征在于：所述垂直加载导向支架和横向加载导杆通过垂直加载平衡器连接侧向车轮压板，所述垂直加载平衡器包括由侧板和顶板组装成的平衡器本体，该平衡器本体的左、右两端通过球铰和连接螺栓固接在垂直加载导向支架的上端，横向加载导杆压力端与垂直加载平衡器的侧板铰接，所述侧向车轮压板设置在垂直加载平衡器的顶板上。

一种多轴加载车桥总成耐久试验台架\n技术领域\n[0001] 本发明涉及汽车车桥总成试验装置，特别是一种多轴加载车桥总成耐久试验台架，用于模拟各种路况对车桥总成的多轴向，即纵向、横向和垂直方向的加载。\n背景技术\n[0002] 随着汽车工业的发展，汽车车桥总成的耐久试验在汽车制造环节中尤为重要，汽车车桥总成包括前、后桥总成，其耐久试验是对其纵向力、侧向力和垂直方向力的三个方向的加载试验，目前，国内自主品牌汽车制造厂对前、后桥总成加载耐久试验都采用单一工况下的单方向加载方式进行，如垂直工况加载、制动工况加载、转向工况加载等，使用的试验台架只能分别在单一方向对前、后桥总成进行加载，而且是直接对车桥总成进行加载，因此该试验不能充分反映车轮在实际行驶工况下车桥总成的受力情况，对台架试验结果有一定的局限性。\n[0003] 现有的车桥总成单方向试验台架，如图1所示，包括一端固定在试验台上的作动器\n51，作动器的活塞杆端铰接有加载板52，并通过该加载板固接在车桥总成9上，车桥总成通过悬架8固定在悬架固定座53上。这种试验台架装置只能在单一方向上对车桥总成施加作用力，而且施加作用力的部件直接连接在车桥的端部，与汽车车轮在实际行驶中受到外力加载不相符，不能模仿车轮在真实路面中的受力情况。\n[0004] 公告号为CN202836980U的汽车后桥总成试验垂直力加载装置和公告号为CN202757783U的汽车后桥总成侧、纵向力试验加载装置实用新型专利也仅仅记载了在单一方向力对汽车后桥总成加载装置，并且通加载臂与车桥总成试件直接连接，不能反映车轮真实行驶状况对车桥总成的加载情况，因此在这种工况下采集和测量数据带来困难，使测试结果偏离真实情况，影响车桥总成达到最佳的设计结构。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的是提供一种多轴加载车桥总成耐久试验台架，解决了传统的车桥总成耐久试验台装置只能在单一方向对车桥总成加载，不能真实模拟车轮在实际行驶工况下车桥总成受力情况的问题。其能够在多轴方向同时对车桥总成进行加载试验，模拟车轮在实际行驶工况下车桥的受力情况，为试验检测设备同时检测多轴向加载受力提供了条件，结构简单、模拟真实，拆装方便。\n[0006] 本发明的技术方案是：一种多轴加载车桥总成耐久试验台架，包括：固定在试验台底座上的加载装置和车桥总成支座，其技术要点是：车桥总成支座上部固设有车桥总成安装架，所述加载装置包括纵向加载装置、垂直加载装置和横向加载装置，\n[0007] 其中，纵向加载装置包括固定在纵向作动器支座上的纵向作动器、纵变向三角架和纵向加载导杆，纵变向三角架的纵向支撑端与垂直作动器支座的上端铰接，纵变向三角架的两个自由端分别与纵向作动器的活塞杆端和纵向加载导杆的导向端铰接，纵向加载导杆的压力端铰接有纵向车轮压板；\n[0008] 垂直加载装置包括固定在垂直作动器支座下部的垂直作动器、垂直变向三角架和垂直加载导向支架，垂直变向三角架的垂向支撑端铰接在垂直变向三角架支座上，垂直作动器活塞杆端穿过纵向作动器支座下部通道并与垂直变向三角架的一个自由端部铰接，垂直变向三角架的另一个自由端与垂直加载导向支架的下端铰接,垂直加载导向支架上端设置侧向车轮压板；\n[0009] 横向加载装置包括固定在横向作动器支座上的横向作动器、横变向三角架和横向加载导杆，横变向三角架的横向支撑端与横变向三角架支座铰接，横变向三角架的两个自由端分别与横向作动器的活塞杆端和横向加载导杆的导向端铰接，横向加载导杆的压力端与所述侧向车轮压板铰接。