CN100494951C - 汽车轮胎滑转率控制机构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮胎滑转率控制机构及其方法。机构中的台车与四连杆机构右端绞接，四连杆机构下方连接有转动轴，转动轴通过两个轴承与四连杆机构下方相连接，四连杆机构上方配制有配重，转动轴中间和末端分别装有绞盘和待测轮胎，绞盘和待测轮胎均与转动轴刚性连接，并可与转动轴一起转动；第一钢丝绳的一端缠绕在电机的驱动盘上，第一钢丝绳的另一端与四连杆机构左端相连接；第二钢丝绳一端并排缠绕在绞盘上，第二钢丝绳另一端固结在地面上，第一钢丝绳连接有第一拉力传感器，第二钢丝绳连接有第二拉力传感器。本发明的特点是结构简单，操作方便，轮胎的滑转率精度高。

Description

汽车轮胎滑转率控制机构及其方法

技术领域

本发明涉及一种汽车轮胎滑转率控制机构及其方法。

背景技术

在研究汽车驱动性能及制动性能时，首先要研究轮胎的牵引性能和制动性能，即在一定垂直载荷条件下，轮胎的牵引力随轮胎滑转率变化的规律，或轮胎的制动力随轮胎滑移率变化的规律。汽车轮胎定滑转率控制机构可保证轮胎在任意给定的滑转下行驶，是研究轮胎牵引性能和制动性能必备的装置。

当汽车行驶时，轮胎的滑转率(或滑移)率随行驶工况不同而变，实验人员无法人为控制轮胎的滑转率，也就无法得到轮胎的牵引力随轮胎滑转率变化的规律。因此，要深入研究轮胎的牵引性能和制动性能，首先要设计一台单个轮胎实验机构，将轮胎安装到该机构上，轮胎行驶时，可人为设定滑转率(或滑移)，并且可以改变滑转率，这样就可以得到轮胎的牵引力随轮胎滑转率变化的规律。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车轮胎滑转率控制机构及其方法。

汽车轮胎滑转率控制机构包括第一钢丝绳，第一拉力传感器、绞盘、配重、四连杆机构、第二拉力传感器、第二钢丝绳、轨道、电机及驱动盘、台车、转动轴；台车与四连杆机构右端绞接，四连杆机构下方连接有转动轴，转动轴通过两个轴承与四连杆机构下方相连接，四连杆机构上方配制有配重，转动轴中间和末端分别装有绞盘和待测轮胎，绞盘和待测轮胎均与转动轴刚性连接，并可与转动轴一起转动；第一钢丝绳的一端缠绕在电机的驱动盘上，第一钢丝绳的另一端与四连杆机构左端相连接；第二钢丝绳一端并排缠绕在绞盘上，第二钢丝绳另一端固结在地面上，第一钢丝绳连接有第一拉力传感器，第二钢丝绳连接有第二拉力传感器。

机构的汽车轮胎滑转率控制方法：驱动电机及驱动盘，通过第一钢丝绳以速度V1拉动台车行驶在两根轨道上，绞盘上的第二钢丝绳的另一端与地面固定，在第二钢丝绳拉力的作用下，绞盘开始转动并缓慢释放第二钢丝绳，待测轮胎与绞盘同轴安装，受到绞盘上第二钢丝绳释放速度的限制，待测轮胎在水泥路面上一边滑转一边行驶；待测轮胎转动的角速度即为绞盘旋转的角速度，它与台车行驶的速度、绞盘的半径有关，由轮胎滑转率定义得：

δ＝(V2-V1)/V1＝(ω·R2-ω·R1)/(ω·R1)＝R2/R1-1      (1)

式中：δ——轮胎滑转率

     V1——轮胎实际速度＝台车速度，V1＝ω·R1；

     V2——轮胎理论速度，V2＝ω·R2；

     ω——轮胎角速度；

     R1——绞盘半径；

     R2——轮胎动力半径；

     当R2>R1时轮胎滑转，当R2<R1时轮胎滑移。

忽略台车与轨道间的摩擦力，由受力分析得轮胎牵引力T：

T＝P2-P1                   (2)

