[發明專利]一種研究輪胎與實際路面摩擦特性的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201910087669.1
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109612929A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 高彥軍;高軍;姚柯飛;郁錄平;胡松剛;王科瑤;張焱男;閆冬冬;田江勇;張紅梅
• 申請（專利權）人: 西安凱德液壓機電有限責任公司
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01N3/56;G01M17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開的一種研究輪胎與實際路面摩擦特性的試驗裝置及方法，屬于檢測裝置技術領域。通過加載套筒、加載套筒底座、轉臂和機架等機械結構，較好地模擬了帶載輪胎在不同路面上行駛時的實際工況，可用來測試輪胎與路面之間的摩擦系數，研究輪胎與路面之間的磨損情況，可根據需要通過加載螺桿調整加載彈簧的壓緊量，進而調節試驗載荷；同時通過傳動系統調整輪胎行駛速度；還能通過調整測試輪與輔助輪之間的連接關系，對輪胎與路面之間的滑轉率或滑移率進行變化，模擬輪胎在路面上的多種行駛狀況，通過傳感器實時檢測出負載、轉速和轉矩等數據，進而通過公式計算得出測試輪胎與測試路面之間的摩擦系數。

技術領域

本發明屬于檢測裝置技術領域，具體涉及一種研究輪胎與實際路面摩擦特性的試驗裝置及方法。

背景技術

當前各種機動車輛數量不斷增加，車輛載荷對路面的作用頻率也在加大。車輛載荷的重力作用會使路面變形并形成車轍，在車輛的啟動、制動、變速、轉向及克服各種阻力前進時會對路面施加水平剪切力，這個剪切力會使路面產生水平推移等剪切破壞，在上述復雜的交變載荷作用下，路面的使用壽命也大幅縮減。具體表現為，一方面隨著輪胎表面和路面的磨損變光會使得輪胎與路面的摩擦系數降低，增加了制動距離，同時輪胎在路面行駛時的抗滑性能也會下降；另一方面路面材料本身的各種病變，包括龜裂、變形、脫落等會嚴重影響駕乘體驗和行車安全。由此可見，如何通過試驗手段來研究帶載車輛輪胎在不同路面材料上行駛時兩者之間的相對滑動與輪胎-路面間的作用力規律、路面材料的磨損情況以及輪胎和路面材料磨損所形成顆粒物的存在狀態，評估輪胎和路面的使用壽命及其磨損后對環境的影響，已成為公路交通領域所面臨的一個重要問題。

中國專利公布第CN 101532934A號，公開了“一種主驅動輪式路面材料加速加載測試方法及裝置”，該裝置將試驗用的路面材料固定在一個旋轉的圓筒外表面，試驗路面材料在試驗中做圓周運動，由于離心力對試驗路面材料有破壞作用，試驗圓筒不可能做高速轉動，只能進行低速試驗，因而所得結論與實際差別相對較大。另外，其技術方案采用給試驗輪胎制動的方法進行滑差試驗，存在如下問題：1制動器在工作過程中其摩擦片會產生大量的熱量，溫度升高導致試驗無法持續進行；2制動過程消耗大量的能量，使設備功率增加；3在剎車時車輪的滑移率較難控制，這會導致數據分析困難。

綜上，現有的模擬試驗裝置的模擬結論普遍與實際情況有較大差別，不能準確地反應實際情況，不能滿足摩擦過程研究的需要。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種研究輪胎與實際路面摩擦特性的試驗裝置及方法，通過模擬帶載輪胎在不同路面上行駛時的實際工況，來測試輪胎與路面之間的摩擦系數，研究輪胎、路面的磨損，該裝置結構設計合理、成本低廉、能夠準確反應實際情況。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種研究輪胎與實際路面摩擦特性的試驗裝置，包括加載套筒、加載套筒底座、轉臂和機架；加載套筒底座和機架固定在地基上，機架上固定有加載螺母和電動機，電動機通過傳動系統與中心管軸連接，中心管軸與加載套筒連接，加載套筒可旋轉地設置在加載套筒底座上，中心管軸與加載套筒內部穿設有加載螺桿；加載螺桿一端與加載螺母配合螺接，另一端固定連接有加載彈簧座，加載彈簧座活動套設在加載套筒內部，加載彈簧座連接有加載彈簧，加載彈簧另一端頂在加載套筒內部固定的上隔板上；

加載套筒和轉臂固定連接，轉臂內部穿設有傳動軸，傳動軸上設有轉速轉矩傳感器，傳動軸一端與測試輪連接，另一端與動力傳動箱的輸入軸連接，動力傳動箱的傳動比為負值；動力傳動箱的輸出軸與輔助輪軸連接，輔助輪軸上固定連接有輔助輪；測試輪和輔助輪的半徑相等，均放置在機架底部的地基上布設的測試環道上；轉臂上布置有負載傳感器，轉臂上設有配重塊，轉速轉矩傳感器和負載傳感器通過信號傳輸線將測得數據輸出試驗裝置。

優選地，加載螺桿上設有鎖緊螺母。

優選地，中心管軸通過驅動聯軸器與加載套筒連接；加載套筒和轉臂穿套設置，通過若干驅動銷軸連接。