CN102778363B - 一种单轴爆胎实现装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单轴爆胎实现装置及其实验方法，所述装置包括：车轮、车轮轴、导向支座、定位块、质量块、法兰、爆胎装置、固定支架、导气管、压力传感器、位移传感器。两个车轮分别通过法兰与车轮轴固定在一起，车轮轴轴端安装有定位块，自重加载用紧靠车轮内侧的质量块，质量块内侧用定位块定位，导向支座通过螺栓固定在地板上，爆胎装置通过固定支架固定在车轮轮辐外侧上，通过导气管连接轮辋上开设的排气孔与爆胎装置上的泄气孔，压力传感器安装在轮辋上，位移传感器固定在爆胎车轮的轴端。实验方法是按下爆胎装置开关，轮胎开始泄气，传感器测出泄气轮胎胎压变化和轴端下沉量。本发明可以低成本、方便地测出爆胎轮胎胎压变化和轮辋下沉量。

Description

一种单轴爆胎实现装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及一种爆胎现象实现装置及实验方法，具体为一种单轴爆胎实现装置及其实验方法。

背景技术

21世纪将是一个汽车无处不在的社会。目前中国汽车的数量已超过1亿辆，而汽车离不开轮胎。 轮胎是连接车辆与路面的唯一部件，除空气作用力外，汽车的各种运动包括制动、加速及转向等，都是通过滚动的轮胎作用于地面完成的，因此轮胎对于汽车的行驶安全性具有十分重要的影响。轮胎对汽车行车安全的影响一直受到汽车业界和社会公众的关注，爆胎则是重大交通事故的元凶，特别是发生在高速公路上的爆胎。随着国内高速公路的日渐增多，汽车行车速度大幅提高，高速行车中发生爆胎事故的概率也随之增大。

爆胎是引起高速公路交通事故的重要原因。据公安部统计, 国内高速公路上发生的重大交通事故约70% 是由于爆胎引起的, 在美国这一比例更高达80% 。汽车爆胎造成的严重后果引起了人们对爆胎现象的关注, 促使人们对高速行驶汽车的爆胎现象及其对汽车操纵稳定性影响进行深入研究。 开发爆胎现象简易实现装置和设计其实验方法，获得轮辋下沉量与胎压变化关系是研究和解决爆胎过程汽车操纵稳定性的基础。。     

然而，这一方面的研究似乎还没有引起足够的重视。根据我们掌握的资料，尽管爆胎通常造成较为严重的后果，但迄今为止针对爆胎过程胎压变化与轮辋下沉量的研究却很少。由于缺乏可靠的实验数据来源，研究人员在对爆胎过程进行分析研究时，无法全面定量考察爆胎过程对汽车操纵稳定性的影响。由于爆胎过程时间很短，常见的轮胎爆胎开口直径为25mm左右，按一般轮胎充气压力来算，泄完气仅0.8秒。在爆胎现象及对操纵稳定性影响研究中，获得爆胎过程胎压变化与轮辋下沉量关系非常重要。

本发明可以获得爆胎过程胎压变化、轮辋下沉量，为全面定量考察爆胎过程及其对汽车操纵稳定性的影响提供基础。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种单轴爆胎实现装置及实验方法，通过本发明可获得爆胎轮胎胎压变化和轮辋下沉量的实验方法，具体技术方案如下。

一种单轴爆胎实现装置，包括车轮、车轮轴、导向支座、质量块、爆胎装置、固定支架、导气管、压力传感器和位移传感器；车轮轴安放在导向支座的竖直导向槽中，两个车轮分别通过法兰固定在车轮轴上，车轮轴轴端均安装有用于定位车轮的定位块，车轮轴上靠近两车轮内侧的位置各加载有质量块；任一质量块均有一侧靠近车轮的内侧，另一侧的车轮轴上设有用于定位质量块的定位块；爆胎装置通过固定支架固定在车轮轮辐外侧上，爆胎装置上的泄气孔通过导气管与轮辋上开设的排气孔连接；所述压力传感器安装在轮辋上，用于测量爆胎过程胎压变化；所述位移传感器固定在车轮的轴端，用于测出爆胎过程轮辋下沉量。