式中：P1——钢丝绳1的拉力；

      P2——钢丝绳2的拉力。

本发明的特点是结构简单，操作方便，即可测轮胎滑转，又可测轮胎滑移，轮胎的滑转(移)率精度高。

附图说明

图1是汽车轮胎滑转率控制机构主视图；

图2是汽车轮胎滑转率控制机构俯视图(拆去配重4)。

具体实施方式

如附图所示，汽车轮胎滑转率控制机构第一钢丝绳1，第一拉力传感器2、绞盘3、配重4、四连杆机构5、第二拉力传感器6、第二钢丝绳7、轨道8、电机及驱动盘10、台车11、转动轴12；台车与四连杆机构右端绞接，四连杆机构下方连接有转动轴，转动轴通过两个轴承与四连杆机构下方相连接，四连杆机构上方配制有配重，转动轴中间和末端分别装有绞盘和待测轮胎，绞盘和待测轮胎均与转动轴刚性连接，并可与转动轴一起转动；第一钢丝绳的一端缠绕在电机的驱动盘上，第一钢丝绳的另一端与四连杆机构左端相连接；第二钢丝绳一端并排缠绕在绞盘上，第二钢丝绳另一端固结在地面上，第一钢丝绳连接有第一拉力传感器，第二钢丝绳连接有第二拉力传感器。

工作原理：电机工作时，电机的驱动盘转动，通过钢丝绳1以速度V1拉动台车行驶在两根轨道上，由于绞盘上的钢丝绳2的右端与地面固定，在钢丝绳2拉力的作用下，绞盘开始转动并缓慢释放钢丝绳2，由于轮胎与绞盘同轴安装，受到绞盘上钢丝绳2释放速度的限制，轮胎在水泥路面上一边滑转一边行驶。轮胎转动的角速度即为绞盘旋转的角速度，它不仅与台车行驶的速度有关，同时还与绞盘的半径有关。由轮胎滑转率定义得：

δ＝(V2-V1)/V1＝(ω·R2-ω·R1)/(ω·R1)＝R2/R1-1     (1)

式中：δ——轮胎滑转率

      V1——轮胎实际速度＝台车速度，V1＝ω·R1；

      V2——轮胎理论速度，V2＝ω·R2；

      ω——轮胎角速度；

      R1——绞盘半径；

      R2——轮胎动力半径。

当R2>R1时轮胎滑转，当R2<R1时轮胎滑移。

忽略台车与轨道间的摩擦力，由受力分析得轮胎牵引力T：

T＝P2-P1        (2)

式中：P1——钢丝绳1的拉力；

      P2——钢丝绳2的拉力。

由式(1)可见，改变绞盘半径R1即可改变轮胎的滑转率δ，试验时根据要求拼装不同半径的绞盘即可，即可测轮胎滑转，又可测轮胎滑移。而且轮胎牵引力T的测量也非常简单。此外轮胎滑转率δ与台车的速度无关，排除了电机转速不稳带来的误差。

Claims (2)

1.一种汽车轮胎滑转率控制机构，其特征在于包括第一钢丝绳(1)，第一拉力传感器(2)、绞盘(3)、配重(4)、四连杆机构(5)、第二拉力传感器(6)、第二钢丝绳(7)、轨道(8)、电机及驱动盘(10)、台车(11)、转动轴(12)；台车与四连杆机构右端绞接，四连杆机构下方连接有转动轴，转动轴通过两个轴承与四连杆机构下方相连接，四连杆机构上方配制有配重，转动轴中间和末端分别装有绞盘和待测轮胎，绞盘和待测轮胎均与转动轴刚性连接，并可与转动轴一起转动；第一钢丝绳的一端缠绕在电机的驱动盘上，第一钢丝绳的另一端与四连杆机构左端相连接；第二钢丝绳一端并排缠绕在绞盘上，第二钢丝绳另一端固结在地面上，第一钢丝绳连接有第一拉力传感器，第二钢丝绳连接有第二拉力传感器。

2.一种使用如权利要求1所述的机构的汽车轮胎滑转率控制方法，其特征在于驱动电机及驱动盘(10)，通过第一钢丝绳(1)以速度V1拉动台车(11)行驶在两根轨道(8)上，绞盘(3)上的第二钢丝绳(7)的另一端与地面固定，在第二钢丝绳拉力的作用下，绞盘开始转动并缓慢释放第二钢丝绳，待测轮胎(9)与绞盘同轴安装，受到绞盘上第二钢丝绳释放速度的限制，待测轮胎在水泥路面上一边滑转一边行驶；待测轮胎转动的角速度即为绞盘旋转的角速度，它与台车行驶的速度、绞盘的半径有关，由轮胎滑转率定义得：

δ＝(V2-V1)/V1＝(ω·R2-ω·R1)/(ω·R1)＝R2/R1-1         (1)

式中：δ——轮胎滑转率

V1——轮胎实际速度＝台车速度，V1＝ω·R1；

V2——轮胎理论速度，V2＝ω·R2；

ω——轮胎角速度；

R1——绞盘半径；

R2——轮胎动力半径；

当R2>R1时轮胎滑转，当R2<R1时轮胎滑移；

忽略台车与轨道间的摩擦力，由受力分析得轮胎牵引力T：

T＝P2-P1                      (2)

式中：P1——第一钢丝绳的拉力；

P2——第二钢丝绳的拉力。

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