专利名称：平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于车辆的检验技术领域，具体涉及到轮胎与路面之间相互作用的特性的
检验。
背景技术：
随着对环境的日益关注，噪声检测成为国内外路面及轮胎环保性能检测的一项重 要技术手段。在路面设计以及轮胎设计中，需要用试验设备对路面表面行驶性能和轮胎动 态性能进行测试，为产品研发提供依据。 目前，在国内外研制的模拟汽车轮胎在路面上行驶的试验装置多为卧轴式，大致 有两种，一种是轮胎外置滚筒式汽车轮胎动态特性试验台，该试验台将试验轮胎固定在滚 筒壁外，通过转动滚筒来带动轮胎转动，以实现模拟轮胎高速运行。这种装置的主要缺点 是，实际的路面材料无法承受滚筒高速旋转产生的离心力，试验轮胎与地面之间的摩擦特 性通过在滚筒外表面涂抹抗磨材料与轮胎摩擦来实现，不能模拟真实的路面。另一种是轮 胎内置滚筒式汽车轮胎试验台，该试验台将试验轮胎固定在滚筒内壁，通过转动滚筒来带 动轮胎转动，路面材料的离心力由滚筒承受，在实现高速旋转时，可以真实地模拟汽车轮胎 在路面的上行驶特性，其主要缺点是产品生产成本高，所用的动力装置噪声大，影响到试验 结果，污染了环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述卧轴式轮胎外置滚筒式汽车轮胎动态 特性试验台和轮胎内置滚筒式汽车轮胎试验台的缺点，提供一种测试数据真实可靠、自动 化程度高、动力装置噪声小、产品成本低的平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验 装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是在隔音室外设置有计算机、空调室外机
组，隔音室内的底部设置外表面铺筑有沥青混凝土路面层或水泥混凝土路面层的滚筒，滚
筒内的底部设置交流变频电动机、减速机、主轴，交流变频电动机通过皮带传动机构与减速
机相联，减速机通过皮带传动机构与主轴相联，主轴上设置旋转臂，旋转臂的左端设置下端 装有汽车试验轮的轮轴，旋转臂的右端设置下端装有配重的配重轴，滚筒内侧壁设置通过
管道与空调室外机组相联通的空调室内机组，滚筒顶部设置有滚筒上盖，滚筒上盖上设置 通过导线与计算机相连的转速传感器，轮轴上设置有通过导线与计算机相连接的音频传感 器和摄像头。 本发明的旋转臂为中心转臂设置在主轴上，左调整螺杆的一端设置在连接框上、 另一端设置在左伸縮转臂上，左调整螺杆外套装有一端安装在左弹簧座上的左弹簧，左弹 簧的另一端与中心转臂搭接，左伸縮转臂的左端用联接件与轮轴相联，左调整螺杆上设置 有通过导线与计算机相连的拉力传感器；右调整螺杆的一端设置在连接框上、另一端设置 在右伸縮转臂上，右调整螺杆外套装有一端安装在右弹簧座上的右弹簧，右弹簧的另一端与中心转臂搭接，右伸縮转臂的右端设置有配重轴。 本发明的音频传感器位于汽车试验轮与滚筒接触面的距离为30 100mm处，摄像 头位于汽车试验轮与滚筒接触面的距离为100 300mm处。 本发明的左伸縮转臂、右伸縮转臂的横断面外形为矩形，左伸縮转臂横断面的四 周与中心转臂的内表面为间隙配合，右伸縮转臂横断面的四周与中心转臂的内表面为间隙 配合。 本发明采用在旋转臂一端设置轮轴，轮轴上设置汽车试验轮在铺筑有沥青混凝土 或水泥混凝土滚筒外壁模拟路面上行驶，模拟汽车轮胎在路面上的行驶过程，检测行驶过 程中轮胎与路面之间所产生的噪声、轮胎与路面之间的摩擦作用以及轮胎与路面的磨损状 况，用于评价不同的轮胎在不同路面上行驶过程中所产生的噪声以及路面表面行驶特性、 耐久性能，轮胎变形情况。在旋转臂另一端设置配重，配重的大小可进行调整，由于配重产 生的离心力大于汽车试验轮的离心力，使得汽车试验轮与滚筒紧密接触，并对汽车试验轮 加载。本发明具有测试数据真实可靠、自动化程度高、动力装置噪声小、产品成本低等优点， 可用于模拟汽车轮胎在路面上行驶所产生的噪声和汽车轮胎与路面摩擦及磨损变形状况 试验。