进一步的，压力传感器通过螺纹连接安装在轮辋上。

进一步的，导向支座通过螺栓固定在地板上。

进一步的，法兰径向上开设有数目与车轮轮辐上螺栓孔数目一致的孔。法兰圆周方向上开设有两个孔（夹角为120度），法兰圆周方向上开设有两个用于通过螺栓将法兰固定在车轮轴上的孔，通过开设的孔上的螺栓防止车轮轴与法兰相对滑动，进而通过法兰把车轮轴与车轮连接起来。

进一步的，固定支架一端通过螺栓与车轮轮辐上开的螺栓孔连接，另一端通过螺栓与爆胎装置上的螺栓孔连接。

进一步的，车轮轴两端的定位块加工有内螺纹，通过螺纹与车轮轴连接；定位质量块的定位块通过自身开有的孔与车轮轴间隙配合，在定位块侧面上开设有2个螺栓孔（夹角为120度），通过拧紧螺栓将定位块固定在车轮轴上，防止质量块滑动。

进一步的，爆胎装置上的泄气孔与轮辋上开设的排气孔都安装有采用螺纹连接的金属接头，导气管为金属软管。

进一步的，爆胎装置包括圆柱筒、电磁阀、流量控制器、电源及遥控开关，圆柱筒、电磁阀、流量控制器之间用螺纹连接，在圆柱筒封闭一端的侧面圆周方向钻有进气口，通过导气管和金属接头把轮辋上的排气口与圆柱筒上的所述进气口连接起来，圆柱筒的开口端通过螺纹与电磁阀的进气端相连，电磁阀的出气端通过螺纹与流量控制器的进气端相连，通过遥控开关控制电磁阀的开闭使轮胎放气，实现轮胎爆胎。

利用所述单轴爆胎实现装置的实验方法，具体是：通过控制爆胎装置使轮胎快速放气，实现轮胎爆胎，可达到与真实爆胎一样的效果；通过压力传感器测出爆胎轮胎胎压变化；通过位移传感器测出轴端下沉量变化。 

进一步的，爆胎装置设有流量控制器，流量控制器的口径可控，通过调节流量控制器的口径模拟不同情况下的爆胎，获得不同爆胎情况下的爆胎轮胎胎压变化和轮辋下沉量。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：采用上述单轴爆胎实现装置的实验方法，在质量块的重力作用下，轮胎下沉变形，车轮轴向下运动，传感器测出爆胎轮胎胎压变化和车轮轮辋下沉量。本发明采用上述的技术方案，可得到爆胎轮胎胎压变化和车轮轮辋下沉量，成本低，结构简单易实现。

附图说明

图1为实例中未安装轮胎时单轴爆胎实现装置的结构示意图。

图2为实例中爆胎装置与轮胎轮辋的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明的具体实施做进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。

如附图1和2所示，一种单轴爆胎实现装置中，两个车轮11分别通过法兰3与车轮轴5固定在一起，车轮轴5轴端安装有定位块7，自重加载用紧靠车轮内侧的质量块4，质量块4内侧用定位块7定位，导向支座5通过螺栓固定在地板上，爆胎装置1（该装置包括圆柱筒、电磁阀、流量控制器、电源及遥控开关。圆柱筒、电磁阀、流量控制器之间用螺纹连接。具体是在车轮的轮辋上钻8个排气口，在圆柱筒封闭一端的侧面圆周方向钻8个进气口，通过导气管和金属接头把轮辋上的8个排气口与圆柱筒上的8个进气口连接起来，轮胎内气体通过轮辋上的孔经导气管进入圆柱筒。圆柱筒的开口端通过螺纹与电磁阀的进气端相连。电磁阀的出气端通过螺纹与流量控制器的进气端相连。安装，连接完成后，通过遥控开关控制电磁阀的开闭使轮胎放气，实现轮胎爆胎。）法兰孔与轴采用间隙配合，在法兰的圆周方向上开设有4个螺栓孔，夹角为90度，通过拧紧螺栓将法兰固定在车轮轴上。