\n[0010] 所述纵变向三角架、垂直变向三角架和横变向三角架均由两组平行设置的三角形支架组成，该两组三角形支架相对应的三个端部通过连杆固定连接。\n[0011] 所述垂直加载导向支架和横向加载导杆通过垂直加载平衡器连接侧向车轮压板，所述垂直加载平衡器包括由侧板和顶板组装成的平衡器本体，该平衡器本体的左、右两端通过球铰和连接螺栓固接在垂直加载导向支架的上端，横向加载导杆压力端与垂直加载平衡器的侧板铰接，所述侧向车轮压板设置在垂直加载平衡器的顶板上。\n[0012] 本发明具有的积极效果是：由于设置纵向加载装置、垂直加载装置和横向加载装置，该三组加载装置能够同时对车桥总成加载，而且每组加载装置的结构都是通过变向三角架与作动器的活塞杆端和加载导向部件铰接，垂直作动器支座兼作纵变向三角架支座，垂直作动器活塞杆端穿过纵向作动器支座下部通道并与垂直变向三角架的一个自由端部铰接，利用铰接的变向三角架巧妙的改变作动器的作用力方向，能够使三个轴向设置的作动器同时工作对车桥总成上的车轮加载，而且该结构节省并利用了试验台有限的底座空间，工作实验时通过车桥总成支座上部固设有车桥总成安装架将车体的悬架和车桥悬置固定，通过纵向车轮压板和侧向车轮压板同时压接在车轮上，能够真实的模拟汽车行驶的各种路况对车桥总成的加载。该三组加载装置都能独立运动，在试验台控制装置的驱动下，能够利用试验检测设备简单直接地实时监控每个零部件的动态载荷情况，并输出相数据，便于后续的数据分析。较完整重现了车轮所受的多轴向载荷，充分模拟车辆在道路试验过程中的不同工况下，零部件的载荷受力情况，如制动工况、转向工况、垂直跳动工况、扭曲路、沙石路、石块路等各种工况下的路面对车轮的输入，提高了耐久性试验的模拟相关性，将道路试验与试验台架实现密切的联系在一起，较完整的反映汽车在道路试验中实际情况。为试验台试验检测提供方便条件，尤为重要在于这样的试验重复性好，不受人员、气候和环境等因素的影响，还可以节省大量人力物力减少成本，缩短试验周期，实现了多轴向加载耐久试验台使模拟试车场道路耐久试验。\n附图说明\n[0013] 下面将结合附图对本发明作进一步详细描述。\n[0014] 图1是现有的车桥总成单方向加载试验台架结构示意图；\n[0015] 图2是本发明的组装状态的整体结构示意图；\n[0016] 图3是本发明的车桥总成底座安装有车桥总成的结构图；\n[0017] 图4是本发明的三组加载装置组合状态结构图；\n[0018] 图5是本发明的纵向加载装置和垂直加载装置组合状态结构图；\n[0019] 图6是本发明的车轮压板工作状态结构图；\n[0020] 图7是图6的纵向剖视图。\n[0021] 图中序号说明：1车桥总成安装架、2车桥总成支座、3底座、4纵向加载装置、5垂直加载装置、6横向加载装置、7安装孔、8悬架、9车桥总成、10轮毂、11垂直加载平衡器、12侧向车轮压板、13纵向车轮压板、14顶板、15侧板、16球铰、17连接螺栓、20纵向作动器支座、21纵向作动器、22纵变向三角架、23纵向加载导杆、24纵向支撑端、25纵向作动器的活塞杆端、26纵向加载导杆的导向端、27纵向加载导杆的压力端、30垂直作动器支座、31垂直作动器、32垂直变向三角架、33垂直加载导向支架、34垂直变向三角架支座、35垂直作动器活塞杆端、\n36垂向支撑端、40横向作动器支座、41横向作动器、42横变向三角架、43横向加载导杆、44横变向三角架支座、45横向作动器的活塞杆端、46横向加载导杆的导向端、47横向加载导杆的压力端、48横向支撑端、51作动器、52加载板、53悬架固定座。\n具体实施方式\n[0022] 根据图2～7详细说明本发明的具体结构。