试验设备和试验方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种试验设备和试验方法。

背景技术

在汽车行驶的过程中，可能会由于误操作或其他原因而冲击路障，进而导致悬架上的零件会产生初始裂纹等缺陷。在车辆继续使用过程中，该裂纹可能出现延展并导致零件失效，存在安全隐患。因此，在研发前期，如何对悬架进行相关试验，以防止悬架在车辆行驶过程中冲击路障而出现故障等缺陷成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施方式提供了一种试验设备和试验方法。

本发明实施方式的试验设备用于测试车辆的悬架，所述试验设备包括支架、加载装置和障碍模拟装置；所述加载装置设置在所述支架上，所述加载装置用于连接所述悬架，所述悬架上安装有车轮，所述加载装置用于通过所述悬架向所述车轮施加载荷；所述障碍模拟装置包括平板和可滑动地设置在所述平板上的滑块，所述平板用于支撑所述车轮，所述滑块用于在所述平板上向所述车轮滑动以碰撞所述车轮。

本申请实施方式的试验设备通过加载装置向所述车轮加载，并通过滑块向车轮碰撞，可以有效地模拟车辆在行驶的过程中与障碍物碰撞的场景，从而检测悬架的工况，防止在车辆在真实环境中行驶过程时冲击路障，悬架出现故障等缺陷，降低了安全风险。

在某些实施方式中，所述支架包括第一立柱和横梁，所述横梁架设在所述第一立柱上，所述加载装置安装在所述横梁上，所述加载装置用于向所述车轮施加向下的载荷。

在某些实施方式中，所述加载装置包括作动器和安装座，所述安装器连接所述作动器，所述作动器安装在所述支架上，所述安装座连接所述悬架的减震器，所述作动器用于通过所述安装器和所述减震器向所述车轮施加所述载荷。

在某些实施方式中，所述作动器和所述安装座通过活动关节部件连接，所述安装座能够相对所述作动器活动。

在某些实施方式中，所述滑块的数量为多个，每个所述滑块的滑动方向与所述车轮的行进方向之间的夹角不同

在某些实施方式中，多个所述滑块形成有两组，两组所述滑块间隔设置，所述车轮设置两组所述滑块之间。

在某些实施方式中，所述障碍模拟装置包括设置在所述平板上的导向件，所述导向件形成有滑槽，所述滑块能够在所述滑槽中滑动。

在某些实施方式中，所述障碍模拟装置包括连接滑块和所述导向件的弹性件。

在某些实施方式中，所述试验设备包括第二立柱和副车架模拟装置，所述副车架模拟装置设置在所述第二立柱上，所述副车架模拟装置用于连接所述悬架。

本申请实施方式提供了一种试验方法，试验方法包括：

提供上述的试验设备；

提供一带有车轮的悬架；

将所述悬架安装在所述支架上，并使所述车轮支撑在所述平板上；

控制所述加载装置向所述车轮施加载荷；

控制所述滑块向所述车轮滑动以碰撞所述车轮。

在某些实施方式中，在所述滑块的数量为多个时，每个所述滑块的滑动方向与所述车轮的行进方向之间的夹角不同，所述控制所述滑块向所述车轮滑动以碰撞所述车轮，包括：

控制每个所述滑块向所述车轮滑动以碰撞所述车轮。

在某些实施方式中，所述控制所述滑块向所述车轮滑动以碰撞所述车轮，包括：

在所述车轮的扁平率大于等于50％且小于60％时，控制所述滑块以第一速度滑动；

在所述车轮的扁平率小于50％时，控制所述滑块以第二速度滑动，所述第二速度小于所述第一速度。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的试验设备的结构示意图；

图2是本申请实施方式的试验设备的结构的侧视示意图；

图3是本申请实施方式的试验设备的结构的俯视示意图

图4是本申请实施方式的加载装置的结构示意图；

图5是本申请实施方式的悬架的结构示意图；

图6是本申请实施方式的场景示意图；

图7是本申请实施方式的障碍模拟装置的结构示意图；

图8是本申请实施方式的试验方法的流程示意图；

图9是本申请实施方式的试验方法的流程示意图。

主要元件符号说明：

试验设备10、支架11、第一立柱111、横梁112、加载装置12、作动器121、安装座122、活动关节部件123、障碍模拟装置13、平板131、滑块132、弹性件133、导向件134、滑槽135、副车架模拟装置14、第二立柱15、悬架20、减震器21、车轮22、控制臂23。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1-图3，本申请实施方式的试验设备10用于测试车辆的悬架20，试验设备10包括支架11、加载装置12和障碍模拟装置13。加载装置12设置在支架11上。加载装置12用于连接悬架20。悬架20上安装有车轮22。加载装置12用于通过悬架20向车轮22施加载荷。障碍模拟装置13包括平板131和滑块132，滑块132设置在平板131上且是可滑动的。平板131用于支撑车轮22，滑块132用于在平板131上向车轮22滑动以碰撞车轮22。

