[發(fā)明專利]一種輪胎橡膠高速冰面摩擦特性測試裝置

在審

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• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN107655825A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳健;王友善;粟本龍;李豪豪;崔志博
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學（威海）
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所37202
• 代理人: 宋立國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輪胎摩擦測試裝置，詳細講是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，測試全面、測試成本低廉，真實反映輪胎在冰面上高速運動時的摩擦特性，對輪胎設(shè)計和使用具有重大參考價值的輪胎橡膠高速冰面摩擦特性測試裝置。

背景技術(shù)

我們知道，在長期低溫積雪地區(qū)路面或北方冬季雪后公路路段，由于公路路面被積雪或冰層覆蓋，輪胎相對地面的驅(qū)動力和制動力均會大幅減弱，直接影響汽車行駛，從而極易引發(fā)嚴重的車輛行駛安全問題。而傳統(tǒng)的車輪防滑手段（如防滑鏈）并不能完全有效的保證車輛在結(jié)冰路面的行駛安全且存在眾多衍生安全隱患。因此，針對輪胎橡膠高速冰面摩擦特性的研究，作為直接關(guān)乎道路交通安全的課題受到車輛生產(chǎn)行業(yè)及學術(shù)研究領(lǐng)域的高度關(guān)注。

輪胎橡膠的冰面摩擦特性與輪胎的使用性能密切相關(guān)。在車輛行駛的動態(tài)條件下，橡膠胎面所受的摩擦力及摩擦特性受到包括操作條件、界面材料、摩擦機理變化、犁溝效應(yīng)、冰體軟化、塑性變形及冰面組成特性等一系列因素的影響，從而影響輪胎行駛性能。所以，研究不同條件下橡膠冰面的摩擦特性，是提高橡膠輪胎牽引性能和制動性能等使用性能的必然要求。而現(xiàn)有設(shè)備只能針對一種或兩種工況下的冰面摩擦特性進行測試，無法真實反映輪胎橡膠高速冰面摩擦特性。

研究汽車冰面行駛過程中，常規(guī)試驗可以車胎與冰面的摩擦特性以車胎為研究對象來進行。但若直接以輪胎為對象進行試驗分析，其裝置成本太高，并不實際；且由于胎面磨損、溫度升高，以及受到室外氣溫、風向和駕駛員駕駛水平的影響，常導致測量準確度欠佳。

本發(fā)明采用仿行駛條件下試件的冰面摩擦試驗的研究方法，測試高速、動態(tài)條件下輪胎的摩擦特性，開發(fā)輪胎橡膠高速冰面摩擦測試裝置，以有效的降低成本，提高試驗可控性，即以指定條件下輪胎和整車與冰面間的模擬摩擦試驗手段，滿足研究的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，可以測量不同環(huán)境溫度、接觸壓力和相對速度情況下橡膠與冰面接觸面間摩擦系數(shù)的，測試全面，測試成本低廉，真實反映輪胎在冰面上高速運動時的摩擦特性，對輪胎設(shè)計和使用具有重大參考價值的輪胎橡膠高速冰面摩擦特性測試裝置。

本發(fā)明解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是：

一種輪胎橡膠高速冰面摩擦測試裝置，設(shè)有檢測箱，檢測箱內(nèi)經(jīng)推力球軸承縱向安裝有傳動軸，傳動軸下方設(shè)有動力源，動力源的輸出軸與傳動軸相連，傳動軸上端固定連接有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上側(cè)設(shè)有冰面安裝槽，轉(zhuǎn)盤上方的安裝箱上設(shè)有雙作用氣缸，雙作用氣缸的活塞桿上經(jīng)力學傳感器連接有加壓軸，加壓軸兩端經(jīng)軸承分別連接膠盤連接座。

本發(fā)明中所述的雙作用氣缸的活塞桿下端經(jīng)聯(lián)軸器連接有壓力桿，壓力桿下端經(jīng)力學傳感器連接有連接桿，連接桿下端經(jīng)連接套水平固定安裝有加壓軸。

本發(fā)明中所述的力學傳感器為拉扭復(fù)合力傳感器。

本發(fā)明進一步改進，設(shè)有制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器設(shè)在檢測箱內(nèi)。制冷系統(tǒng)可調(diào)控檢測箱內(nèi)的溫度，使檢測箱內(nèi)及冰面安裝槽內(nèi)冰面溫度處于實驗要求溫度的范圍內(nèi)。

本發(fā)明中所述的檢測箱內(nèi)設(shè)有一層ABS保溫層。檢測箱內(nèi)溫度控制更方便，不會出現(xiàn)較大的溫度波動，溫度適應(yīng)性較好。

本發(fā)明使用時，在冰面安裝槽內(nèi)安裝冰面，也可以直接向冰面安裝槽內(nèi)注水，然后通過制冷系統(tǒng)降低檢測箱內(nèi)的溫度，使水在冰面安裝槽內(nèi)凍成冰面，將兩個待檢測橡膠盤分別安裝在兩個膠盤連接座上，雙作用氣缸工作，經(jīng)活塞桿、加壓軸將待檢測橡膠盤與冰面接觸，并施加一定的壓力；動力源工作，經(jīng)傳動軸帶動轉(zhuǎn)盤、冰面安裝槽旋轉(zhuǎn)；兩個待檢測橡膠盤在冰面安裝槽內(nèi)的冰面上做相對滾動運動。力學傳感器可精確測量待檢測橡膠盤與冰面間的摩擦力和正壓力，根據(jù)待檢測橡膠盤與冰面間的接觸面積、加壓軸的長度計算出橡膠盤與冰面接觸面間的摩擦系數(shù)，通過控制調(diào)節(jié)檢測箱內(nèi)的溫度、雙作用氣缸對待檢測橡膠盤施加的正壓力和動力源帶動冰面安裝槽轉(zhuǎn)動的數(shù)度，可測量不同環(huán)境溫度、接觸壓力和相對速度情況下橡膠與冰面接觸面間摩擦系數(shù)的，測試全面，測試成本低廉，可真實反映輪胎在冰面上高速運動時的摩擦特性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明中雙作用氣缸與壓力桿，壓力桿、力學傳感器、連接桿及連接套的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式