CN205656013U - 一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，包括如下结构：由垂直连接的上面板和侧面板组成的方箱结构的主体框架；由轮轴驱动电机、直角减速机、离合器、轮轴座、轮轴、轮毂适配器、六分力传感器、轮辋适配器、垂直加载电缸、滑板、平行导轨组成的垂直加载和轮轴驱动系统；由转毂驱动电机、齿形带、定轮毂、动转毂、钢带、水轴承、纠偏电缸、水平导轨、横梁、调整支座、结构框架组成的道路模拟系统；由侧偏驱动电缸、轴承座、弧形导轨、侧倾驱动电缸、侧倾电缸连接座组成的姿态调整系统；由铁地板和支架组成的支撑系统。本实用新型可再现轮胎在各种转速下的各种运行工况，并准确测量轮胎的六自由度运动姿态和受力情况。

Description

一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台

技术领域

本实用新型涉及一种机动车轮胎测试装置，具体涉及一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，可再现轮胎的各种运行工况，同时还能测定轮胎六个自由度运动参数及地面六个分力的关系。

背景技术

轮胎力学特性是汽车性能分析与设计的基础，并且对汽车的安全性、操纵稳定性、平顺性及NVH等性能有着重要的影响。轮胎力学特性试验机是轮胎特性建模以及整车性能集成、调校与开发的关键测试设备之一，它可实现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度的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。

早期的轮胎特性试验台除了模仿模拟路面与车轮的相对运动外(有时还模仿制动与驱动过程)，通常还要实现侧偏与侧倾运动，并通过六分力传感器进行轮胎的六分力测定，但是大多只能模拟轮胎在中、低速转动时的工况，而不能模拟轮胎高速试验工况，且现有试验台大多结构复杂，精确度不够高，使用时需要反复测试计算平均值，造成使用成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，可模拟轮胎在低速、中速、高速运转时的侧倾、侧偏、纵 滑、复合运动，并能够精确测量各工况条件下轮胎的六个自由度运动参数及地面六个分力的关系，且本实用新型能够对轮胎高速运转时的工况参数进行精准测定，减少反复测定带来的使用成本。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，包括如下结构：

由垂直连接的上面板和侧面板组成的方箱结构的主体框架；由轮轴驱动电机、直角减速机、离合器、轮轴座、轮轴、轮毂适配器、六分力传感器、轮辋适配器、垂直加载电缸、滑板、平行导轨组成的垂直加载和轮轴驱动系统；由转毂驱动电机、齿形带、定轮毂、动转毂、钢带、水轴承、纠偏电缸、水平导轨、横梁、调整支座、结构框架组成的道路模拟系统；由侧偏驱动电缸、轴承座、弧形导轨、侧倾驱动电缸、侧倾电缸连接座组成的姿态调整系统；由铁地板和支架组成的支撑系统，所述铁地板和支架共同支撑主体框架和道路模拟系统；其中，

a.所述垂直加载电缸通过螺栓固定安装在主体框架的上面板上，所述主体框架侧面板中部设置有两根平行导轨，所述平行导轨的方向与垂直加载电缸轴线方向一致；所述滑板与平行导轨通过滑动装置连接，所述滑板上部与垂直加载电缸的固定连接，所述滑板通过垂直加载电缸驱动可以沿着平行导轨方向上下移动，通过滑板位移的变化实现轮胎垂向力的加载，模拟轮胎的不同垂直载荷。所述轮轴座通过螺栓固定安装在滑板上，所述轮轴通过轴承安装在轮轴座里面，可以在轮轴座内部自由回转轮轴。所述轮轴通过螺栓与轮毂适配器内法兰连 接，轮毂适配器外法兰通过螺栓与六分力传感器内法兰固定连接，六分力传感器外法兰通过螺栓与轮辋适配器连接，所述六分力传感器上还可以固定安装一个转角传感器，用于测量被测试轮胎的转速，所述被测试轮胎安装在轮辋适配器上。轮轴动力经轮轴驱动电机、联轴器、直角减速机、离合器连接并传递而来。所述轮轴驱动电机位于主体框架的侧面板背面，通过联轴器与直角减速机连接，所述直角减速机与轮轴中间安装有电磁式牙嵌型离合器，所述离合器处于分离状态可做轮胎的纯滚动试验等；离合器处于结合状态可做轮胎制动滑移试验，轮轴驱动部分可分别实现轮胎的无驱动力空转及驱动、制动等工况试验，并通过转角传感器测量轮胎的转速，同时，通过垂直加载电缸可以驱动垂直加载和轮轴驱动系统及轮胎整体沿平行导轨做垂直方向运动，从而实现对轮胎的垂直加载；