具体地，悬架20可为扭转梁式悬架，加载装置12用于通过悬架20向车轮22施加载荷。当然，在其它实施方式中，悬架20也可为其它悬架，例如麦弗逊式悬架、钢板弹簧悬架或者多连杆式悬架等，悬架20的合理匹配对于车辆的性能指标至关重要，若悬架20过软对操纵系统稳定性不利，若悬架20过硬容易造成驾驶员的疲劳。进一步地，在本申请实施方式中，为使得试验过程更加容易操作，可选用四分之一的悬架20进行试验。

试验设备10的支架11上设置有加载装置12，加载装置12用于对悬架20与车轮22进行施加载荷，这样可以模拟车辆在实际行驶的过程中的状态。根据加载装置12所施加载荷的大小，可以模拟车辆的满载状态，也可以模拟车辆的半载状态，还可以模拟车辆的空载状态。

障碍模拟装置13包括平板131和滑块132。平板131不仅作为障碍模拟装置13的底座，使得障碍模拟装置13的其余部件可设置在平板131之上，平板131还可用于支撑车轮22以便于对车轮22进行试验。滑块132设置在平板131上且可产生滑动，在试验过程运动的滑块132对车轮22进行撞击，以达到模拟车辆在行驶的过程中与障碍物碰撞的场景。

本申请实施方式的试验设备10通过加载装置12向车轮22加载，并通过滑块132向车轮22碰撞，可以有效地模拟车辆在行驶的过程中与障碍物碰撞的场景，从而检测悬架20的工况，防止在车辆在真实环境中行驶过程时冲击路障，悬架20出现故障等缺陷，降低了安全风险。

在某些实施方式中，支架11包括第一立柱111和横梁112。横梁112架设在第一立柱111之上,加载装置12设置在横梁112上。如此，加载装置12可以沿竖直方向设置在横梁112上，有利于减少试验设备10结构的宽度尺寸，从而减少试验设备10的整体尺寸，以减少试验设备10的占地面积。加载装置12可以向车轮22施加向下的载荷，模拟整车的自重。如此，还可根据加载装置12所施加载荷的大小模拟车辆在实际行驶过程中为满载状态、半载状态或是空载状态等等。

具体地，如图1所示，立柱111的数量为两个，两个立柱111并列间隔设置。横梁112的一端设置在其中一个立柱111上，另一端设置在另一个立柱111上。加载装置12设置在两个立柱111之间。

请参阅图4、图5，在某些实施方式中，加载装置12包括作动器121和安装座122。安装座122连接作动器121，作动器121安装在支架11上，安装座122连接悬架20的减震器21，作动器121用于通过安装座122和减震器21向车轮22施加载荷。

进一步地，作动器121与安装座122可以通过活动关节部件123连接在一起，安装座122能够相对作动器121活动。

具体地，作动器121可以是液体作动器或者气体作动器。并且，作动器121为机械器件，机械器件在工作中具有工作行程，工作行程的大小决定了作动器121所能施加的加载力的大小。作动器121安装在支架11的横梁112上，作动器121可沿竖直方向施加加载力。

作动器121与安装座122的上端通过活动关节部件123的铰接连接在一起。其中，活动关节部件123也即是球头铰链，铰链也称为合页，主要用于连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。主要材料可以是锌合金，也可以是尼龙，还可以是不锈钢材料。

由于活动关节部件123呈球形，活动关节部件123在连接作动器121与安装座122时，还可进行角度的转动，调整减震器21的到装车角度。活动关节部件123提升了作动器121的安装位置的灵活度，使得第一作动器121可以根据自身极限行程布置安装位置，从而提升作动器121所施加的加载力的大小范围，进而提升试验设备10的测试范围。

减震器21是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击，常用于汽车领域以改善汽车的行驶平顺性。从产生阻尼材料的角度划分，减震器21主要有液压和充气两种，还有一种可变阻尼的减震器21。安装座122具有腔体结构，便于与悬架20的减震器21进行连接。如此，悬架20的减震器21可通过安装座122的腔体结构进行安装固定。

安装座122的上端与作动器121通过活动关节部件123的铰接所连接在一起，安装器的腔体内安装固定着悬架20的减震器21。如此，作动器121可向悬架20施加加载力，同时活动关节部件123的角度以是可转动的，不但能调整减震器21的到装车角度还可改变作动器121所施加的加载力的大小。

