[发明专利]一种两轴车辆质心高度的静态测量方法

摘要

本发明属于车辆测量技术领域，具体涉及一种两轴车辆质心高度的静态测量方法的专利申请。该方法技术原理为：首先根据车辆轴荷发生变化时，轮胎压扁半径和悬架发生变形，簧载质量和非簧载质量质心高度发生变化，采用划线法测算出各自变化量；然后根据车辆处于不同倾斜角度与前后轴载荷间关系，根据力矩均衡原理和质量平衡原理，确定各变化量之间的几何关系，并对车辆的前轮与地面的接触点取矩，建立力矩平衡方程，得出车辆水平放置状态下的整车质心高度、簧载和非簧载质量质心高度。本发明不需要固定悬架，只需要多测量几个尺寸，就可以避免固定悬架带来的繁重的劳动和安全事故，测量方法简单、经济、精确，广泛适用于两轴车辆。

主权项

1.一种两轴车辆质心高度的静态测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)在水平测试路面上，根据被测车辆轮距和轴距摆放好轴重仪；车辆驶入轴重仪后，熄火发动机，并将车辆挂空挡和驻车档；在前轮接地点、轮心及翼子板处标注点A、Of和Pf，并确保这三点在一条直线上；在后轮接地点、轮心及翼子板处标注出点B、Or和Pr，同时获得轴距L值；记录如下测量数据：前轮压扁半径AOf、前轮中心到前标记点Pf距离OfPf、后轮压扁半径BOr、后轮中心到后标记点Pr的距离OrPr；(2)首先，根据前后轴重仪的读数，分别记录为Nf和Nr，根据下述公式计算得出整车质量，计算公式为：m＝(Nf+Nr)/g，式中，g为重力加速度；其次，根据力矩平衡方程，确定整车质心距前轴距离：最后，设整车质心为点O，通过铅锤仪在车身上画出一铅垂线OC，即该铅垂线通过整车质心O，质心高度hx即为待测参数；(3)通过滚下法进行偏频实验，具体为：将汽车驶上台阶，熄火发动机，停车挂空挡，将汽车从台阶上推下，在车身处和轮心处布置加速度传感器；(4)根据车身处加速度时域曲线，得到系统有阻尼振荡周期Td，第i个波峰幅值Ai，第i+n个波峰幅值Ai+n；根据如下公式求得阻尼比ξ：根据如下公式求得固有频率ωn：悬架弹簧刚度系数Ks根据如下方法测量获得：改变前轴或后轴载荷，测得轮心与车身标记点之间距离变化获得；然后根据如下公式求得前后轴的簧载质量msf和msr：再求得整车簧载质量：ms＝msf+msr；根据质量平衡原理，求出整车簧载质量ms质心距后轴的距离Lsr：设簧载质心为Os，待求参数整车簧载质心高度hs；(5)求出非簧载质量mu：mu＝m‑ms；设非簧载质量mu质心为Ou，且该点必在直线OsO上；根据质量平衡原理，计算获得非簧载质量质心Ou距前轴的距离Luf：计算获得非簧载质量mu的质心高度hu：(6)通过举升机构托起前轴重仪一定高度Δ，并通过式如下公式计算出汽车倾斜角度α：读出前后轴重仪读数Nfi和Nri，记录如下测量数据：前轮压扁半径AOfi、前轮中心到前标记点Pfi距离OfiPfi，后轮压扁半径BOri、后轮中心到后标记点Pri距离OriPri；计算获得汽车前轮压扁半径变化量Δrfi＝AOfi‑AOf；计算获得前轴悬架高度变化量Δsfi＝OfiPfi‑OfPf；计算获得后轮压扁半径变化量Δrri＝BOri‑BOr；计算获得后轴悬架高度变化量Δsri＝OriPri‑OrPr；进而做出因轮胎压扁半径变化引起的非簧载质量质心高度变化量Δhui的几何图，并得出：做出因悬架变形引起的簧载质量质心高度变化量Δhsi的几何关系图，并得出：做出因非簧载质量质心高度变化Δhui和簧载质量质心高度变化Δhsi引起的整车质心高度变化Δhxi的几何关系图，并得出：即，前轴举升时整车质心高度为hxi＝hx+Δhxi；(7)对前轮接地点取矩，得出前轴举升时的力矩平衡方程：G·cosα·Lf+G·sinα·hxi＝Nri·cosα·L；解此方程，得质心高度hxi：并最终得到车辆水平放置时的质心高度：该式里含有未知量hs；为此，须再改变一次车辆倾斜角度，并另外得到一个车辆水平放置时的质心高度h′x的表达式，并有：hx＝h′x，根据该式可求出未知量hs，然后把hs代入hx或h′x。