b.所述姿态调整系统包括侧倾姿态调整系统与侧偏姿态调整系统；

c.所述轴承座分为第一轴承座、第二轴承座、第三轴承座和第四轴承座，所述主体框架底部的左右两端设有第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座和第二轴承座的底部与水平放置的弧形导轨通过滑动装置相连，所述弧形导轨固定安装在支架上，第一轴承座和第二轴承座可以沿弧形导轨运动；所述侧偏运动电缸一端与第一轴承座或第二轴承座经万向装置连接，侧偏运动电缸另一端经万向装置安装在铁地板上的支架上；所述侧偏驱动电缸推动两个轴承座在弧形导轨上运动，使得两个轴承座带动主体框架、垂直加载和轮轴驱动系统做弧 形运动，并经系统解算控制实现轮胎的侧偏姿态调整；

d.所述主体框架前面两端分别设置两个侧倾驱动电缸，侧倾驱动电缸两端经万向装置分别与主体框架和侧倾电缸连接座连接；侧倾运动时，左右两侧的第一轴承座和第二轴承座连线形成回转轴线，侧倾驱动电缸驱动主体框架沿此轴线摆动，带动垂直加载和轮轴驱动系统及被测试轮胎沿回转轴线做侧倾运动，实现轮胎的侧倾姿态调整；

e.所述转毂驱动电机、结构框架安装在铁地板上，所述定转毂通过第三轴承座支撑在横梁上，所述动转毂通过第四轴承座支撑在水平导轨上，第四轴承座可独立在水平导轨上移动，所述水平导轨安装在横梁上。所述横梁经四个调整支座安装在结构框架上。所述纠偏电缸可以为一个或两个，所述纠偏电缸一端安装在横梁上，另一端通过万向装置与第四轴承座连接，通过纠偏电缸调整与动转毂连接的第四轴承座在水平导轨上移动，调整动转毂轴线相对于定转毂轴线的空间相对位置，实现钢带张紧和纠偏。所述定转毂和动转毂通过钢带连接，转毂驱动电机经齿形带与定转毂连接，所述转毂驱动电机通过齿形带驱动定转毂旋转，从而实现钢带转动；在定转毂和动转毂之间安装有水轴承，水轴承固定安装在结构框架上，水轴承位于钢带内侧，并处于被测试轮胎的正下方，用于支撑轮胎作用在钢带上的垂直载荷。这一套用来模拟道路运动的系统称之为道路模拟系统。

本实用新型能够同时测量轮胎六个自由度运动参数及地面六个分力的关系，该试验台能在不拆装的情况下模拟汽车轮胎在路面上进行低速、中速、高速运转时的侧倾工况、侧偏工况、垂直刚度工况、 纵滑工况、复合工况等各种工况条件，并能够精确测量各工况条件下不同工况下的不同轮胎的性能数据，减少人工，减少试验成本，降低试验影响因素。

进一步的，所述水轴承包括通过水管路依次连接的流量传感器、压力传感器和供水系统，所述供水系统用于向水轴承进行循环供水。

进一步的，所述道路模拟系统能够模拟轮胎高速、中速或低速行驶的路面，特别是在轮胎高速运转时对各参数的测定精确度非常高。

进一步的，所述主体框架由钢板焊接而成。

进一步的，所述离合器为电磁式牙嵌型离合器。

本实用新型的有益效果在于：可模拟轮胎在低速、中速、高速运转时的侧倾工况、侧偏工况、垂直刚度工况、纵滑工况、复合工况，并能够精确测量各工况条件下轮胎的六个自由度运动参数及地面六个分力的关系，且本实用新型结构简单，能够对轮胎高速运转时的工况参数进行精准测定，减少反复测定带来的使用成本。