请参阅图6，在某些实施中，滑块132的数量为多个，每个滑块132的滑动方向与车轮22的行进方向之间的夹角不同。

具体地，在模拟障碍装置中，滑块132的数量为多个，可以为2个，3个，4个，5个及6个等，在此不做滑块132数量的限制。更进一步地，在滑块132撞击车轮22过程中，滑块132的滑动方向与车轮22的拟行进方向之间的夹角不同，例如滑块132的滑动方向与车轮22的行进方向之间的夹角可以为45°、90°和145°等等。以车轮22的行进方向为正方向，两组滑块132分别设置在车轮22的前端与后端。

由于在试验过程中，运动的滑块132会对车轮22进行撞击，以模拟车辆在行驶的过程中与障碍物碰撞的场景，每个滑块132的滑动方向与车轮22的拟行进方向之间的夹角不同，以及滑块132的数量越多，越能模拟汽车在实际行驶过程中所遇到的复杂情况。从而检测悬架20的工况，防止在车辆在真实环境中行驶过程时冲击路障，悬架20出现故障等缺陷，降低了安全风险。

请再次参阅图3，在某些实施方式中，多个滑块132形成两组，两组滑块132间隔设置，车轮22设置两组滑块132之间。

将多个滑块132分成两组，分别置于平板131的两端，且每组滑块132间隔设置。车轮22设置在两组滑块132之间也即是置于平板131的中央位置。如此，将多个滑块132形成两组，可模拟车辆在实际行驶过程中前进时遇到障碍物以及后退时遇到障碍物的不同场景。

请再次参阅图7，在某些实施方式中，障碍模拟装置13可以包括导向件134和弹性件133。导向件134设置在平板131上导向件134形成有滑槽135。滑块132能够在滑槽135中滑动。弹性件133用于连接滑块132与导向件134。

由于平板131支撑着车轮22，为使得滑块132在运动时不带动平板131产生相对位移影响试验，在平板131上设置两个导向件134以安装两组滑块132。导向件134上形成滑槽135，滑块132置于滑槽135中且可在滑槽135中进行滑动，如此，可有效地模拟在实际行驶的过程中车辆与障碍物碰撞的场景，从而检测悬架20的工况。

具体的，弹性件133用于连接滑块132与导向件134。弹性件133在负荷的作用下会产生弹性变形，去掉负荷弹性件133仍能恢复原来的几何尺寸和形状。在某些实施方式中，可通过驱动装置对弹性件133进行压缩，储存变形能，当驱动装置停止对弹性进行压缩时，弹性件133为恢复形变会对滑块132有一个推力，此推力造成了滑块132在滑槽135中进行滑动以冲击车轮22，如此，可通过改变对弹性件133压缩量的大小来控制滑块132对车轮22的冲击速度，以模拟不同速度下的车辆在行驶的过程中与障碍物碰撞的场景。

请再次参阅图1，在某些实施方式中，试验设备10包括第二立柱15和副车架模拟装置14，副车架模拟装置14设置在第二立柱15上，副车架模拟装置14用于连接悬架20。

第二立柱15具有滑槽135结构，固定支架11安装在滑槽135结构中，副车架模拟装置14可安装在第二立柱15的固定支架11上，如此，副车架模拟装置14可与固定支架11在滑槽135结构中进行上下调整。副车架模拟装置14通过控制臂23与悬架20进行连接，其中，控制臂23作为悬架20系统中的导向与传力元件，可将作用在车轮22上的力传递至车身，同时保证车轮22按一定轨迹运动。如此，传动器对车轮22施加的载荷可通过控制臂23将该载荷传递至整个车身且保证车轮22按一定轨迹运动。

请参阅图8，本申请实施方式提供了一种试验方法，试验方法包括：

S10：提供上述的试验设备10；

S20：提供一带有车轮22的悬架20；

S30：将悬架20安装在支架11上，并使车轮22支撑在平板131上；

S40：控制加载装置12向车轮22施加载荷；

S50：控制滑块132向车轮22滑动以碰撞车轮22。

具体的，在步骤S10中，试验员需提供上述的试验设备10，该试验设备10主要用于测试车辆的悬架20。在某些实施方式中，整个试验设备10可以设置在一个较为稳定的平台上，也可设置在地面上。稳定的平台或是地面可以为试验设备10提供一个平稳的试验环境。

在步骤S20中，试验员需提供一带有车轮22的悬架20，为使得试验过程更加容易操作，可以不采用车辆的整个悬架20，实例性地，可以只选用四分之一的悬架20进行试验。

在步骤S30中，悬架20通过加载装置12的安装座122与横梁112相连接，悬架20再通过控制臂23与副车架模拟装置14进行连接。车轮22置于平板131上，如此，平板131可提供一个平稳的试验环境。

在步骤S40中，控制加载装置12向车轮22施加载荷，这样可以模拟车辆在实际行驶的过程中的状态。根据加载装置12所施加载荷的大小，可以模拟车辆的满载状态，也可以模拟车辆的半载状态，还可以模拟车辆的空载状态。

