專利名稱：立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于車輛的檢驗技術領域，具體涉及到輪胎與路面之間相互作用的特性的
檢驗。
背景技術：
隨著對環(huán)境的日益關注，噪聲檢測成為國內(nèi)外路面及輪胎環(huán)保性能檢測的一項重 要技術手段。在路面設計以及輪胎設計中，需要用試驗設備對路面表面行駛性能和輪胎動 態(tài)性能進行測試，為產(chǎn)品研發(fā)提供依據(jù)。 目前，在國內(nèi)外研制的模擬汽車輪胎在路面上行駛的試驗裝置多為臥軸式，大致 有兩種，一種是輪胎外置滾筒式汽車輪胎動態(tài)特性試驗臺，該試驗臺將試驗輪胎固定在滾 筒壁外，通過轉動滾筒來帶動輪胎轉動，以實現(xiàn)模擬輪胎高速運行。這種裝置的主要缺點 是，實際的路面材料無法承受滾筒高速旋轉產(chǎn)生的離心力，試驗輪胎與地面之間的摩擦特 性通過在滾筒外表面涂抹抗磨材料與輪胎摩擦來實現(xiàn)，不能模擬真實的路面。另一種是輪 胎內(nèi)置滾筒式汽車輪胎試驗臺，該試驗臺將試驗輪胎固定在滾筒內(nèi)壁，通過轉動滾筒來帶 動輪胎轉動，路面材料的離心力由滾筒承受，在實現(xiàn)高速旋轉時，可以真實地模擬汽車輪胎 在路面的上行駛特性，其主要缺點是產(chǎn)品生產(chǎn)成本高，所用的動力裝置噪音大，影響到試驗 結果，污染了環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服上述臥軸式輪胎外置滾筒式汽車輪胎動態(tài) 特性試驗臺和輪胎內(nèi)置滾筒式汽車輪胎試驗臺的缺點，提供一種測試數(shù)據(jù)真實可靠、自動 化程度高、動力裝置噪音小、產(chǎn)品成本低的立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置。
解決上述技術問題所采用的技術方案是在隔音室外設置有計算機、空調(diào)室外機
組，隔音室內(nèi)的底部設置外表面鋪筑有瀝青混凝土路面層或水泥混凝土路面層的滾筒，滾
筒內(nèi)的底部設置交流變頻電動機、減速機、主軸，交流變頻電動機通過皮帶傳動機構與減速
機相聯(lián)，減速機通過皮帶傳動機構與主軸相聯(lián)，主軸的上端設置旋轉臂，旋轉臂的左端設置
下端裝有左汽車試驗輪的左輪軸，旋轉臂的右端設置下端裝有右汽車試驗輪的右輪軸，滾
筒內(nèi)側壁設置通過管道與空調(diào)室外機組相聯(lián)通的空調(diào)室內(nèi)機組，滾筒頂部設置有滾筒上
蓋，滾筒上蓋上設置通過導線與計算機相連的轉速傳感器，左輪軸上設置有通過導線與計
算機相連接的音頻傳感器，右輪軸上設置有通過導線與計算機相連的攝像頭。
本發(fā)明的旋轉臂為中心轉臂設置在主軸上，左調(diào)整螺桿的一端設置在中心轉臂
上、另一端設置在左伸縮轉臂上，左伸縮轉臂的左端設置左輪軸、中部設置通過導線與計算
機相連接的左拉力傳感器；右調(diào)整螺桿的一端設置在中心轉臂上、另一端設置在右伸縮轉
臂上，右伸縮轉臂的右端設置右輪軸、中部設置通過導線與計算機相連接的右拉力傳感器。 本發(fā)明的音頻傳感器位于左汽車試驗輪與滾筒接觸面的距離為30 100mm處。本發(fā)明的攝像頭位于右汽車試驗輪與滾筒接觸面的距離為100 300mm處。 本發(fā)明的左伸縮轉臂、右伸縮轉臂的橫斷面外形為矩形，左伸縮轉臂橫斷面的四