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1 在图1中，本实施例的平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置由主轴 1、交流变频电动机2、前主动皮带轮3、前传动皮带4、前从动皮带轮5、减速机6、滚筒7、汽 车试验轮8、轮轴9、音频传感器10、摄像头11、旋转臂12、后主动皮带轮13、后传动皮带14、 后从动皮带轮15、滚筒上盖16、转速传感器17、空调室内机组18、隔音室19、配重轴20、配 重21、空调室外机组22、计算机23联接构成。 在隔音室19外设置有计算机23、空调室外机组22，计算机23用于对接收的信息 进行数据处理。隔音室19内的底部固定安装有滚筒7，滚筒7的外表面铺筑有沥青混凝土 路面层，模拟沥青混凝土路面，也可在滚筒7的外表面铺筑水泥混凝土路面层，模拟水泥混 凝土路面，滚筒7内的底部用螺纹紧固联接件固定联接安装有交流变频电动机2、减速机6， 滚筒7内的底部中心位置用轴承支承有主轴l，交流变频电动机2为本发明提供动力，交流 变频电动机2的输出轴上用键联接件固定联接有前主动皮带轮3，减速机6的输入轴上用键 联接件固定联接有前从动皮带轮5，前主动皮带轮3用前传动皮带4与前从动皮带轮5相 联，减速机6的输出轴上用键联接件固定联接有后主动皮带轮13，主轴1上用键联接件固定 联接有后从动皮带轮15，后主动皮带轮13用后传动皮带14与后从动皮带轮15相联。交流 变频电动机2通过前传动皮带4带动减速机6输入轴旋转，减速机6输出轴通过后传动皮 带14带动主轴1旋转。滚筒7的顶部安装有滚筒上盖16，主轴1的上端用联接件与旋转臂12的中部固定联接，主轴1与滚筒上盖16之间安装有轴承，主轴1带动旋转臂12旋转，旋 转臂12的左端用联接件与轮轴9的上端固定联接，轮轴9的下端安装有汽车试验轮8，轮轴 9与汽车试验轮8之间安装有轴承。 旋转臂12的右端用联接件与配重轴20的上端固定联接，配重轴20下端安装有配 重21，配重轴20的质量与轮轴9的质量相同，配重21的质量与汽车试验轮8的质量相同， 配重21与滚筒7之间保持有距离，配重21的大小可进行调整，使配重21产生的离心力大 于汽车试验轮8的离心力，保证汽车试验轮8与滚筒7紧密接触，并对汽车试验轮8加载， 所加载荷的大小等于配重21产生的离心力与汽车试验轮8产生的离心力的差，具体数差值 应按照力学原理进行计算。 主轴12旋转时，带动轮轴9、配重轴20绕滚筒7的中心转动，在轮胎胎面与滚筒7 外表面的摩擦力作用下，汽车试验轮8在滚筒7外表面滚动，模拟汽车轮胎在路面上行驶。 滚筒7的内壁上用螺纹固定联接件固定安装有空调室内机组18，空调室内机组18通过管 道与空调室外机组22相联通，空调室内机组18与空调室外机组22构成制冷系统，为滚筒 7内的设备提供适宜的温度环境。滚筒上盖16的下面用螺纹紧固联接件固定联接安装有 转速传感器17，转速传感器17通过导线与计算机23相连，转速传感器17将接收到后从动 皮带轮15的转速信号转换成电信号输出到计算机23，计算机23内安装有电信号采集与处 理系统，计算机23按照事先设定的程序计算出后从动皮带轮15的转速，并进行记录和数据 处理。轮轴9上用螺纹紧固联接件固定联接安装有音频传感器10和摄像头ll，音频传感 器10位于汽车试验轮8与滚筒7接触面的距离为30 100mm处，50mm为最佳，具体距离 应按照音频传感器10的型号确定，摄像头11位于汽车试验轮8与滚筒7接触面的距离为 100 300mm处，200mm为最佳，具体距离应按照摄像头11的型号确定，音频传感器10和摄 像头11通过导线与计算机23相连接，音频传感器10将所接收到汽车试验轮8的音频信号 转换成电信号输出到计算机23，计算机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理，计算 出汽车试验轮8在滚筒7外表面滚动时所产生的噪声。