附图说明

图1为本实用新型整体结构的正视图；

图2为本实用新型整体结构示意图；

图3为本实用新型部分结构示意图；

图例说明：1为垂直加载电缸，2为主体框架，3为平行导轨，4为滑板，5为被测试轮胎，6、为六分力传感器，7为钢带，8为水轴承，9、12、24和35为轴承座，10为动转毂，11为纠偏电缸，13为水平导轨，14为横梁，15为调整支座，16为结构框架，17为支架， 18为铁地板，19为转毂驱动电机，21为齿形带，23为定转毂，22、29、31、33、42和46为万向装置，25、44为侧倾驱动电缸，20、26为侧倾电缸连接座，27为轮毂适配器，28为轮辋适配器，30为侧偏驱动电缸，34为弧形导轨，36为轮轴驱动电机，37为联轴器，38为直角减速机，39为离合器，40为轮轴，41为轮轴座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明，应当理解，此处所描述的附图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如附图1-3所示，一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，包括如下结构：

钢板焊接而成的由垂直连接的上面板和侧面板组成的方箱结构的主体框架2；由轮轴驱动电机36、直角减速机32、离合器39、轮轴40、轮轴座41、轮毂适配器27、六分力传感器6、轮辋适配器28、垂直加载电缸1、滑板4、平行导轨3组成的垂直加载和轮轴驱动系统；由转毂驱动电机19、齿形带21、定轮毂23、动转毂10、钢带7、水轴承8、纠偏电缸11、水平导轨13、横梁14、调整支座15、结构框架16组成的道路模拟系统；由侧偏驱动电缸30、轴承座9、12、24和35、弧形导轨34、侧倾驱动电缸25和44、侧倾电缸连接座20组成的姿态调整系统；由铁地板18和支架17组成的支撑系统。

所述垂直加载电缸1通过螺栓固定安装在主体框架2的上面板上，所述主体框架2侧面板中部设置有两根平行导轨3，所述平行导 轨3的方向与垂直加载电缸1轴线方向一致。所述滑板4与平行导轨3通过滑动装置连接，所述滑板4上部与垂直加载电缸1固定连接，滑板4通过垂直加载电缸1驱动可以沿着平行导轨3方向上下移动，通过滑板4位移的变化实现轮胎垂向力的加载，模拟轮胎的不同垂直载荷。

所述轮轴座41通过螺栓固定安装在滑板4上，轮轴40通过轴承安装在轮轴座41里面，可以绕轮轴座41轴线自由回转。轮轴40通过螺栓与轮毂适配器27内法兰连接，轮毂适配器27外法兰通过螺栓与六分力传感器26内法兰固联，六分力传感器26外法兰通过螺栓与轮辋适配器28连接，被测试轮胎5安装在轮辋适配器28上。所述轮轴驱动电机36通过联轴器37与直角减速机38连接，直角减速机38与轮轴40中间安装有电磁式牙嵌型离合器39。当离合器39处于分离状态时可做轮胎的纯滚动试验等；当离合器39处于结合状态时可做轮胎制动滑移试验，轮轴驱动系统可分别实现被测试轮胎5的无驱动力空转及驱动、制动等工况试验。同时，通过垂直加载电缸1可以驱动轮轴驱动系统和被测试轮胎5整体沿平行导轨3做垂直方向运动，从而实现对被测试轮胎5的垂直加载。

所述主体框架2底部的左右两端设有轴承座24和35，所述轴承座24和35的底部与水平放置的弧形导轨34相连；所述侧偏驱动电缸30与轴承座35经万向装置33连接，侧偏驱动电缸30经万向装置31安装在支架32上；侧偏驱动电缸30推动轴承座24和35在弧形导轨34上运动，带动主体框架2、垂直加载和轮轴驱动系统做弧形 运动，并经系统解算控制实现被测试轮胎5的侧偏运动；

所述侧倾驱动电缸25和44位于主体框架2的前面两端，侧倾驱动电缸25两端经万向装置29和22分别与主体框架2和侧倾电缸连接座20连接，侧倾驱动电缸44两端经万向装置46和42分别与主体框架2和侧倾电缸连接座26连接；模拟侧倾运动时，左右两侧的轴承座24和35连线形成回转轴线，侧倾驱动电缸25和44驱动主体框架2沿此轴线摆动，带动垂直加载和轮轴驱动系统及被测试轮胎5沿回转轴线做侧倾运动，实现轮胎的侧倾姿态调整。