周與中心轉臂的內(nèi)表面為間隙配合，右伸縮轉臂橫斷面的四周與中心轉臂的內(nèi)表面為間隙配合。 本發(fā)明采用在旋轉臂上一端設置左輪軸、另一端設置右輪軸，左輪軸上設置左汽 車試驗輪，右輪軸上設置右汽車試驗輪，左汽車試驗輪和右汽車試驗輪在鋪筑有瀝青混凝 土或水泥混凝土滾筒外壁模擬路面上行駛，模擬汽車輪胎在路面上的行駛過程，檢測行駛 過程中輪胎與路面之間所產(chǎn)生的噪音、輪胎與路面之間的摩擦作用以及輪胎與路面的磨損 狀況。本發(fā)明具有測試數(shù)據(jù)真實可靠、自動化程度高、動力裝置噪音小、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點， 用于評價不同的輪胎在不同路面上行駛過程中所產(chǎn)生的噪音以及路表面行駛特性、耐久性 能，輪胎變形情況。
圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
實施例1 在圖1中，本實施例的立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置由主軸1、 交流變頻電動機2、前主動皮帶輪3、前傳動皮帶4、前從動皮帶輪5、減速機6、滾筒7、左汽 車試驗輪8、左輪軸9、音頻傳感器10、旋轉臂11、后主動皮帶輪12、后傳動皮帶13、后從動 皮帶輪14、滾筒上蓋15、轉速傳感器16、空調(diào)室內(nèi)機組17、攝像頭18、隔音室19、右輪軸20、 右汽車試驗輪21、空調(diào)室外機組22、計算機23聯(lián)接構成。 在隔音室19外設置有計算機23、空調(diào)室外機組22，計算機23用于對接收的信息 進行數(shù)據(jù)處理。隔音室19內(nèi)的底部固定安裝有滾筒7，滾筒7的外表面鋪筑有瀝青混凝土 路面層，模擬瀝青混凝土路面，也可在滾筒7的外表面鋪筑水泥混凝土路面層，模擬水泥混 凝土路面，滾筒7內(nèi)的底部用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有交流變頻電動機2、減速機6， 滾筒7內(nèi)的底部中心位置用軸承支承有主軸l，交流變頻電動機2為本發(fā)明提供動力，交流 變頻電動機2的輸出軸上用鍵聯(lián)接件固定聯(lián)接有前主動皮帶輪3，減速機6的輸入軸上用鍵 聯(lián)接件固定聯(lián)接有前從動皮帶輪5，前主動皮帶輪3用前傳動皮帶4與前從動皮帶輪5相 聯(lián)，減速機6的輸出軸上用鍵聯(lián)接件固定聯(lián)接有后主動皮帶輪12，主軸1上用鍵聯(lián)接件固定 聯(lián)接有后從動皮帶輪14，后主動皮帶輪12用后傳動皮帶13與后從動皮帶輪14相聯(lián)。交流 變頻電動機2通過前傳動皮帶4帶動減速機6輸入軸旋轉，減速機6輸出軸通過后傳動皮 帶13帶動主軸1旋轉。滾筒7的頂部安裝有滾筒上蓋15，主軸1的上端用聯(lián)接件與旋轉臂 11的中部固定聯(lián)接，主軸1與滾筒上蓋15之間安裝有軸承，主軸1帶動旋轉臂11旋轉，旋 轉臂11的左端用聯(lián)接件與左輪軸9的上端固定聯(lián)接，左輪軸9的下端安裝有左汽車試驗輪 8，左輪軸9與左汽車試驗輪8之間安裝有軸承，左汽車試驗輪8的輪胎胎面與滾筒7的外 表面接觸。
4