摄像头11通过导线与计算机23相 连接，摄像头11将所接收到汽车试验轮8的变形信号转换成电信号输出到计算机23，计算 机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理，计算出汽车试验轮8在滚筒7外表面滚动 时所产生的变形。 图2给出了图1的A-A剖视图。在图2中，本实施例的旋转臂12由左伸縮转臂 12-1、左调整螺杆12-2、拉力传感器12-3、左弹簧座12-4、左弹簧12_5、中心转臂12_6、连接 框12-7、右弹簧12-8、右弹簧座12-9、右调整螺杆12-10、右伸縮转臂12-11联接构成。
中心转臂12-6用螺纹固定联接件固定联接安装在主轴1上，左调整螺杆12-2的 一端用螺母与连接框12-7联接、另一端用螺母与左伸縮转臂12-1联接，左调整螺杆12-2 外套装有左弹簧座12-4和左弹簧12-5，左弹簧12-5的一端安装在左弹簧座12-4上，左弹 簧12-5的另一端与中心转臂12-6搭接，通过旋转螺母，调节左伸縮转臂12-1向外伸出的 长度，左伸縮转臂12-1的左端用联接件与轮轴9固定联接，左伸縮转臂12-1的横断面外形 为矩形，左伸縮转臂12-1横断面的四周与中心转臂12-6的内表面为间隙配合。左调整螺 杆12-2的中部通过螺纹联接安装有拉力传感器12-3，拉力传感器12-3通过导线与计算机 23相连，拉力传感器12-3将所接收到的汽车试验轮8的受力信号转换成电信号输出到计算 机23，计算机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理，计算出汽车试验轮8在滚筒7外表面滚动时所受的力。 右调整螺杆12-10的一端与用螺母与连接框12-7联接、另一端用螺母与右伸縮转 臂12-11联接，右伸縮转臂12-11的质量与左伸縮转臂12-1的质量相同，右调整螺杆12-10 外套装有右弹簧座12-9和右弹簧12-8，右弹簧12-8的一端安装在右弹簧座12-9上，右弹 簧12-8的另一端与中心转臂12-6搭接，通过旋转螺母，调节右伸縮转臂12-11向外伸出的 长度，右伸縮转臂12-11的右端用联接件与配重轴20相联，右伸縮转臂12-11的横断面外 形为矩形，右伸縮转臂12-11横断面的四周与中心转臂12-6的内表面为间隙配合。
本发明的工作过程如下 试验前，先称汽车试验轮8的重量，安装汽车试验轮8，调整左伸縮臂12-1的伸出 长度，使汽车试验轮8与滚筒7的外表面紧密接触，同时保证连接框12-7在中心转臂12-6 的中心位置。调整右伸縮转臂12-11伸出的长度，使配重轴20的位置与轮轴9的位置对称， 根据预加载荷计算配重21的重量，按计算结果安装配重21。启动交流变频电动机2，经减 速机6减速，通过减速机6带动主轴1转动，主轴1带动旋转臂12旋转，旋转臂12通过轮 轴9带动汽车试验轮胎8绕着滚筒7外壁的环形路面滚动，模拟汽车轮胎在路面上行驶时 所产生的噪声和汽车轮胎与路面之间的摩擦及磨损变形情况。旋转臂12通过配重轴20带 动配重21绕主轴1转动。转速传感器17将接收到后从动皮带轮15的转速信号转换成电 信号输出到计算机23，音频传感器10将所接收到汽车试验轮8的音频信号转换成电信号输 出到计算机23，摄像头11将所接收到汽车试验轮8的变形信号转换成电信号输出到计算 机23，拉力传感器12-3将所接收到的汽车试验轮8的受力信号转换成电信号输出到计算机 23，计算机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理，计算出汽车试验轮8在滚筒7外 表面滚动时的速度、受力、所产生的噪声、变形。
权利要求
