一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺的製作方法
2023-06-04 07:05:51 4
一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，包括如下結構：由垂直連接的上面板和側面板組成的方箱結構的主體框架；由輪軸驅動電機、直角減速機、離合器、輪軸座、輪軸、輪轂適配器、六分力傳感器、輪輞適配器、垂直加載電缸、滑板、平行導軌組成的垂直加載和輪軸驅動系統；由轉轂驅動電機、齒形帶、定轉轂、動轉轂、鋼帶、水軸承、糾偏電缸、水平導軌、橫梁、調整支座、結構框架組成的道路模擬系統；由側偏驅動電缸、軸承座、弧形導軌、側傾驅動電缸組成的姿態調整系統；由鐵地板和支架組成的支撐系統。本實用新型結構簡單，可再現輪胎在各種轉速下，尤其是高速下的各種運行工況，並測量輪胎的六自由度運動姿態和受力情況。
【專利說明】
一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種機動車輪胎測試裝置，具體涉及一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，可再現輪胎的各種運行工況，同時還能測定輪胎六個自由度運動參數及地面六個分力的關係。
【背景技術】
[0002]輪胎力學特性是汽車性能分析與設計的基礎，並且對汽車的安全性、操縱穩定性、平順性及NVH等性能有著重要的影響。輪胎力學特性試驗機是輪胎特性建模以及整車性能集成、調校與開發的關鍵測試設備之一，它可實現輪胎的各種運行工況，並測定六個自由度的運動參數及其與地面六分力的關係，它是汽車動力學仿真設計關鍵數據的來源。
[0003]早期的輪胎特性試驗臺除了模仿模擬路面與車輪的相對運動外(有時還模仿製動與驅動過程)，通常還要實現側偏與側傾運動，並通過六分力傳感器進行輪胎的六分力測定，但是大多只能模擬輪胎在中、低速轉動時的工況，而不能模擬輪胎高速試驗工況，且現有試驗臺大多結構複雜，精確度不夠高，使用時需要反覆測試計算平均值，造成使用成本較尚O
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的就是提供一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，可模擬輪胎在低速、中速、高速運轉時的側傾、側偏、縱滑、複合運動，並能夠精確測量各工況條件下輪胎的六個自由度運動參數及地面六個分力的關係，且本實用新型能夠對輪胎高速運轉時的工況參數進行精準測定，減少反覆測定帶來的使用成本。
[0005]為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案為，一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，包括如下結構:
[0006]由垂直連接的上面板和側面板組成的方箱結構的主體框架；由輪軸驅動電機、直角減速機、離合器、輪軸座、輪軸、輪轂適配器、六分力傳感器、輪輞適配器、垂直加載電缸、滑板、平行導軌組成的垂直加載和輪軸驅動系統；由轉轂驅動電機、齒形帶、定轉轂、動轉轂、鋼帶、水軸承、糾偏電缸、水平導軌、橫梁、調整支座、結構框架組成的道路模擬系統；由側偏驅動電缸、軸承座、弧形導軌、側傾驅動電缸組成的姿態調整系統；由鐵地板和支架組成的支撐系統，所述鐵地板和支架共同支撐主體框架和道路模擬系統;其中，
[0007]a.所述垂直加載電缸通過螺栓固定安裝在主體框架的上面板上，所述主體框架側面板中部設置有兩根平行導軌，所述平行導軌的方向與垂直電缸軸線方向一致，所述滑板與平行導軌通過滑動裝置連接，所述滑板上部與垂直加載電缸固定連接，垂直電缸可以驅動滑板沿著平行導軌方向上下移動，通過滑板位移的變化實現輪胎垂向力的加載，模擬輪胎的不同垂直載荷。所述輪軸座通過螺栓固定安裝在滑板上，所述輪軸通過軸承內套在輪軸座裡面，可以在輪軸座內部自由迴轉輪軸。所述輪軸通過螺栓與輪轂適配器內法蘭連接，輪轂適配器外法蘭通過螺栓與六分力傳感器內法蘭固定連接，六分力傳感器外法蘭通過螺栓與輪輞適配器連接，所述六分力傳感器上還可以固定安裝一個轉角傳感器，用於測量被測試輪胎的轉速，所述被測試輪胎安裝在輪輞適配器上。所述輪軸驅動電機位於主體框架的側面板背面，通過聯軸器與直角減速機連接，所述直角減速機與輪軸中間安裝有電磁式牙嵌型離合器，所述離合器處於分離狀態可做輪胎的純滾動試驗等，輪軸動力經輪軸驅動電機、直角減速機、離合器連接並傳遞而來;離合器處於結合狀態可做輪胎制動滑移試驗，輪軸驅動部分可分別實現輪胎的無驅動力空轉及驅動、制動等工況試驗，並通過轉角傳感器測量輪胎的轉速，同時，通過垂直加載電缸可以驅動垂直加載和輪軸驅動系統及輪胎整體沿平行導軌做垂直方向運動，從而實現對輪胎的垂直加載；