旋轉臂11的右端用聯(lián)接件與右輪軸20的上端固定聯(lián)接，右輪軸20下端安裝有右 汽車試驗輪21 ，右輪軸20的質(zhì)量與左輪軸9的質(zhì)量相同，右汽車試驗輪21的質(zhì)量與左汽車 試驗輪8的質(zhì)量相同，右輪軸20與右汽車試驗輪21之間安裝有軸承，右汽車試驗輪21的 輪胎胎面與滾筒7的外表面接觸。主軸11旋轉時，帶動左輪軸9、右輪軸20繞主軸1旋轉， 在輪胎胎面與滾筒7外表面的摩擦力作用下，左汽車試驗輪8和右汽車試驗輪21在滾筒7 外表面滾動，模擬汽車輪胎在路面上行駛。滾筒7的內(nèi)壁上用螺紋固定聯(lián)接件固定安裝有 空調(diào)室內(nèi)機組17，空調(diào)室內(nèi)機組17通過管道與空調(diào)室外機組22相聯(lián)通，空調(diào)室內(nèi)機組17 與空調(diào)室外機組22構成制冷系統(tǒng)，為滾筒7內(nèi)的設備提供適宜的溫度環(huán)境。
滾筒上蓋15的下面用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有轉速傳感器16，轉速傳感 器16通過導線與計算機23相連，轉速傳感器16將接收到后從動皮帶輪14的轉速信號轉 換成電信號輸出到計算機23，計算機23內(nèi)裝有電信號采集與處理系統(tǒng)，計算機23按照事先 設定的程序計算出后從動皮帶輪14的轉速，并進行記錄和數(shù)據(jù)處理。左輪軸9上用螺紋緊 固聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有音頻傳感器IO，音頻傳感器10位于左汽車試驗輪8與滾筒7接觸 面的距離為30 100mm處，50mm為最佳，具體距離應按照音頻傳感器10的型號確定，音頻 傳感器10通過導線與計算機23相連接，音頻傳感器10將所接收到左汽車試驗輪8的音頻 信號轉換成電信號輸出到計算機23，計算機23按照事先設定的程序進行記錄和數(shù)據(jù)處理， 計算出左汽車試驗輪8在滾筒7外表面滾動時所產(chǎn)生的噪聲。在右輪軸20上，用螺紋緊固 聯(lián)接件固定聯(lián)接安裝有攝像頭18，攝像頭18位于右汽車試驗輪21與滾筒7接觸面的距離 為100 300mm處，200mm為最佳，具體距離應按照攝像頭18的型號確定，攝像頭18通過導 線與計算機23相連接，攝像頭18將所接收到右汽車試驗輪21的變形信號轉換成電信號輸 出到計算機23，計算機23按照事先設定的程序進行記錄和數(shù)據(jù)處理，計算出右汽車試驗輪 21在滾筒7外表面滾動時所產(chǎn)生的變形。 圖2給出了圖1的A-A剖視圖。在圖2中，本實施例的旋轉臂11由左伸縮轉臂 11-l、左調(diào)整螺桿11-2、調(diào)整螺母11-3、左拉力傳感器11-4、中心轉臂11-5、右伸縮轉臂 11-6、右調(diào)整螺桿11-7、右拉力傳感器11-8聯(lián)接構成。中心轉臂11-5用螺紋固定聯(lián)接件 固定聯(lián)接安裝在主軸1的上端，左調(diào)整螺桿11-2的一端與中心轉臂11-5鉸接、另一端用調(diào) 整螺母11-3與左伸縮轉臂11-1聯(lián)接，通過旋轉調(diào)整螺母11-3，調(diào)節(jié)左伸縮轉臂11-1向外 伸出的長度，左伸縮轉臂11-1的左端用聯(lián)接件與左輪軸9相聯(lián)。左伸縮轉臂11-1的橫斷 面外形為矩形，左伸縮轉臂11-1橫斷面的四周與中心轉臂11-5的內(nèi)表面為間隙配合關系。 