一种用于悬架系统的模拟试验台和试验方法与流程

本技术涉及悬架系统的，具体地，涉及一种用于悬架系统的模拟试验台和试验方法。

背景技术：

1、汽车悬架系统是连接汽车车身与两侧轮胎的连接装置，起到在车轮和车身之间力和力扭的传递作用，以及缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶和乘坐人员的乘坐体验。因此，在生产汽车悬架的过程中，需要对初步设计完成的悬架结构进行结构性能测试，来检测其是否能够满足实际的需求。现有的悬架系统测试过程一般是通过将悬架系统安装至整车上，在车辆行驶的过程中同步测试悬架结构的振动、异响等性能，进而根据实验结果对悬架系统进行改进，以减小振动与异响。但是，整车测试经常会遇到多种振动异响耦合的现象，同时整车底盘悬架附近空间狭小，振动输入和温度等试验条件难以保持一致；在整车测试之前，无法评价悬架系统是否在各种工况条件下存在振动异响问题，因此无法在试验车试制出来之前，规避悬架系统的异响问题，导致开发周期长；整改验证的悬架系统时，尤其跟高低温有关的异响问题，需要等室外温度变化到相应状态后进行整车试验，试验周期长。

技术实现思路

1、为解决上述问题的至少一个方面，本发明提供了一种用于悬架系统的模拟试验台，包括振动台、固定架、至少一个多自由度平台和控制器；振动台包括第一平台，第一平台在振动台的驱动系统控制下沿着竖直方向运动；固定架固定连接在第一平台的顶面上，固定架用于与悬架系统的一端铰接；多自由度平台设置在振动台的一侧，多自由度平台包括第二平台，第二平台的顶面用于与悬架系统的另一端铰接，第二平台在多自由度平台的驱动系统控制下至少具有六自由度；控制器与振动台和多自由度平台均电连接，用于根据路谱信息分别控制振动台和多自由度平台的运行。

2、通过上述技术方案，当对悬架系统进行试验时，将悬架系统的一端与第一平台上固定架的一端铰接，另一端与第二平台的顶面铰接，使得悬架系统的端部分别相对第一平台和第二平台可以发生转动，适应高度差；控制器根据仿真软件中的运动状态或实车测试时的运动状态转化为的路谱控制振动台和多自由度平台运动，使得悬架系统在本技术的模拟试验台上真实模拟在实车中的运行状态。本技术的模拟试验台与悬架系统安装方便、试验过程稳定，解决了整车底盘悬架附近空间狭小，振动输入和温度等试验条件难以保持一致的问题；由于本技术模拟试验台仅进行悬架系统的测试，避免了整车上其他零件异响带来的干扰，并且在整车试制出来之前，就可以使用本技术的模拟试验台进行悬架系统的测试并进行悬架系统的优化，有助于缩短悬架系统的开发周期。

3、优选地，所述第二平台的顶面上设置有沿着靠近振动台方向延伸的导轨，导轨内滑动连接有滑块，滑块用于与悬架系统的另一端铰接，悬架系统通过滑块与第二平台铰接。通过上述技术方案，当第一平台与第二平台之间产生高度差时，悬架系统与滑块因铰接而产生相对转动，使得悬架系统适应高度差；同时，滑块会沿发生滑动，以消除因高度差带来的沿导轨延伸方向的距离差。

4、优选地，所述第二平台上固定连接有沿着靠近振动台方向延伸的固定块，固定块的顶面上开设有沿着固定块延伸方向的导轨。通过上述技术方案，公开了一种导轨与第二平台容易连接的方式。

5、优选地，所述导轨的横截面和滑块的横截面均呈t形，滑块与导轨相匹配。通过上述技术方案，有助于提高滑块在导轨内运行的稳定性，从而提高本技术模拟试验台的稳定性和模拟真实性。

6、优选地，还包括环境舱，环境舱包括舱体，舱体将振动台、固定架和多自由度平台均罩设在舱体内，用于当悬架系统测试时，设置不同的温度。通过上述技术方案，设置环境舱，通过环境舱设置不同的温度，使得悬架系统在不同温度下进行试验，由于环境舱的温度容易调节和控制，有助于缩短悬架系统的测试周期。

7、优选地，还包括麦克风和安装架；安装架固定连接在第二平台的顶面，且当安装悬架系统时，安装架位于悬架系统附近；麦克风可拆卸连接在安装架上，用于检测悬架系统试验过程中的声音信号。通过上述技术方案，设置麦克风检测悬架系统采用本技术模拟试验台进行试验过程中的声音信号，并在后期对声音信号进行处理分析，过滤掉外界环境声音和本技术设备自身运动声音的频率段，当发现某段声音频率超出预设范围时，判定该悬架系统产生异响。

