CN103471862A - 单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，包括：反拖电机使转鼓对驱动轮的作用力朝向车辆前方，调节可调节电机使汽车驱动轮转速稳定在正常行驶速度范围之内。由三分力传感器测出单滚筒中心轴的反作用力，再在轮胎中心处对轮胎和单滚筒求矩即可以求得轮胎的滚动阻力。本实验对轮胎滚动阻力的测量是在车辆的整车下测试不需拆卸轮胎，减少了外界环境和人为因素的影响，且操作简单、易于实现、测量精度高。

Description

单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法

技术领域

本发明涉及一种测量轮胎滚动阻力的方法，提出了一种单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法。

背景技术

轮胎滚动阻力试验机主要有转鼓式和平带式两种结构。平带式试验机由于在轮胎大负载高速运动状态下难以满足路面所具有的刚度和平整度要求，测试效果不太理想。转鼓式结构有单滚筒和双滚筒两种结构形式，研究表明精确的轮胎滚动阻力试验适宜在大直径单滚筒上进行。现有的单滚筒测量轮胎滚动阻力方法大都是将待测轮胎从被测试车辆拆卸下来然后安装到特有的测试设备上采用电机进行加载，这样操作较为复杂，且传感器安装在待测试车轮轴上，当需要对其它车辆测量时需要卸下传感器再重新安装，这样由于步骤繁琐使得对轮胎滚动阻力的测试效率低。

发明内容

本发明提供一种单滚筒免拆卸测量轮胎滚动阻力的方法，可直接在整车状态下测量轮胎的滚动阻力，且将传感器安装在单滚筒中心轴上可以用于解决现有技术测量轮胎滚动阻力时不准确、测量效率低、测量不方便以及受外界环境不确定因素影响的缺陷，本发明提出的对轮胎滚动阻力的测量方法使得轮胎滚动阻力的测量具有操作简单、测量精度高等优点。

本发明提供了一种单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，包括：

调速电机通过作用于单滚筒达到对测试车辆进行反拖测试，当待测试车辆驱动轮的转速稳定在车辆正常行驶时的转速范围内时，可以测得单滚筒中心轴的反作用力Ft；

所述单滚筒中心轴的反作用力Ft根据安装在所述单滚筒中心轴处的三分力传感器测出，通过合理布置三分力传感器的安装位置来采集目标检测点位移量，经过数据处理，分析不同工况下轮胎滚动阻力位移场的响应情况，依据最小二乘法对采集的传感器样本数据进行计算得出单滚筒中心轴的反作用力Ft。

当驱动轮中心与转鼓中心连线与地面铅垂时，测得所述车辆轮胎中心轴到单滚筒表面的距离L。

所述轮胎的滚动阻力Fr根据所述单滚筒中心轴的反作用力Ft求出，通过在驱动轮胎中心处求矩可得所述测试车辆驱动轮胎的滚动阻力Fr，所述测试车辆驱动轮胎的滚动阻力等于所述单滚筒中心轴的反作用里乘以（1+单滚筒半径除以轮胎中心轴到单滚表面的距离）。 

本发明提供了一种对轮胎滚动阻力的测量方法，包括：调速电机、电涡流测功机、单滚筒和轮胎滚动阻力测试模块；

所述调速电机用于对所述测试汽车进行反拖测试；

所述电涡流测功机用于对车辆加载，这样可以测量不同载荷下的轮胎滚动阻力；

所述单滚筒用于模拟测试车辆在实际道路上的运行状态；

所述轮胎滚动阻力测试模块包括车辆轮胎中心轴到单滚表面距离L的测试、单滚筒中心轴反作用力Ft的测试和轮胎滚动阻力Fr的计算模块，其中：

所述车辆轮胎中心轴到单滚表面的距离测试模块，用于当驱动轮中心与转鼓中心连线与地面铅垂时，且还未驱动电机时进行测试得出数据；

所述单滚筒中心轴的反作用力Ft测试模块，用于底盘测功机对所述车辆进行反拖测试时测得的中心轴反作用力；

所述计算模块，采用反拖测力法，根据所述车辆轮胎中心轴到单滚表面的距离L和单滚筒中心轴的反作用力Ft，对轮胎中心处求矩可得所述测试车辆驱动轮滚动阻力Fr，所述测试车辆驱动轮胎的滚动阻力等于所述单滚筒中心轴的反作用力乘以（1+单滚筒半径除以轮胎中心轴到单滚表面的距离）。

本发明提供的轮胎滚动阻力测试方法，采用单滚筒在整车状态下对测试车辆驱动轮胎进行测量，具有操作简便、测量精确等优点。所采用的单滚筒不仅能够更加准确的模拟实际路面而且由于单滚筒与多滚筒相比较来说减少了连轴器、支撑轴承，从而使得台架机械损失小，同时单滚筒与多滚筒相比，其测功机内部阻力较小，诸多优点可知单滚筒测量精度较高。