[0008]b.所述姿態調整系統包括側傾姿態調整系統與側偏姿態調整系統；
[0009]c.所述軸承座分為第一軸承座、第二軸承座、第三軸承座和第四軸承座，所述主體框架底部的左右兩端設有第一軸承座和第二軸承座，所述第一軸承座和第二軸承座的底部與水平放置的弧形導軌通過滑動裝置相連，所述弧形導軌固定安裝在支架上，第一軸承座和第二軸承座可以沿弧形導軌運動;所述側偏運動電缸一端與第一軸承座或第二軸承座經萬向裝置連接，側偏運動電缸另一端經萬向裝置安裝在鐵地板上的支架上;所述側偏驅動電缸推動兩個軸承座在弧形導軌上運動，使得兩個軸承座帶動主體框架、垂直加載和輪軸驅動系統做弧形運動，並經系統解算控制實現輪胎的側偏姿態調整；
[0010]d.所述側傾驅動電缸位於主體框架的背面靠中位置，側傾驅動電缸兩端經萬向裝置分別與主體框架和鐵地板連接;側傾運動時，左右兩側的第一軸承座和第二軸承座連線形成迴轉軸線，側傾驅動電缸驅動主體框架沿此軸線擺動，帶動垂直加載和輪軸驅動系統及被測試輪胎沿迴轉軸線做側傾運動，實現輪胎的側傾姿態調整；
[0011 ] e.所述轉轂驅動電機、結構框架安裝在鐵地板上，所述定轉轂通過第三軸承座固定在橫梁上，動轉轂通過第四軸承座安裝在水平導軌上，第四軸承座可獨立在水平導軌上移動，水平導軌安裝在橫梁上。所述橫梁通過四個調整支座安裝在結構框架上。所述糾偏電缸可以為一個或兩個，所述糾偏電缸一端安裝在橫梁上，另一端通過萬向裝置與第四軸承座連接，通過糾偏電缸調整動轉轂兩側的第四軸承座在水平導軌上移動，調整動轉轂軸線相對於定轉轂軸線的空間相對位置，實現鋼帶張緊和糾偏。定轉轂和動轉轂通過鋼帶連接，轉轂驅動電機經齒形帶與定轉轂連接，所述轉轂驅動電機通過齒形帶驅動定轉轂旋轉，從而實現鋼帶轉動;在定轉轂和動轉轂之間安裝有水軸承，水軸承固定安裝在結構框架上，水軸承位於鋼帶內側，並處於被測試輪胎的正下方，用於支撐輪胎作用在鋼帶上的垂直載荷。這一套用來模擬道路運動的系統稱之為道路模擬系統。
[0012]本實用新型能夠同時測量輪胎六個自由度運動參數及地面六個分力的關係，該試驗臺能在不拆裝的情況下模擬汽車輪胎在路面上進行低速、中速、高速運轉時的側傾工況、側偏工況、垂直剛度工況、縱滑工況、複合工況等各種工況條件，並能夠精確測量各工況條件下不同工況下的不同輪胎的性能數據，減少人工，減少試驗成本，降低試驗影響因素。
[0013]進一步的，所述水軸承包括通過水管路依次連接的流量傳感器、壓力傳感器和供水系統，所述供水系統用於向水軸承進行循環供水。
[0014]進一步的，所述道路模擬系統能夠模擬輪胎高速、中速或低速行駛的路面，特別是在輪胎高速運轉時對各參數的測定精確度非常高。
[0015]進一步的，所述主體框架由鋼板焊接而成。
[0016]進一步的，所述離合器為電磁式牙嵌型離合器。
[0017]本實用新型的有益效果在於:可模擬輪胎在低速、中速、高速運轉時的側傾工況、側偏工況、垂直剛度工況、縱滑工況、複合工況，並能夠精確測量各工況條件下輪胎的六個自由度運動參數及地面六個分力的關係，且本實用新型結構簡單，能夠對輪胎高速運轉時的工況參數進行精準測定，減少反覆測定帶來的使用成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型整體結構的正視圖；
[0019]圖2為本實用新型整體結構的背視圖；
[0020]圖3為本實用新型結構整體的側視圖；
