СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОДВЕСКИ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для испытания конструкций и элементов подвески колесных транспортных средств, например, автомобилей.
Известно устройство (Патент РФ №37215, опубл. 10.04.2004), предназначенное для испытания подвески путем преобразования угловой скорости электродвигателя в возвратно-поступательные движения, то есть вибрационной нагрузкой, содержащее связанный с двигателем посредством привода кривошипно-шатунный механизм, оказывающий на подвеску возвратно-поступательное силовое воздействие, снабженный маховиком, соединенным с двигателем ременной передачей, а кривошипно-шатунный механизм расположен на одной оси с маховиком.
Недостатком данной конструкции является ограниченность выбора типов возвратно-поступательных силовых воздействий, обусловленная тем, что регулировке поддается только скорость вращения ротора электродвигателя, и, соответственно, невозможно имитировать возмущения дорожного покрытия разных видов с заданными параметрами. Помимо этого, данная конструкция не предусматривает возможность испытаний активных видов подвесок и проведение оценки, а также фиксации реакции подвески и ее элементов на возмущения.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели и выбранным за прототип является стенд для испытания элементов передней подвески легковых автомобилей (Патент РФ №2483287, опубл. 27.05.2013), содержащий станину, электродвигатель, блок управления, поворотный кулак, поперечный рычаг, пружину, гидравлический привод с горизонтальным гидроцилиндром, направляющий элемент с возможностью поворота цилиндра относительно штока, клапан регулирования потока и вертикальный гидроцилиндр.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности испытаний активных видов подвесок и не предусмотрено проведение оценки и фиксации реакции подвески и ее элементов на возмущения.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является расширение ее функциональных возможностей. Эта задача решается достижением технического результата, состоящего в повышении эффективности проведения испытаний элементов подвески и проведения оценки испытаний. Также достигается расширение возможностей имитации эксплуатационных нагрузок.
Данный технический результат достигается тем, что стенд для испытания подвески автотранспортных средств, содержащий блок управления, поворотный кулак, поперечный рычаг, пружину, гидравлический привод с горизонтальным цилиндром, направляющий элемент с возможностью поворота цилиндра относительно штока, снабжен исполнительным механизмом имитации дорожного полотна, связанным с колесом, пневмоэлементом, закрепленным параллельно пружине, датчиками регистрации линейных ускорений, расположенными на верхней раме и опоре колеса, и боковой рамой, связанной с основанием посредством роликовых салазок.
В предпочтительном варианте исполнительный механизм имитации дорожного полотна выполнен в виде одного или серии управляемых вертикальных гидроцилиндров.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструктивная схема заявляемого стенда.
Стенд содержит основание 1, соединенное с боковой рамой 2 роликовыми салазками 3. К верхней раме 4 параллельно прикреплены посредством направляющих элементов 5 и 6 соответственно пневмоэлемент 7 и пружинно-амортизаторный блок 8, содержащий нижнюю опору пружины 9, пружину 10, верхнюю опору пружины 11, защитный чехол 12, шток 13 и цилиндр 14. Направляющий элемент 6 выполнен с возможностью поворота цилиндра 14 относительно штока 13. Пневмоэлемент 7 и пружинно-амортизаторный блок 8 связаны между собой посредством крепления 15, а пружинно-амортизаторный блок 8 связан с опорой колеса 16 посредством поворотного кулака 17. Поперечный рычаг 18 соединяет опору колеса 16 и крепление рычага 19, расположенного на боковой раме 2, с возможностью поворота относительно крепления рычага 19. Колесо 20 прикреплено к опоре колеса 16 и располагается на платформе 21 исполнительного механизма имитации дорожного полотна 22, выполненного в виде одного или серии управляемых вертикальных гидроцилиндров. Горизонтальный цилиндр 23, соединенный с гидравлическим приводом (на рис.не указан), связан с опорой колеса 16 с возможностью поворота опоры колеса 16 в горизонтальной плоскости. На верхней раме 2 и опоре колеса 16 смонтированы датчики регистрации линейных ускорений 24 и 25 соответственно. Пневмоэлемент 7, гидравлический привод и датчики регистрации линейных ускорений 24 и 25 соединены с блоком управления (на рис.не указан).
Устройство работает следующим образом.
Управляющий сигнал поступает с блока управления на исполнительный механизм имитации дорожного полотна 22 и приводит в движение платформу 21, тем самым имитируя дорожные возмущения разных видов с заданными параметрами, например, препятствия типа «лежачий полицейский» или сложные внедорожные покрытия. Работа исполнительного механизма имитации дорожного полотна 22 имитирует нагрузки, возникающие в передней подвеске автомобиля при преодолении неровностей дороги, разгоне, торможении. Возвратно-поступательные движения платформы 21 передаются на колесо 20, далее на пружинно-амортизаторный блок 8 и пневмоэлемент 7, который, в свою очередь, получая командный сигнал от блока управления корректирует отработку возмущения подвеской путем изменения давления воздуха, адаптируя подвеску к различным дорожным условиям. При неполной отработке возмущений пружинно-амортизаторным блоком 8 и пневмоэлементом 7 часть возвратно-поступательных движений платформы 21 передаются на верхнюю раму 4, а посредством нее, и на боковую раму 2 и роликовые салазки 3. В свою очередь, посредством роликовых салазок 3 осуществляется вертикальное перемещение относительно основания 1 боковой рамы 2.
Также пневмоэлемент 7 в соответствие с поступаемым на него командным сигналом может работать осуществляя постоянное сопротивление его сжатию или разжатию, тем самым имитируя неактивную подвеску с возможностью регулирования жесткости пружинно-амортизаторного блока 8.
Горизонтальный цилиндр 23, управляемый гидроприводом на основе данных, поступаемых с блока управления, выполнен с возможностью поворота опоры колеса 16 в горизонтальной плоскости. Как при прямом, так и при обратном ходе поршня осуществляется поворот опоры колеса 16 вместе с колесом 20 и поворотного кулака 17, имитируя нагрузки, возникающие в передней подвеске автомобиля при повороте, а также сам поворот. При повороте опоры колеса 16 поперечный рычаг 18 поворачивается относительно боковой рамы 2.
Командный сигнал блока управления для пневмоэлемента 7 формируется на основе данных, получаемых с датчиков регистрации линейных ускорений 24 и 25. С датчиков регистрации линейных ускорений 24 и 25 снимаются показания линейных ускорений кузова и колеса в режиме реального времени.
Предложенное устройство может быть применено для испытания конструкций и элементов, как активных, так и неактивных видов подвески колесных транспортных средств и получения в режиме реального времени показаний линейных ускорений кузова и колеса. Данный стенд может быть использован как на заводах, производящих элементы подвески для автомобилей, так и в лабораториях для исследовательских и учебных целей в качестве физической модели для отработки алгоритмов управления активной подвеской.
Предлагаемая конструкция испытательного стенда имеет широкий диапазон режимов проверок за счет возможности выбора режима работы исполнительного механизма имитации дорожного покрытия и возможности управления активным элементом. Также стенд позволяет моделировать работу системы активной подвески, где вкупе с классическими механическими элементами (пружинами, рычагами, амортизаторами) работает активный силовой элемент. Нагрузки, действующие на элементы подвески, максимально приближены к реальным условиям эксплуатации.