本发明采用反拖测力法，所谓反拖测力法是指在调速电机反拖驱动轮时，通过测力法求得轮胎的滚动阻力Fr。由于反拖测力法采用在轮胎中心处求矩的办法，故可以直接将传感器安装在单滚筒中心轴上而不是装在驱动轮中心轴上，这样即能够避免对测试车辆进行改动又能达到对车辆轮胎滚动阻力的快速测量。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明实施或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术中所需要使用的附图作以简单介绍。

图1为本发明轮胎滚动阻力测试方法的流程图；

图2为本发明轮胎滚动阻力的测试原理图；

图3为电涡流测功机与调速电机的安装示意图；

图4为三分力传感器布置方案图。

图中各数字含义如下：

1、汽车驱动轮 2、单滚筒 3、电涡流测功器 4、转鼓中心轴 5、联轴器 6、调速电机 7、传感器板 8、三分力传感器 9、单滚筒台架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，而做的相关研究都属于本发明保护的范围。

图1为本发明轮胎滚动阻力测试方法的流程图，如图1、图2、图3、图4所示，该轮胎滚动阻力测试方法包括：

汽车两个驱动轮1通过举升机放置在单滚筒2上，驱动轮1中心与单滚筒2中心连线与地面铅垂。

单滚筒2安装在中心轴4上，中心轴4的一端安装了一个电涡流测功机3用于对车辆进行加载测试；中心轴另一端安装了一个调速电机用于对车辆进行反拖测试。

如图2所示单滚筒中心轴4上还安装有三分力传感器8，用于测出单滚筒中心轴的反作用力Ft。

该传感器以测力板形式与设备装配在一起，传感器分别安装在台架9和传感器板7之间对应的角部位置。

随后踩下汽车离合器，切断发动机与传动系连接。合上联轴器5，连接可调节电机6与中心轴4，启动电机，为了使转鼓对驱动轮作用力向汽车前方，使转鼓2反向旋转，此时为转鼓反拖汽车驱动轮。使测试车辆驱动轮1的转速稳定在某一个速度。

在转速稳定的情况下采集传感器的数据，通过采集目标检测点位移量，对采集到的位移量进行数据处理，分析不同工况下轮胎滚动阻力位移场的响应情况，再依据最小二乘法对采集的传感器样本数据进行计算，求得单滚筒中心轴的反作用力Ft。

根据所述中心轴的反作用力求轮胎滚动阻力，采用反拖测力法对轮胎中心处求矩，在轮胎中心处求矩可得：Fr×L=Ft×（R+L），所以轮胎滚动阻力就为：Fr=Ft（1+R/L）。

为测得不同载荷Fy下的轮胎滚动阻力，可以通过调节电涡流测功机3，给汽车施加载荷，使汽车驱动轮1转速稳定在某一个速度，假设为N转/分。之后踩下汽车离合器，切断发动机与传动系连接，合上联轴器5，连接可调节电机6与中心轴4，调节可调节电机6，使汽车驱动轮转速与加载时转速一样为N转/分。

重复步骤以上步骤即可求得不同载荷Fy下汽车轮胎的滚动阻力。

Claims (5)

1.一种单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，其特征在于，车辆底盘测功机通过作用于单滚筒来对测试车辆进行反拖测试，根据单滚筒中心轴处的三分力传感器数据能够得到所述单滚筒中心轴的反作用力Ft，再根据所述中心轴的反作用力求轮胎滚动阻力Fr，对轮胎中心处求矩可得：Fr×L=Ft×（R+L），所以所述轮胎滚动阻力即为：Fr=Ft（1+R/L），式中R为单滚筒的半径，L为轮轴中心到单滚筒面的距离，Ft为单滚筒中心轴的反作用力，Fr为轮胎的滚动阻力。

2. 根据权利要求1所述的单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，其特征在于，当驱动轮中心与转鼓中心连线与地面铅垂时，测得所述车辆轮胎中心轴到单滚筒表面的距离L，包括：不同载荷且驱动轮静止的状态下测得所述测试车辆的驱动轮中心轴到所述单滚筒的表面的距离。

3. 根据权利要求1所述的单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，其特征在于，所述底盘测功机对所述车辆进行反拖测试时，由安装在所述单滚筒中心轴处的三分力传感器测出单滚筒中心轴的反作用力，包括：三分力传感器的安装，通过采集目标检测点位移量，分析不同工况下轮胎滚动阻力位移场的响应情况，把采集的位移量作为样本数据，依据最小二乘法对采集的传感器样本数据进行计算，求得单滚筒中心轴的反作用力Ft。

4. 根据权利要求3所述单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，其特征在于，测量单滚筒中心轴反作用力的传感器，该传感器为三分力传感器，所述传感器直接安装在所述单滚筒的中心轴上而无需对测试车辆驱动轮进行改装。

5.根据权利要求1所述的单滚筒在整车状态下测量轮胎滚动阻力的方法，其特征是所述底盘测功机包括：调速电机、电涡流测功机、三分力传感器及单滚筒中心轴；所述调速电机安装在单滚筒中心轴的一端用于对所述测试汽车进行反拖测试；在单滚筒中心轴的另一端串联了一个电涡流测功机，用于对车辆加载；所述三分力传感器与调速电机、电涡流测功机一样安装在单滚筒中心轴上用于测量单滚筒中心轴的反作用力。

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