CN102313652B - 摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机，该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、基座、轮胎与六分力传感器总成；本发明实现轮胎在垂直加载、侧偏运动、侧倾运动、驱动制动及复合条件下的轮胎精确定位，模拟轮胎在高速运转时的各种工况，用于测试轮胎的力学特性。

Description

摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机

技术领域

本发明涉及一种不同车轮运动定位与速度下的轮胎力学特性试验装置，具体的说一种摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机，它可实现轮胎在垂直加载、侧偏运动、侧倾运动、驱动制动及复合条件下轮胎定位，模拟轮胎在高速运转时的各种工况，从而为研究轮胎在高速时的力学特性提供试验支持。

背景技术

轮胎力学特性是汽车性能分析和设计的基础，轮胎力学特性试验机是轮胎的特性建模以及整车性能集成、调校和开发的关键测试设备之一，它可再现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度运动参数及其与地面六分力的关系，它是汽车动力学仿真设计关键数据的来源。

当前的多功能轮胎试验机虽然能进行涉及速度、垂直载荷输入的侧向力和扭矩等多方面测试，但存在的一个主要缺点就是在轮胎运动加载过程中无法保证轮胎与测试台面接触印迹中心的恒定，即使能通过一定方式修正因印迹中心移动对测试得到的轮胎六分力精度的影响，但印迹中心变动造成的对轮胎运动输入的影响是无法消除的，这将导致最终采集的试验数据无法准确的体现轮胎力学特性，给试验结论的分析和相关设计造成不必要的麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现轮胎在垂直加载、侧偏运动、侧倾运动、驱动制动及复合条件下的轮胎精确定位，模拟轮胎在高速运转时的各种工况的摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机，用于测试轮胎的力学特性。

本发明的目的是这样实现的，该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、基座、轮胎与六分力传感器总成，其中：

a、所述的轮胎垂直加载运动总成包括加载固定板，直线导轨,通过直线导轨安装在加载固定板上的加载滑板，一端与加载固定板连接、另一端与加载滑板相连的第一电缸，加载固定板上带有可使固定于加载滑板上的轮胎与六分力传感器总成及轮胎驱动制动总成穿过的同时避免加载运动中发生接触的挖空部分。

b、所述的轮胎侧倾运动总成包括加载固定板，固定在加载固定板上的电机，由电机带动的蜗轮和蜗杆，蜗轮转动轴线与侧倾轴线Y重合；

c、所述的轮胎侧偏运动总成包括第二电缸，由两个竖向摆杆和两个横向摆杆构成的四连摆杆机构，第一基座，第二基座，两个侧偏连接块，其中第二电缸一端铰接在第一基座上，另一端连接于四连摆杆机构的竖向摆杆的下端，两个竖向摆杆通过轴承与第二基座相连，四连摆杆机构的两个横向摆杆末端分别与两个侧偏连接块通过轴承相连，侧偏运动总成使被测试轮胎可绕侧偏轴线X转动；

d、所述的轮胎与六分力传感器总成包括被测试轮胎，连接被测试轮胎与六分力传感器的适配器，六分力传感器；

e、所述的轮胎驱动制动总成包括液压马达，设置在液压马达上的带有角位移传感器的皮带传动机构，连接液压马达与六分力传感器转动轴的联轴器；

f、所述的模拟路面总成采用转鼓式路面结构，设置在测试轮胎一侧。

本发明具有以下积极效果和优点：

1、本发明由于采用以上结构，使轮胎的垂直加载运动、侧倾运动、侧偏运动及制动驱动不产生耦合，使轮胎测试中运动输入的控制更加容易实现，降低试验台成本。

2、本发明克服了试验过程中轮胎接地印迹中心改变的缺点，保证了试验结果的精度及可靠性。

附图说明

图1是摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机的整体结构示意图。

图2是本发明图1中A向投影结构示意图。

图3是本发明图1中B向投影结构示意图。

图4是本发明图1中C向投影结构示意图。

图5是本发明垂直加载运动总成及侧倾运动总成结构示意图。

图6是本发明轮胎侧偏运动总成结构示意图。

图7是本发明轮胎驱动制动总成与轮胎与六分力传感器总成结构示意图。

图8是本发明所涉及到的相关运动轴线及平面示意图。

具体实施方式：

由附图1、2、3该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、第一基座、第二基座、轮胎与六分力传感器总成，其中：

a、图5所示：所述的轮胎垂直加载运动总成包括加载固定板8，通过直线导轨16安装在加载固定板8上的加载滑板13，一端固定在连接件5上、另一端与加载滑板13相连的第一电缸6，连接件5与加载固定板8连接，通过电缸6推动装在直线导轨16上的加载滑板13实现往复直线运动，加载固定板8上有挖空部分，可使固定于加载滑板13上的轮胎与六分力传感器总成及轮胎驱动制动总成穿过，并在加载运动中不发生接触。