[0021]圖例說明:I為垂直加載電缸，2為主體框架，3為平行導軌，4為滑板，5為被測試輪胎，6為轉角傳感器，7為鋼帶，8為水軸承，9、12、22和39為軸承座，10為動轉轂，11為糾偏電缸，13為水平導軌，14為橫梁，15為調整支座，16為結構框架，17為支架，18為鐵地板，19為轉轂驅動電機，20為齒形帶，21為定轉轂，23、25、26和28為萬向裝置，24為側傾驅動電缸，27為側偏驅動電缸，29為弧形導軌，30為輪軸驅動電機，31為聯軸器，32為直角減速機，33為離合器，34為輪軸，35為輪軸座，36為輪轂適配器，37為六分力傳感器，38為輪輞適配器。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的附圖僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0023]如附圖1-3所示，一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，包括如下結構:
[0024]鋼板焊接而成的由垂直連接的上面板和側面板組成的方箱結構的主體框架2;由輪軸驅動電機30、直角減速機32、離合器33、輪軸34、輪軸座35、輪轂適配器36、六分力傳感器37、輪輞適配器38、垂直加載電缸1、滑板4、平行導軌3組成的垂直加載和輪軸驅動系統；由轉轂驅動電機19、齒形帶20、定轉轂21、動轉轂10、鋼帶7、水軸承8、糾偏電缸11、水平導軌13、橫梁14、調整支座15、結構框架16組成的道路模擬系統；由側偏驅動電缸27、軸承座9、12、22和39、弧形導軌29、側傾驅動電缸24組成的姿態調整系統；由鐵地板18和支架17組成的支撐系統。
[0025]所述垂直加載電缸I通過螺栓固定安裝在主體框架2的上面板上。所述主體框架2側面板中部安裝有兩根平行導軌3，所述平行導軌3的方向與垂直加載電缸I軸線方向一致；所述滑板4與平行導軌3通過滑動裝置連接，所述滑板4上部與垂直加載電缸I通過活塞杆固定連接，滑板4通過垂直加載電缸I驅動可以沿著平行導軌3方向上下移動，通過滑板4位移的變化實現輪胎垂向力的加載，模擬輪胎的不同垂直載荷。
[0026]所述輪軸座35通過螺栓固定安裝在滑板4上，輪軸34通過軸承安裝在輪軸座35裡面，可以繞輪軸座35軸線自由迴轉。輪軸34通過螺栓與輪轂適配器36內法蘭連接，輪轂適配器36外法蘭通過螺栓與六分力傳感器37內法蘭固連，六分力傳感器37外法蘭通過螺栓與輪輞適配器38連接，所述六分力傳感器37上還固定安裝了轉角傳感器6，用於測量輪胎的轉速，所述被測試輪胎39安裝在輪輞適配器38上。
[0027]所述輪軸驅動電機30通過聯軸器31與直角減速機32連接，直角減速機32與輪軸34中間安裝有電磁式牙嵌型離合器33。當離合器33處於分離狀態時可做輪胎的純滾動試驗等；當離合器33處於結合狀態時可做輪胎制動滑移試驗，垂直加載和輪軸驅動系統可分別實現被測試輪胎39的無驅動力空轉及驅動、制動等工況試驗。同時，通過垂直加載電缸I可以驅動垂直加載和輪軸驅動系統以及被測試輪胎39整體沿平行導軌3做垂直方向運動，從而實現對被測試輪胎39的垂直加載。
[0028]所述主體框架2底部的左右兩端設有軸承座9和22，所述軸承座9和22的底部與水平放置的弧形導軌29通過滑動裝置相連，所述弧形導軌固定安裝在支架上17;所述側偏驅動電缸27—端與軸承座9經萬向裝置28連接，側偏運動電缸27另一端經萬向裝置26安裝在支架17上;側偏驅動電缸27推動軸承座9和22在弧形導軌29上運動，帶動主體框架2、垂直加載和輪軸驅動系統做弧形運動，並經系統解算控制實現被測試輪胎39的側偏運動；
[0029]所述側傾驅動電缸24位於主體框架2的背面靠中位置，側傾驅動電缸24兩端經萬向裝置23、25分別與主體框架2和鐵地板18連接;模擬側傾運動時，左右兩側的軸承座9和22連線形成迴轉軸線，側傾驅動電缸24驅動主體框架2沿此軸線擺動，帶動垂直加載和輪軸驅動系統及被測試輪胎29沿迴轉軸線做側傾運動，實現輪胎的側傾姿態調整；
[0030]所述轉轂驅動電機19、結構框架16安裝在鐵地板18上，所述定轉轂21經軸承座39支撐在橫梁14上，動轉轂10經軸承座12支撐在水平導軌13上，軸承座12可在水平導軌13上移動，水平導軌13安裝在橫梁14上。橫梁14經四個調整支座15安裝在結構框架16上。糾偏電缸11 一端安裝在橫梁14上，另一端與軸承座12連接。通過糾偏電缸11調整動轉轂10兩側軸承座12在水平導軌13上移動，和調整動轉轂10軸線相對於定轉轂21軸線的空間相對位置，從而實現鋼帶7張緊和糾偏。定轉轂21和動轉轂10通過鋼帶7連接，轉轂驅動電機19經齒形帶20驅動定轉轂21，從而實現鋼帶7轉動，在定轉轂21和動轉轂10之間安裝有水軸承8，水軸承8固定安裝在結構框架16上，水軸承8位於鋼帶7內側，並處於被測試輪胎39的正下方，用於支撐被測試輪胎39作用在鋼帶7上的垂直載荷。這一套用來模擬道路運動的系統稱之為道路模擬系統。
