[发明专利]可实现动态载荷模拟的多轴车辆实验台架及其工作方法

说明书

本发明涉及一种可实现动态载荷模拟的多轴车辆实验台架及其工作方法，包括底盘、数据采集系统、整车控制器和动态载荷调整装置；底盘通过悬架系统、转向系统、制动系统和驱动系统控制整车运动状态与姿态的变化；动态载荷调整装置安装于底盘上，包括上、下两层载荷调节机构，分别驱动其上的配重块沿横向、纵向移动；数据采集系统包括车轮转角、车速、横摆角速度、整车横向加速度和整车纵向加速度传感器；整车控制器根据设定的模拟工况、采集到的整车动力学参数，控制动态载荷调整装置工作，实时调整动态载荷在各车轴与左右轮间的变化。该实验台架可以真实、可靠地模拟动态载荷，扩大了实验台架的工程适用范围，以及其对整车载荷变化的模拟范围。

技术领域

本发明属于多轴车辆实验装置技术领域，具体涉及一种可实现动态载荷模拟的多轴车辆实验台架及其工作方法。

背景技术

重型多轴车辆广泛应用于大型风电设备安装、大型桥梁施工、重型洲际导弹运输和全路面作战越野等众多领域。多轴重型车辆指车轴数在两轴以上的车辆，其具有多轴承载、车架超长的特点，可以提高整车的载重质量，降低单轴的承载质量，及对行驶路面的破坏，保证大型设备的完整运输与安装。然而，多轴重型车辆行驶路况多变，容易引起行驶过程中的垂直载荷变化，影响轮胎力学性能，甚至导致轮胎脱离地面接触，引发严重安全问题。因此，需要对多轴重型车辆行驶过程中载荷引起的车辆动力学变化进行研究。

近年来，随着重型车辆研究的深入，实验车型的整车试验更贴近真实效果而受到越来越多的公司以及科研机构的关注。然而，由于整车实验系统庞大、实验环境复杂(受季节更替、车辆作用、路面维修等因素影响)，实际使用时难以提供长期、稳定的实验条件。因此，依靠精简可靠的实验台架模拟整车实验技术是目前多轴重型车辆测试技术的一个发展趋势。

目前多轴重型车辆载荷模拟台架主要围绕车辆静态转向方面展开。在车辆静态载荷实验方面：多轴转向实验台架通过调节加载螺栓的紧固力，对车桥或车架进行变载荷加载，并将底座连接板上面的拉压传感器采集的载荷信号传递至LED进行数值直观显示载荷变化(如专利201210394336.1)。或测试多轴车辆转向性能的实验台架通过车桥两侧设置与轮胎相接触的路面模拟板，并通过加载路面模拟板下方固定连接的液压伺服缸以模拟垂直动载荷变化(如专利201610002966.8)。

现有专利有助于解决重型车辆静态转向时的载荷模拟问题，但仍存在一些不足与局限性，主要表现为：(1)传统实验台架难以模拟车辆动态行驶转向及车辆加减速导致的载荷转移特性，实验模拟的可靠性和真实性不足。多轴重型车辆在动态转向过程中，整车载荷由内侧向外侧转移，导致车桥两侧轮胎载荷不一致；并且，多轴重型车辆加减速行驶时，会导致整车载荷前后变化，进而影响整车性能，使多轴车辆在轻载、重载及超重载等工况下的轮胎力学特性差异较大。而传统实验台架难以模拟车辆在动态转向及加减速过程中的载荷转移特性，使实验范围受限，真实性不足。(2)传统实验台架无法模拟车辆由于坑洼路面行驶、运输液体货物等时出现的负载晃动，工程适用性不足。多轴车辆在不平顺路面行驶时，各轮胎接触的地面存在一定高度差，导致负载晃动。此外，多轴车辆在运输液体货物时，液体晃动也将导致车辆载荷发生剧烈变化，进而影响整车动力学，最终影响实验分析结果。传统实验台架难以实现对负载晃动导致的车辆载荷剧烈变化进行有效模拟，导致实验测试效果不佳，测试范围受限。(3)传统实验台架在模拟整车动态姿态变化导致的整车偏载时受到制约。多轴车辆在实际使用过程中，常通过控制主动悬架进行整车姿态调整，导致整车载荷分布不均，部分车轮偏载严重，影响轮胎力分析结果；同时，由于多轴车辆车身长，在有坡度路面行驶时，由于车轮间存在高度差，导致车身发生倾斜，整车垂直载荷偏载严重。然而，现有实验台架车辆姿态固定，难以模拟由于车辆姿态变化所产生的偏载现象，导致实验测试效果单一，测试结果不全面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现动态载荷模拟的多轴车辆实验台架及其工作方法，该实验台架可以真实、可靠地模拟动态载荷，提高了实验台架的工程适用范围，扩大了实验台架对整车载荷变化的模拟范围。