8、优选地，还包括振动传感器，当安装悬架系统时，振动传感器固定连接在第二平台上的靠近悬架系统处或悬架系统上。通过上述技术方案，设置振动传感器检测悬架系统采用本技术模拟试验台进行试验过程中的振动信号，并在后期对振动信号进行处理分析，观察从麦克风的声音信号中判断发生异响时，振动信号是否发生异常，以及记录悬架系统的异常振动状态，并以此为依据优化悬架系统的结构。

9、优选地，所述多自由度平台设置有两个，分别固定设置在振动台相对的两侧，两个多自由度平台与振动台处于同一条直线上。由于悬架系统在实车上是呈对称设置的成对设计，通过上述技术方案，设计两个多自由度平台，同时对一对悬架系统进行测试，有助于提高测试效率。

10、本技术还提供了一种用于悬架系统的试验方法，包括上述任一所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，模拟试验台包括环境舱、麦克风和振动传感器；试验方法的步骤如下：

11、步骤1：利用仿真软件设计悬架系统；

12、步骤2：将步骤1中得到的悬架系统制作成实体；

13、步骤3：将步骤2中得到的实体悬架系统安装在模拟试验台上，将仿真软件中设计该悬架系统时的运动状态转化为路谱并输入至控制器中；

14、步骤4：设定环境舱不同的预设温度，开启控制器、麦克风和振动传感器，在不同温度下分别对悬架系统进行试验；

15、步骤5：当麦克风检测出异响，记录出现异响时的温度和振动情况，返回步骤1，将异响时的温度和振动情况上传至仿真软件中，利用仿真软件根据异响时的温度和振动情况，对悬架系统的结构进行改进；当麦克风未检测出异响时，说明该悬架系统设计合格。

16、通过上述技术方案，在悬架系统的设计阶段，通过将仿真设计完成后的悬架系统试制出来安装到本技术的模拟试验台上进行不同环境温度下的测试，检测悬架系统是否出现异响；当出现异响时，将出现异响时的状态信息导入仿真软件中进行悬架系统的结构优化，再将改进后的悬架系统重新采用本技术的模拟试验台进行不同环境温度下的测试，反复进行直至试验过程中不出现异响。采用本技术的试验方法，实现在整车试制出来前，完成悬架系统在各工况和不同温度下的试验，并进行优化规避其异响问题，有助于缩短开发周期。

17、优选地，还包括如下步骤：

18、步骤6：将步骤5中设计合格的悬架系统安装在试制车上，进行不同温度和不同路况条件下的路测；当未发现异响时，说明该悬架系统合格；

19、步骤7：当步骤6中发现异响时，在试制车的悬架系统附近安装振动传感器、麦克风和温度传感器，重新进行路测，并记录本次路测时试制车的温度信号、振动信号和悬架系统的异响信号；

20、步骤8：将步骤7中的悬架系统拆下并安装在模拟试验台上，将试制车的振动信号转化为路谱输入控制器中，根据温度信号设置预设环境舱的温度，开启控制器、麦克风和振动传感器进行试验；

21、步骤9：当步骤8中麦克风检测出异响，返回步骤5；当步骤8中麦克风未检测出异响，返回步骤7，重新进行路测。

22、通过上述技术方案，将在本技术的模拟试验台上试验无异响的悬架系统安装至整车上进行整车路测，验证悬架系统是否存在异响问题；当存在异响问题时，采用本技术的模拟试验台检验该悬架系统出现异响时的运行状态再导入仿真软件中，再次对悬架系统的结构进行优化，将再次优化的悬架系统采用本技术的模拟试验台进行检测，反复进行直至试验过程中无异响，将无异响的悬架系统再安装至整车上进行整车路测，反复进行直至整车路测无异响，有助于确保悬架系统没有异响问题，提高悬架系统的质量。