[0031]所述道路模擬系統能夠模擬輪胎高速、中速或低速行駛的路面，特別是在輪胎高速運轉時對各參數的測定精確度非常高。
【主權項】
1.一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，其特徵在於，所述試驗臺包括如下結構: 由垂直連接的上面板和側面板組成的方箱結構的主體框架；由輪軸驅動電機、直角減速機、離合器、輪軸座、輪軸、輪轂適配器、六分力傳感器、輪輞適配器、垂直加載電缸、滑板、平行導軌組成的垂直加載和輪軸驅動系統；由轉轂驅動電機、齒形帶、定轉轂、動轉轂、鋼帶、水軸承、糾偏電缸、水平導軌、橫梁、調整支座、結構框架組成的道路模擬系統；由側偏驅動電缸、軸承座、弧形導軌、側傾驅動電缸組成的姿態調整系統；由鐵地板和支架組成的支撐系統，所述鐵地板和支架共同支撐主體框架和道路模擬系統;其中， a.所述垂直加載電缸固定安裝在主體框架的上面板上，所述主體框架側面板中部設置有兩根平行導軌，所述平行導軌的方向與垂直加載電缸軸線方向一致，所述滑板與平行導軌通過滑動裝置連接，所述滑板上部與垂直加載電缸固定連接;所述輪軸座固定安裝在滑板上，所述輪軸座內部套有輪軸，所述輪軸與輪轂適配器連接，所述輪轂適配器與六分力傳感器固定連接，所述六分力傳感器與輪輞適配器連接，所述輪輞適配器上安裝有被測試輪胎;所述輪軸驅動電機位於主體框架的側面板背面，與直角減速機連接，所述直角減速機與離合器連接，所述離合器與輪軸固定連接，所述離合器可以處於分離或結合狀態； b.所述姿態調整系統包括側傾姿態調整系統與側偏姿態調整系統； c.所述軸承座分為第一軸承座、第二軸承座、第三軸承座和第四軸承座，所述主體框架底部的左右兩端設有第一軸承座和第二軸承座，所述第一軸承座和第二軸承座的底部與水平放置的弧形導軌通過滑動裝置相連，所述弧形導軌固定安裝在支架上;所述側偏驅動電缸一端與第一軸承座或第二軸承座連接，另一端與安裝在鐵地板上的支架固定連接； d.所述側傾驅動電缸位於主體框架的背面靠中位置，所述側傾驅動電缸兩端分別與主體框架和鐵地板連接； e.所述轉轂驅動電機、結構框架安裝在鐵地板上，所述定轉轂通過第三軸承座支撐在橫梁上，所述動轉轂通過第四軸承座支撐在水平導軌上，所述水平導軌安裝在橫梁上;所述橫梁通過調整支座安裝在結構框架上;所述糾偏電缸一端安裝在橫梁上，另一端與第四軸承座連接;所述定轉轂和動轉轂通過鋼帶連接，所述轉轂驅動電機經齒形帶與定轉轂連接，在定轉轂和動轉轂之間安裝有水軸承，所述水軸承固定安裝在結構框架上，所述水軸承位於鋼帶內側，並處於被測試輪胎的正下方。2.根據權利要求1所述的一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，其特徵在於，所述水軸承包括通過水管路依次連接的流量傳感器、壓力傳感器和供水系統，所述供水系統用於向水軸承進行循環供水。3.根據權利要求1所述的一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，其特徵在於，所述道路模擬系統模擬輪胎高速、中速或低速行駛的路面。4.根據權利要求1所述的一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，其特徵在於，所述主體框架由鋼板焊接而成。5.根據權利要求1所述的一種用於機動車輪胎力學特性測試的試驗臺，其特徵在於，所述離合器為電磁式牙嵌型離合器。
【文檔編號】G01M17/02GK205691349SQ201620402241
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月6日 公開號201620402241.3, CN 201620402241, CN 205691349 U, CN 205691349U, CN-U-205691349, CN201620402241, CN201620402241.3, CN205691349 U, CN205691349U
【發明人】呂濟明, 郭孔輝, 張志華, 陳平
【申請人】成都孔輝汽車科技有限公司