左調(diào)整螺桿11-2的中部通過螺紋聯(lián)接安裝有左拉力傳感器11-4，左拉力傳感器11-4通過 導線與計算機23相連接，左拉力傳感器11-4將所接收到的左汽車試驗輪8的受力信號轉 換成電信號輸出到計算機23，計算機23按照事先設定的程序進行記錄和數(shù)據(jù)處理，計算出 左汽車試驗輪8在滾筒7外表面滾動時所受的力。 右調(diào)整螺桿11-7的一端與中心轉臂11-5鉸接、另一端用調(diào)整螺母11-3與右伸縮 轉臂11-6聯(lián)接，右伸縮轉臂11-6的質(zhì)量與左伸縮轉臂11-1的質(zhì)量相同，通過旋轉調(diào)整螺 母11-3，調(diào)節(jié)右伸縮轉臂11-6向外伸出的長度，右伸縮轉臂11-6的右端用聯(lián)接件與右輪軸 20相聯(lián)。右伸縮轉臂11-6的橫斷面外形為矩形，右伸縮轉臂11-6橫斷面的四周與中心轉 臂11-5的內(nèi)表面為間隙配合關系。右調(diào)整螺桿11-7的中部通過螺紋聯(lián)接安裝有右拉力傳 感器11-8，右拉力傳感器11-8通過導線與計算機23相連接，右拉力傳感器11-8將所接收到的右汽車試驗輪21的受力信號轉換成電信號輸出到計算機23，計算機23按照事先設定 的程序進行記錄和數(shù)據(jù)處理，計算出右汽車試驗輪21在滾筒7外表面滾動時所受的力。
本發(fā)明的工作過程如下 開始實驗時，安裝左汽車試驗輪8、右汽車試驗輪21，調(diào)整左側的調(diào)整螺母11-3， 左伸縮轉臂11-1移動，左汽車試驗輪8與滾筒7搭接，通過左拉力傳感器11-4、使左汽車 試驗輪8的負荷達到設定值；調(diào)整右側的調(diào)整螺母11-3，右伸縮轉臂11-6，由汽車試驗輪 21與滾筒7搭接，通過右拉力傳感器11-8、使右汽車試驗輪21的負荷達到設定值。啟動交 流變頻電動機2，經(jīng)減速機6減速，通過減速機6帶動主軸1轉動，主軸1帶動旋轉臂11旋 轉，旋轉臂11通過左輪軸9帶動左汽車試驗輪8繞著滾筒7外壁的環(huán)形路面滾動；旋轉臂 11通過右輪軸20帶動右汽車試驗輪21繞著滾筒7外壁的環(huán)形路面滾動，模擬汽車輪胎在 路面上行駛所產(chǎn)生的噪音和汽車輪胎與路面摩擦及磨損變形狀況。轉速傳感器16將接收 到后從動皮帶輪14的轉速信號轉換成電信號輸出到計算機23，音頻傳感器10將所接收到 左汽車試驗輪8的音頻信號轉換成電信號輸出到計算機23，攝像頭18將所接收到右汽車試 驗輪21的變形信號轉換成電信號輸出到計算機23，左拉力傳感器11-4將所接收到的左汽 車試驗輪8的受力信號轉換成電信號輸出到計算機23，右拉力傳感器ll-8將所接收到的右 汽車試驗輪21的受力信號轉換成電信號輸出到計算機23，計算機23按照事先設定的程序 進行記錄和數(shù)據(jù)處理，計算出左汽車試驗輪8和右汽車試驗輪21在滾筒7外表面滾動時的 速度、受力，并計算出左汽車試驗輪8所產(chǎn)生的噪聲、右汽車試驗輪21所產(chǎn)生的變形。
試驗時，也可以將音頻傳感器10、攝像頭18都安裝在左汽車試驗輪8的相應位置， 研究左汽車試驗輪8的受力、變形、噪聲、載荷之間的關系。
權利要求