b、所述的轮胎侧倾运动总成包括设置在固定在加载固定板8上电机11，蜗轮9和蜗杆10，加载固定板8，电机11设置在加载固定板8上，蜗轮9转动轴线与侧倾轴线Y重合，通过电机11带动蜗轮9和蜗杆10构成的蜗轮蜗杆机构实现轮胎绕侧倾轴线Y的转动。

c、图6所示：所述的轮胎侧偏运动总成包括第二电缸2，由两个竖向摆杆3和两个横向摆杆4构成四连摆杆机构，第一基座1，第二基座15，两个侧偏连接块7，其中第二电缸2一端铰接在第一基座1上，另一端连接于四连摆杆机构的竖向摆杆3的下端，两个竖向摆杆3通过轴承与基座15相连，四连摆杆机构的两个横向摆杆4末端分别与两个侧偏连接块7通过轴承相连，第二电缸2推动竖向摆杆3的下端使其绕中间轴承22转动，从而促使两个横向摆杆4完成平行的相对直线运动，两个横向摆杆4带动上下两个侧偏连接块7相对摆动，通过横向摆杆4的相对平行直线运动带动垂直加载运动总成、侧倾机构总成、制动驱动总成及轮胎与六分力传感器总成绕轴线X摆动，进而实现轮胎的侧偏运动。

d、图7所示：所述的轮胎与六分力传感器总成包括测试轮胎12，六分力传感器17及适配器21，调整适配器21的厚度可保证侧倾轴线Y位于轮胎12在胎宽方向的中分面α内，以保证轮胎侧倾测试时印迹中心P不变。轮胎与六分力传感器总成与轮胎垂直加载运动总成的加载滑板13连接。

e、所述的轮胎驱动制动总成由液压马达19及联轴器20组成，经由联轴器20与六分力传感器17的转动轴连接，液压马达19正转实现轮胎的驱动，反转实现轮胎的制动，通过皮带传动用角位移传感器18测量轮胎滚动速度。轮胎驱动制动总成通过壳体与六分力传感器17连接。

f、图1所示：所述的模拟路面总成采用转鼓式路面结构，设置在测试轮胎12一侧。

如附图8所示，侧倾轴线Y位于转鼓竖直切平面β内，侧倾轴线Y与侧偏轴线X的相交于一点P，调整适配器21的厚度可保证轮胎12在胎宽方向的中分面α通过P点，使轮胎接地印迹中心与P点重合，确保轮胎测试中印迹中心恒定。

Claims (3)

1.一种摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机，其特征在于：该试验机包括轮胎垂直加载运动总成、轮胎侧倾运动总成、轮胎侧偏运动总成、轮胎驱动制动总成、模拟路面总成、第一基座、第二基座、轮胎与六分力传感器总成，其中：

a、所述的轮胎垂直加载运动总成包括加载固定板，直线导轨,通过直线导轨安装在加载固定板上的加载滑板，一端固定在加载固定板上、另一端与加载滑板相连的第一电缸，加载固定板上带有挖空部分，挖空的部分可使固定于加载滑板上的轮胎与六分力传感器总成及轮胎驱动制动总成穿过，避免加载运动中加载固定板接触到轮胎与六分力传感器总成及轮胎驱动制动总成；

b、所述的轮胎侧倾运动总成包括加载固定板，固定在加载固定板上的电机、由电机带动的蜗轮和蜗杆，蜗轮转动轴线与侧倾轴线Y重合；

c、所述的轮胎侧偏运动总成包括第二电缸，由两个竖向摆杆和两个横向摆杆构成的四连摆杆机构，第一基座，第二基座，两个侧偏连接块，其中第二电缸一端铰接在第一基座上，另一端连接于四连摆杆机构的竖向摆杆的下端，两个竖向摆杆通过轴承与第二基座相连，四连摆杆机构的两个横向摆杆末端分别与两个侧偏连接块通过轴承相连，侧偏运动总成使被测试轮胎可绕侧偏轴线X转动；

d、所述的轮胎与六分力传感器总成包括被测试轮胎，连接被测试轮胎与六分力传感器的适配器，六分力传感器；

e、所述的轮胎驱动制动总成包括液压马达，设置在液压马达上的带有角位移传感器的皮带传动机构，连接液压马达与六分力传感器转动轴的联轴器，轮胎滚动速度可通过角位移传感器测量；

f、所述的模拟路面总成采用转鼓式路面结构，设置在测试轮胎的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机，其特征在于：所述的轮胎驱动制动总成通过六分力传感器的转动轴和轮胎与六分力传感器总成连接。

3.根据权利要求1所述的一种摆杆侧偏式轮胎力学特性试验机，其特征在于：所述的轮胎侧倾运动总成的侧倾轴线Y位于转鼓竖直切平面β内，轮胎侧倾运动总成的侧倾轴线Y与轮胎侧偏运动总成的侧偏轴线X交于印迹中心P点，调整适配器的厚度可保证侧倾轴线Y位于轮胎在胎宽方向的中分面α内，以保证轮胎侧倾侧偏复合工况测试时印迹中心P点位置不变。

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