一种平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征在于在隔音室(19)外设置有计算机(23)、空调室外机组(22)，隔音室(19)内的底部设置外表面铺筑有沥青混凝土路面层或水泥混凝土路面层的滚筒(7)，滚筒(7)内的底部设置交流变频电动机(2)、减速机(6)、主轴(1)，交流变频电动机(2)通过皮带传动机构与减速机(6)相联，减速机(6)通过皮带传动机构与主轴(1)相联，主轴(1)上设置旋转臂(12)，旋转臂(12)的左端设置下端装有汽车试验轮(8)的轮轴(9)，旋转臂(12)的右端设置下端装有配重(21)的配重轴(20)，滚筒(7)内侧壁设置通过管道与空调室外机组(22)相联通的空调室内机组(18)，滚筒(7)顶部设置有滚筒上盖(16)，滚筒上盖(16)上设置通过导线与计算机(23)相连的转速传感器(17)，轮轴(9)上设置有通过导线与计算机(23)相连接的音频传感器(10)和摄像头(11)。
2. 按照权利要求1所述的平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特 征在于所说的旋转臂(12)为中心转臂(12-6)设置在主轴(1)上，左调整螺杆(12-2)的 一端设置在连接框(12-7)上、另一端设置在左伸縮转臂(12-1)上，左调整螺杆(12-2)外 套装有一端安装在左弹簧座(12-4)上的左弹簧(12-5)，左弹簧(12-5)的另一端与中心转 臂(12-6)搭接，左伸縮转臂(12-1)的左端用联接件与轮轴(9)相联，左调整螺杆(12-2) 上设置有通过导 线与计算机(23)相连的拉力传感器(12-3);右调整螺杆(12-10)的一端 设置在连接框(12-7)上、另一端设置在右伸縮转臂(12-11)上，右调整螺杆(12-10)外套 装有一端安装在右弹簧座(12-9)上的右弹簧(12-8)，右弹簧(12-8)的另一端与中心转臂 (12-6)搭接，右伸縮转臂(12-11)的右端设置有配重轴(20)。
3. 按照权利要求1所述的平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征 在于所说的音频传感器(10)位于汽车试验轮(8)与滚筒(7)接触面的距离为30 100mm 处，摄像头(11)位于汽车试验轮(8)与滚筒(7)接触面的距离为100 300mm处。
4. 按照权利要求2所述的平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征 在于所说的左伸縮转臂(12-1)、右伸縮转臂(12-11)的横断面外形为矩形，左伸縮转臂 (12-1)横断面的四周与中心转臂(12-6)的内表面为间隙配合，右伸縮转臂(12-11)横断面 的四周与中心转臂(12-6)的内表面为间隙配合。
全文摘要
一种平衡配重汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，在隔音室外设计算机、空调室外机组，隔音室内的底部设外表面铺筑有沥青混凝土路面层或水泥混凝土层的滚筒，滚筒内底部设交流变频电动机、减速机、主轴，交流变频电动机通过皮带传动机构与减速机相联，减速机通过皮带传动机构与主轴相联，主轴上设旋转臂，旋转臂的左端设下端装有汽车试验轮的轮轴、右端设下端装有配重的配重轴，滚筒内侧壁设通过管道与空调室外机组相联通的空调室内机组，滚筒顶部设通过导线与计算机相连的转速传感器的上盖，轮轴上设通过导线与计算机相连接的音频传感器和摄像头。用于模拟汽车轮胎在路面上行驶所产生的噪声和汽车轮胎与路面摩擦及磨损变形状况试验。
文档编号G01B11/16GK101762393SQ200910254630
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者徐鸥明, 李明垒, 李春香, 王琛, 郁录平, 闫胜利, 韩森 申请人:长安大学