如图2和3所示，一种多轴加载车桥总成耐久试验台架，在试验台底座3上固定有车桥总成支座2，车桥总成支座上部固设有车桥总成安装架1，在试验台底座上固定的加载装置包括纵向加载装置4、垂直加载装置5和横向加载装置6。所述车桥总成支座2为三个，并相对设置，车桥总成支座具有一定高度，侧壁设置多个安装孔7，用于将车桥总成安装架1固设在该三个车桥总成支座2的相对面的安装孔7上。试验工作时，将汽车车桥总成9通过悬架8固定在车桥总成安装架1上，并装配车轮毂10。\n[0023] 如图4和5所示纵向加载装置包括固定在纵向作动器支座20上的纵向作动器21、纵变向三角架22和纵向加载导杆23，纵变向三角架22包括一个纵向支撑端24和两个自由端。\n更具体的，所述纵变向三角架22由两组平行设置的三角形支架组成，该两组三角形支架相对应的三个端部通过连杆固定连接。纵变向三角架22的纵向支撑端24与垂直作动器支座30的上端铰接，该垂直作动器支座30兼做纵变向三角架的支座，纵变向三角架22的两个自由端分别与纵向作动器的活塞杆端25和纵向加载导杆的导向端26铰接，纵向加载导杆的压力端27铰接有纵向车轮压板13；纵向作动器缸体与纵向加载导杆之间形成小于90度的夹角，节省了空间。\n[0024] 垂直加载装置包括固定在垂直作动器支座下部的垂直作动器31、垂直变向三角架\n32和垂直加载导向支架33，垂直变向三角架32包括一个垂向支撑端38和两个自由端，该垂直变向三角结构所述纵变向三角架结构相同也由两组平行三角形固定架组成，该两组三角形支架相对应的三个端部通过连杆固定连接。垂直变向三角架32的垂向支撑端36铰接在垂直变向三角架支座34上，纵向作动器支座20中下部间设置有空腔，形成通道，垂直作动器活塞杆端35穿过纵向作动器支座20下部通道并与垂直变向三角架32的一个自由端部铰接，垂直变向三角架的另一个自由端与垂直加载导向支架33的下端铰接,垂直加载导向支架上端设置侧向车轮压板12。\n[0025] 横向加载装置包括固定在横向作动器支座40上的横向作动器41、横变向三角架42和横向加载导杆43，横变向三角架42包括一个横向支撑端48和两个自由端。横变向三角架的结构与前述两组三角架结构相同。横变向三角架的横向支撑端48与横变向三角架支座44铰接，横变向三角架42的两个自由端分别与横向作动器的活塞杆端45和横向加载导杆的导向端46铰接，横向加载导杆的压力端47与所述侧向车轮压板12铰接。横向作动器缸体与横向加载导杆之间形成小于90度的夹角，节省了空间。\n[0026] 进一步的，如图4和5所示，垂直加载导向支架33和横向加载导杆43通过垂直加载平衡器11连接侧向车轮压板12，所述垂直加载平衡器11包括由侧板15和顶板14组装成的平衡器本体，该平衡器本体的左、右两端通过球铰16和连接螺栓17固接在垂直加载导向支架\n33的上端，横向加载导杆的压力端47与垂直加载平衡器的侧板15铰接，所述侧向车轮压板\n12设置在垂直加载平衡器的顶板14上。\n[0027] 如图6和7所示，纵向车轮压板13和侧向车轮压板12均由内外两层压板构成，用于夹持牢固车轮轮毂10。\n[0028] 工作过程：如图2至4所示，首先将带有轮毂的汽车前桥或后桥总成通过悬架8固定在车桥总成安装架1上，将车桥总成安装架固定在车桥总成支座的安装孔7上，对车桥总成进行固定，然后将纵向加载装置的纵向车轮压板13和垂直加载装置的侧向车轮压板12夹持固定在轮毂10上，固定完毕后，采用常规的检测设备，包括数采系统、传感装置、液压伺服系统和控制装置，在车桥总成9的各个方向载荷响应敏感的位置，容易发生裂纹的位置，CAE分析损伤比较大的位置等设置应变片，连接传感装置。通过液压伺服系统和控制装置控制纵向加载装置、垂直加载装置和横向加载装置的作动器同时工作，并利用各个变向三角架的转向推动加载导向杆或加载导向支架向车轮施加压力，模拟汽车的实际工况下运动对车桥总成加载，最终实现采集所需的各种检测数据。