在步骤S50中：控制滑块132向车轮22滑动以碰撞车轮22。通过控制滑块132的运动速度，以及滑块132的滑动方向与车轮22的行进方向之间的夹角，车轮22的行进方向包括前进与后退。这样，可以模拟车辆在实际行驶过程中遇到障碍物的不同工况。

本申请实施方式中，试验设备10通过加载装置12向车轮22加载，并通过滑块132对车轮22进行不同角度不同速度的碰撞，可以有效地模拟车辆在行驶的过程中与障碍物碰撞的场景，从而检测悬架20的工况，防止在车辆在真实环境中行驶过程时冲击路障，悬架20出现故障等缺陷，降低了安全风险。

在某些实施方式中，在滑块132的数量为多个时，每个滑块132的滑动方向与车轮22的行进方向之间的夹角不同，控制滑块132向车轮22滑动以碰撞车轮22，包括：控制每个滑块132滑动以碰撞车轮22。

具体的，在试验过程中，车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为45°的滑块132以速度为20±2km/h，开展7次对车轮22的撞击试验；车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为90°的滑块132以速度为20±2km/h，开展5次对车轮22撞击的试验；车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为135°的滑块132以速度为20±2km/h，开展7次对车轮22的撞击试验。

车轮22行驶方向的前端且与车轮22的行进方向之间的夹角为45°的滑块132以速度为40±2km/h，开展5次对车轮22的撞击试验；车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为90°的滑块132以速度为40±2km/h，开展5次对车轮22的撞击试验；车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为135°的滑块132以速度为40±2km/h/h，开展5次对车轮22的撞击试验。

具体可参阅表1所示：

表1：

请参阅图9，在某些实施方式中，控制滑块132向车轮22滑动以碰撞车轮22，包括：

S51：在车轮22的轮胎的扁平率大于等于50％且小于60％时，控制滑块132以第一速度滑动；

S52：在车辆的轮胎的扁平率小于50％时，控制滑块132以第二速度滑动，第二速度小于第一速度。

扁平率是车轮22的一个参数，指的是车轮22的横断面高度占横断面最大宽度的百分比。当车轮22的扁平率大于等于50％且小于60％时，控制车辆行驶方向的前端的滑块132以第一速度35±2km/h前进对车轮22进行撞击；当车轮22的扁平率小于50％时，控制车辆行驶方向的前端的滑块132以第二速度30±2km/h前进对车轮22进行撞击。车辆行驶方向的后端的滑块132的冲击试验与车轮22的扁平率无关。在某些实施方式中，试验方法包括重复控制滑块132以一定速度对车轮22进行撞击步骤预定次数。

在某些实施方式中，滑块132具备倒角R的特征，R值的取值范围为：10mm≤R≤15mm，R值可以根据整车市场统计来调整；滑块132的高度值为H，H的取值范围为：90mm≤H≤110mm，H的值的大小可根据整车市场使用统计调整；滑块132的宽度值为W，W值的取值范围为：80mm≤W≤120mm，具体的W值可以根据整车市场使用统计进行调整。

实例性地，在具体的试验过程中，在进行试验之前，事先需要提供上述的试验设，再提供一带有车轮22的悬架20以进行检测。将悬架20安装在支架11上，并使车轮22支撑在平板131上，再控制加载装置12向车轮22施加载荷，根据加载装置12所施加载荷的大小，可以模拟车辆的满载状态，也可以模拟车辆的半载状态，还可以模拟车辆的空载状态。控制车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为45°的滑块132以速度为20±2km/h，开展7次对车轮22的撞击试验；控制车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为90°的滑块132以速度为20±2km/h，开展5次对车轮22撞击的试验；控制车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为135°的滑块132以速度为20±2km/h，开展7次对车轮22的撞击试验。

控制车轮22行驶方向的前端且与车轮22的行进方向之间的夹角为45°的滑块132以速度为40±2km/h，开展5次对车轮22的撞击试验；控制车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为90°的滑块132以速度为40±2km/h/h，开展5次对车轮22的撞击试验；控制车轮22行驶方向的后端且与车轮22的行进方向之间的夹角为135°的滑块132以速度为40±2km/h/h，开展5次对车轮22的撞击试验。

最后，检验悬架20与车轮22的状态，根据以下考核标准：底盘零部件允许变形但不允许出现断裂、不允许结构变形导致的功能失效；不允许控制臂23与转向节连接的球头部位脱出、控制臂23与副车架模拟装置14连接的部位脱出；车轮22钢圈不允许开裂超过10mm。若悬架20与车轮22同时满足以上3条标准，则可判断悬架20与车轮22通过试验，也即是说，当悬架20与车轮22的状态不满足以上任一条件时，则判断悬架20与车轮22未通过试验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。