23、本发明的一种用于悬架系统的模拟试验台和试验方法，具有以下有益效果：

24、(1)通过在振动台的第一平台上设置固定架，在振动台相对两侧设置多自由度平台且三者处于共线状态，在多自由度平台的第二平台上设置导轨和滑块结构，并将悬架系统的两端分别与第一平台和滑块铰接，使得在振动台与多自由度平台运动过程中悬架系统能够适应高度差，利用控制器根据路谱信息控制振动台与多自由度平台的运动，真实模拟了悬架系统在实车中的运行状态，在悬架系统附近安装麦克风检测悬架系统试验过程中的声音信号并判断悬架系统是否发生异响，和振动传感器验证麦克风检测出异响阶段时，悬架系统是否发生振动异常并以此信息为根据优化悬架系统的结构，避免了整车上其他零件异响带来的干扰，解决了整车底盘悬架附近空间狭小，振动输入和温度等试验条件难以保持一致的问题；利用环境舱为本技术的模拟试验台设定不同的环境温度，使得悬架系统在不同温度下进行试验，有助于缩短悬架系统的测试周期。

25、(2)将仿真设计完成后的悬架系统试制出来通过本技术的模拟试验台上进行不同环境温度下的测试，当出现异响时，将出现异响时的状态信息导入仿真软件中进行悬架系统的结构优化，优化后重新进行优化后悬架系统的试验直至无异响，实现了在整车试制出来前，完成悬架系统在各工况和不同温度下的试验，并进行优化规避其异响问题，有助于缩短开发周期；将试验无异响的悬架系统再进行整车试验，当发现异响时，采用本技术的模拟试验台检验该悬架系统出现异响时的运行状态再导入仿真软件中，再次对悬架系统进行优化并重新采用本技术的模拟试验台对优化后悬架系统进行试验直至无异响，然后再安装至整车上进行路测直至整车路测无异响，有助于确保悬架系统没有异响问题，提高悬架系统的质量。

技术特征：

1.一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：包括振动台(1)、固定架(3)、至少一个多自由度平台(2)和控制器；

2.根据权利要求1所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：所述第二平台(21)的顶面上设置有沿着靠近振动台(1)方向延伸的导轨，导轨内滑动连接有滑块，滑块用于与悬架系统(5)的另一端铰接，悬架系统(5)通过滑块与第二平台(21)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：所述第二平台(21)上固定连接有沿着靠近振动台(1)方向延伸的固定块，固定块的顶面上开设有沿着固定块延伸方向的导轨。

4.根据权利要求2所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：所述导轨的横截面和滑块的横截面均呈t形，滑块与导轨相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：还包括环境舱(6)，环境舱(6)包括舱体，舱体将振动台(1)、固定架(3)和多自由度平台(2)均罩设在舱体内，用于当悬架系统(5)测试时，设置不同的温度。

6.根据权利要求1所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：还包括麦克风(7)和安装架；安装架固定连接在第二平台(21)的顶面，且当安装悬架系统(5)时，安装架位于悬架系统(5)附近；麦克风(7)可拆卸连接在安装架上，用于检测悬架系统(5)试验过程中的声音信号。

7.根据权利要求6所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：还包括振动传感器(8)，当安装悬架系统(5)时，振动传感器(8)固定连接在第二平台(21)上的靠近悬架系统(5)处或悬架系统(5)上。

8.根据权利要求1所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，其特征在于：所述多自由度平台(2)设置有两个，分别固定设置在振动台(1)相对的两侧，两个多自由度平台(2)与振动台(1)处于同一条直线上。

9.一种用于悬架系统的试验方法，其特征在于：包括权利要求1至8任一所述的一种用于悬架系统的模拟试验台，模拟试验台包括环境舱(6)、麦克风(7)和振动传感器(8)；试验方法的步骤如下：

10.根据权利要求9所述的一种用于悬架系统的试验方法，其特征在于：还包括如下步骤：

技术总结
本发明公开一种用于悬架系统的模拟试验台，包括振动台、固定架、至少一个多自由度平台和控制器；振动台包括第一平台，第一平台在振动台的驱动系统控制下沿着竖直方向运动；固定架固定连接在第一平台的顶面上，固定架用于与悬架系统的一端铰接；多自由度平台设置在振动台的一侧，多自由度平台包括第二平台，第二平台的顶面用于与悬架系统的另一端铰接，第二平台在多自由度平台的驱动系统控制下至少具有六自由度；控制器与振动台和多自由度平台均电连接，用于根据路谱信息分别控制振动台和多自由度平台的运行。本申请的模拟试验台真实模拟悬架系统在实车运行时的状态，避免了整车上其他零件异响带来的干扰，且有助于缩短悬架系统的开发周期。

技术研发人员：袁建昆,陈亚东,腾晓东,王强,杨立夫,王振宇
受保护的技术使用者：一汽-大众汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23