一種立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置，其特征在于在隔音室(19)外設置有計算機(23)、空調(diào)室外機組(22)，隔音室(19)內(nèi)的底部設置外表面鋪筑有瀝青混凝土路面層或水泥混凝土路面層的滾筒(7)，滾筒(7)內(nèi)的底部設置交流變頻電動機(2)、減速機(6)、主軸(1)，交流變頻電動機(2)通過皮帶傳動機構與減速機(6)相聯(lián)，減速機(6)通過皮帶傳動機構與主軸(1)相聯(lián)，主軸(1)的上端設置旋轉臂(11)，旋轉臂(11)的左端設置下端裝有左汽車試驗輪(8)的左輪軸(9)，旋轉臂(11)的右端設置下端裝有右汽車試驗輪(22)的右輪軸(20)，滾筒(7)內(nèi)側壁設置通過管道與空調(diào)室外機組(22)相聯(lián)通的空調(diào)室內(nèi)機組(17)，滾筒(7)頂部設置有滾筒上蓋(15)，滾筒上蓋(15)上設置通過導線與計算機(23)相連的轉速傳感器(16)，左輪軸(9)上設置有通過導線與計算機(23)相連接的音頻傳感器(10)，右輪軸(20)上設置有通過導線與計算機(23)相連的攝像頭(18)。
2. 按照權利要求1所述的立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置，其特征在 于所說的旋轉臂(11)為中心轉臂(11-5)設置在主軸(1)上，左調(diào)整螺桿(11-2)的一端 設置在中心轉臂(11-5)上、另一端設置在左伸縮轉臂(11-1)上，左伸縮轉臂(11-1)的左 端設置左輪軸(9)、中部設置通過導線與計算機(23)相連接的左拉力傳感器(11-4);右調(diào) 整螺桿(11-7)的一端設置在中心轉臂(11-5)上、另一端設置在右伸縮轉臂(11-6)上，右 伸縮轉臂(11-6)的右端設置右輪軸(20)、中部設置通過導線與計算機(23)相連接的右拉 力傳感器(11-8)。
3. 按照權利要求1所述的立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置，其特征在 于所說的音頻傳感器(10)位于左汽車試驗輪(8)與滾筒(7)接觸面的距離為30 100mm 處；所說的攝像頭(18)位于右汽車試驗輪(21)與滾筒(7)接觸面的距離為100 300mm 處。
4. 按照權利要求2所述的立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置，其特征 在于所說的左伸縮轉臂(11-1)、右伸縮轉臂(11-6)的橫斷面外形為矩形，左伸縮轉臂 (11-1)橫斷面的四周與中心轉臂(11-5)的內(nèi)表面為間隙配合，右伸縮轉臂(11-6)橫斷面 的四周與中心轉臂(11-5)的內(nèi)表面為間隙配合。
全文摘要
一種立軸式汽車輪胎在路面上行駛特性模擬試驗裝置，在隔音室外設計算機、空調(diào)室外機組，隔音室內(nèi)的底部設外表面鋪筑有瀝青混凝土路面層或水泥混凝土路面層的滾筒，滾筒內(nèi)的底部設交流變頻電動機、減速機、主軸，交流變頻電動機通過皮帶傳動機構與減速機相聯(lián)，減速機通過皮帶傳動機構與主軸相聯(lián)，主軸的上端設旋轉臂，旋轉臂的左端設下端裝有左汽車試驗輪的左輪軸，旋轉臂的右端設下端裝有右汽車試驗輪的右輪軸，滾筒內(nèi)側壁設通過管道與空調(diào)室外機組相聯(lián)通的空調(diào)室內(nèi)機組，滾筒頂部設滾筒上蓋，滾筒上蓋上設通過導線與計算機相連的轉速傳感器，左輪軸上設通過導線與計算機相連接的音頻傳感器，右輪軸上設通過導線與計算機相連的攝像頭。
文檔編號G01M17/02GK101762397SQ20091025463
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權日2009年12月31日
發(fā)明者崔步安, 徐鷗明, 李波, 郁錄平, 閆勝利, 韓森, 高巍 申請人:長安大學