所述转毂驱动电机19、结构框架16安装在铁地板18上，所述定转毂23经轴承座9支撑在横梁14上，所述动转毂10经轴承座12支撑在水平导轨13上，轴承座12可在水平导轨13上移动，水平导轨13安装在横梁14上。横梁14经四个调整支座15安装在结构框架16上。纠偏电缸11一端安装在横梁14上，另一端与轴承座12连接。通过纠偏电缸11调整动转毂10两侧轴承座12在水平导轨13上移动，和调整动转毂10轴线相对于定转毂23轴线的空间相对位置，从而实现钢带7张紧和纠偏。定转毂23和动转毂10通过钢带7连接，转毂驱动电机19经齿形带21驱动定转毂23，从而实现钢带7转动，在定转毂23和动转毂10之间安装有水轴承8，水轴承8固定安装在结构框架16上，水轴承8位于钢带7内侧，并处于被测试轮胎5的正下方，用于支撑被测试轮胎5作用在钢带7上的垂直载荷。这一套用来模拟道路运动的系统称之为道路模拟系统。

所述道路模拟系统能够模拟轮胎高速、中速或低速行驶的路面， 特别是在轮胎高速运转时对各参数的测定精确度非常高。

Claims (5)

1.一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，其特征在于所述试验台包括如下结构：

由垂直连接的上面板和侧面板组成的方箱结构的主体框架；由轮轴驱动电机、直角减速机、离合器、轮轴座、轮轴、轮毂适配器、六分力传感器、轮辋适配器、垂直加载电缸、滑板、平行导轨组成的垂直加载和轮轴驱动系统；由转毂驱动电机、齿形带、动转毂、定转毂、钢带、水轴承、纠偏电缸、水平导轨、横梁、调整支座、结构框架组成的道路模拟系统；由侧偏驱动电缸、轴承座、弧形导轨、侧倾驱动电缸、侧倾电缸连接座组成的姿态调整系统；由铁地板和支架组成的支撑系统，所述铁地板和支架共同支撑主体框架和道路模拟系统；其中，

a.所述垂直加载电缸固定安装在主体框架的上面板上，所述主体框架侧面板中部设置有两根平行导轨，所述平行导轨的方向与垂直加载电缸轴线方向一致；所述滑板与平行导轨通过滑动装置连接，所述滑板上部与垂直加载电缸固定连接；所述轮轴座固定安装在滑板上，所述轮轴座内部安装轮轴，所述轮轴与轮毂适配器连接，所述轮毂适配器与六分力传感器固定连接，所述六分力传感器与轮辋适配器连接，所述轮辋适配器上安装有被测试轮胎；所述轮轴驱动电机位于主体框架的侧面板背面，与直角减速机连接，所述直角减速机与离合器连接，所述离合器与轮轴固定连接，所述离合器可以处于分离或结合状态；

b.所述姿态调整系统包括侧倾姿态调整系统与侧偏姿态调整系统；

c.所述轴承座分为第一轴承座、第二轴承座、第三轴承座和第四轴承座，所述主体框架底部的左右两端分别设有第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座和第二轴承座的底部与水平放置的弧形导轨通过滑动装置相连，所述弧形导轨固定安装在支架上；所述侧偏驱动电缸一端与第一轴承座或第二轴承座连接，另一端与安装在铁地板上的支架固连；

d.所述主体框架前面两端分别设置两个侧倾驱动电缸，所述侧倾驱动电缸两端分别与主体框架和侧倾电缸连接座连接；

e.所述转毂驱动电机、结构框架安装在铁地板上，所述定转毂通过第三轴承座支撑在横梁上，所述动转毂通过第四轴承座支撑在水平导轨上，所述水平导轨安装在横梁上；所述横梁通过调整支座安装在结构框架上；所述纠偏电缸一端安装在横梁上，另一端与第四轴承座连接；所述定转毂和动转毂通过钢带连接，所述转毂驱动电机经齿形带与定转毂连接，在定转毂和动转毂之间安装有水轴承，所述水轴承固定安装在结构框架上，所述水轴承位于钢带内侧，并处于被测试轮胎的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，其特征在于，所述水轴承包括通过水管路依次连接的流量传感器、压力传感器和供水系统，所述供水系统用于向水轴承进行循环供水。

3.根据权利要求1所述的一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，其特征在于，所述道路模拟系统模拟轮胎高速、中速或低速行驶的路面。

4.根据权利要求1所述的一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，其特征在于，所述主体框架由钢板焊接而成。

5.根据权利要求1所述的一种用于机动车轮胎力学特性测试的试验台，其特征在于，所述离合器为电磁式牙嵌型离合器。