实验方法：通过固定支架8固定在车轮11轮辐外侧上，并通过导气管2连接轮辋上开设的排气孔与爆胎装置上的泄气孔，压力传感器9安装在轮辋上，位移传感器10固定在爆胎车轮的轴端。按下爆胎装置1的开关，轮胎爆胎，传感器测出爆胎轮胎胎压变化和车轮轮辋下沉量。轮辋上开设的孔与爆胎装置上的孔上都安装有采用螺纹连接的金属接头，导气用金属软管，密封效果好。 爆胎装置用遥控开关控制电磁阀的开启，使轮胎快速放气，实现轮胎爆胎，可达到与真实爆胎一样的效果；爆胎装置流量控制器的口径可控，可模拟不同情况下的爆胎，获得不同爆胎情况下的爆胎轮胎胎压变化和轮辋下沉量。

Claims (10)

1.一种单轴爆胎实现装置，其特征在于包括车轮、车轮轴、导向支座、质量块、爆胎装置、固定支架、导气管、压力传感器和位移传感器；车轮轴安放在导向支座的竖直导向槽中，两个车轮分别通过法兰固定在车轮轴上，车轮轴轴端均安装有用于定位车轮的第一定位块，车轮轴上靠近两车轮内侧的位置各加载有质量块；任一质量块均有一侧靠近车轮的内侧，另一侧的车轮轴上设有用于定位质量块的第二定位块；爆胎装置通过固定支架固定在车轮轮辐外侧上，爆胎装置上的泄气孔通过导气管与轮辋上开设的排气孔连接；所述压力传感器安装在轮辋上，用于测量爆胎过程胎压变化；所述位移传感器固定在车轮的轴端，用于测出爆胎过程轮辋下沉量。

2.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于压力传感器通过螺纹连接安装在轮辋上。

3.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于导向支座通过螺栓固定在地板上。

4.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于：法兰径向上开设有数目与车轮轮毂上的螺栓孔数目一致的孔，通过开设的孔把法兰与车轮连接起来，法兰圆周方向上开设有两个用于通过螺栓将法兰固定在车轮轴上的孔。

5.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于：固定支架一端通过螺栓与车轮轮辐上开的螺栓孔连接，另一端通过螺栓与爆胎装置上的螺栓孔连接。

6.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于：车轮轴两端的所述第一定位块加工有内螺纹，通过螺纹与车轮轴连接；定位质量块的所述第二定位块通过自身开有的孔与车轮轴间隙配合，在所述第二定位块侧面上开设有2个螺栓孔，通过拧紧螺栓将所述第二定位块固定在车轮轴上。

7.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于：爆胎装置上的泄气孔与轮辋上开设的排气孔都安装有采用螺纹连接的金属接头，导气管为金属软管。

8.如权利要求1所述的一种单轴爆胎实现装置，其特征在于爆胎装置包括圆柱筒、电磁阀、流量控制器、电源及遥控开关，圆柱筒、电磁阀、流量控制器之间用螺纹连接，在圆柱筒封闭一端的侧面圆周方向钻有进气口，通过导气管和金属接头把轮辋上的排气口与圆柱筒上的所述进气口连接起来，圆柱筒的开口端通过螺纹与电磁阀的进气端相连，电磁阀的出气端通过螺纹与流量控制器的进气端相连，通过遥控开关控制电磁阀的开闭使轮胎放气，实现轮胎爆胎。

9.利用权利要求1所述单轴爆胎实现装置的实验方法，其特征在于通过控制爆胎装置使轮胎快速放气，实现轮胎爆胎，通过压力传感器测出爆胎轮胎胎压变化；通过位移传感器测出轴端下沉量变化。

10.如权利要求9所述的实验方法，其特征在于爆胎装置设有流量控制器，流量控制器的口径可控，通过调节流量控制器的口径模拟不同情况下的爆胎，获得不同爆胎情况下的爆胎轮胎胎压变化和轮辋下沉量。