CN105092266B - 轮胎水滑性能动态测试实验台及实验方法 - Google Patents
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Abstract
轮胎水滑性能动态测试实验台及实验方法,属于轮胎力学性能测试领域,所述的实验台包括基台,基台上设置有组合框架、轮胎接触盘、摄像头和数据与图像采集设备;组合框架上安装有电机和加压水容器,加压水容器上设有水膜喷射器,轮胎接触盘位于被测轮胎的下方,摄像头位于被测轮胎与轮胎接触盘相接触位置的正下方,数据与图像采集设备与摄像头之间通过数据线相连接。所述的实验方法包括被测轮胎在正常、侧倾、侧偏以及侧倾和侧偏相结合的状态下的性能测试。本发明可模拟轮胎在干、湿路面垂直或侧倾状态下高速运转时的各种工况,用于测试轮胎的力学特性,为轮胎研发和性能分析提供完善的实验数据。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎力学性能测试领域,具体地说是一种轮胎水滑性能动态测试实验台及实验方法,适用于轮胎与路面之间相互作用特性的测试。
背景技术
汽车能在道路上安全行驶依赖于轮胎与路面的接触,在潮湿的天气或雨后,当车辆在湿滑路面上高速行驶时,由于路面上流体的动力润滑作用,轮胎将产生水滑现象。所谓水滑,是指当路面有面层积水时,高速行驶的车辆由于水膜作用而使车轮产生飘浮滑移失控的现象,此时,车辆易失去方向的操控性以及减速的制动性,从而致使车祸的发生。
目前,进行轮胎的性能实验大都在汽车转鼓实验台上进行,转鼓实验台采用转鼓模拟地面,因为转鼓与被测轮胎的接触面不是平面,所以采用转鼓模拟地面的实验台并不适合进行水滑性能实验。因此,轮胎水滑性能测试是以下述场地实验方式进行的:采用实际车辆在实验场地以一定速度行驶,当轮胎通过有一定量的水散布的透明塑料板时,使用高速摄相机对轮胎的胎面进行瞬间拍摄。在轮胎与透明塑料板接触位置下方的地面上挖一个坑,将高速摄像机安装在所述的坑内,摄相机与计算机连接,坑上覆盖透明塑料板。在实验中,车辆以一定速度行驶,轮胎从透明塑料板上滚过,摄像机在轮胎靠近时持续拍摄,将图像传输到计算机中进行处理。
场地实验的方式还存在一些弊端:一是被测轮胎的拆装比较麻烦,实验的可重复性差;二是所需实验人员多,效率低,劳动强度大,导致资源浪费;三是上述场地实验仅仅是判断轮胎胎面是否接地,存在无法实施更详细的测试的不足。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种轮胎水滑性能动态测试实验台及实验方法,该实验台及实验方法满足轮胎实际运行工况要求,能够模拟轮胎与路面之间发生水滑现象,并在发生水滑现象时针对轮胎接地性能进行详细的测试,为轮胎研发和性能分析提供完善的实验数据。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:轮胎水滑性能动态测试实验台,包括承载整个实验台的基台,基台上设置有组合框架、轮胎接触盘、摄像头和数据与图像采集设备;组合框架上安装有电机和加压水容器,组合框架带动电机上下移动以适应不同尺寸的轮胎;电机的输出轴连接用于装载被测轮胎的轮毂,加压水容器通过水管与水膜喷射器相连通,水膜喷射器用于在被测轮胎的前方喷洒水膜,通过控制加压水容器的水压控制水膜厚度;所述的轮胎接触盘为透明回转盘,轮胎接触盘位于被测轮胎的下方用于模拟与被测轮胎相接触的地面,摄像头位于被测轮胎与轮胎接触盘相接触位置的正下方,数据与图像采集设备与所述的摄像头之间通过数据线相连接。
所述的电机采用伺服电机,加压水容器上设有接水口,所述的水膜喷射器由并列排列的一排喷嘴构成,为了满足轮胎实际运行工况的要求,水膜喷射器在被测轮胎的正前方喷洒水膜,喷洒水膜的宽度应大于被测轮胎的宽度。
所述的摄像头采用CCD高速摄像头,CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长以及抗震动等优点。数据与图像采集设备可采用电脑,为了便于使用,基台上放置电脑的位置应设置一个放置台。由于轮胎接触盘整体为透明的,所以基台上的摄像头可以透过轮胎接触盘拍摄被测轮胎与轮胎接触盘接触的情况,摄像头和数据与图像采集设备相连以获取图像数据。
轮胎接触盘采用透明材料制作,可选用钢化玻璃或有机玻璃等,便于看清轮胎接地变形状况及水流通过轮胎花纹状态,判断轮胎的排水性能。
进一步的技术方案为:所述电机的输出轴上安装有六分力传感器用以对被测轮胎进行轮胎力测量,六分力传感器与所述数据与图像采集设备之间通过数据线相连接。
进一步的技术方案为:所述电机的一侧设置有侧偏液压缸,侧偏液压缸的活塞杆带动电机至不同的侧偏角度,从而调节被测轮胎的侧偏角度。
进一步的技术方案为:所述的组合框架包括支撑架、升降梁和横梁;所述支撑架的底端与基台固定连接,所述升降梁沿支撑架上下滑动,升降梁和支撑架之间设有垂直加载液压缸;所述横梁连接在升降梁上,所述的电机和加压水容器均安装在横梁上,横梁带动电机在其输出轴的轴线方向移动以及在上下方向倾斜。
所述的支撑架包括一根横向支撑杆和两根纵向支撑杆,横向支撑杆位于纵向支撑杆的顶端且连接在两根纵向支撑杆之间,纵向支撑杆的底端与所述基台固定连接,纵向支撑杆上设置有支撑架导向槽,所述支撑架导向槽为沿纵向支撑杆轴线方向设置的长条状通孔。
所述的升降梁包括横向部分和纵向部分,升降梁与支撑架的形状相同,升降梁的横向部分位于支撑架横向支撑杆的下方,升降梁的纵向部分位于支撑架纵向支撑杆的内侧;升降梁的横向部分与支撑架横向支撑杆之间设有垂直加载液压缸,升降梁纵向部分的外侧对称的设有导向头,导向头位于所述支撑架导向槽内并沿支撑架导向槽上下滑动。
所述横梁的两端分别连接在升降梁两个纵向部分的内侧,垂直加载液压缸能够驱动升降梁上下移动,从而带动位于横梁上的电机移动,以满足不同尺寸轮胎的测试要求。
进一步的技术方案为:在所述的垂直加载液压缸处设置有压力传感器和百分表以获取力的变化和升降梁上下运动的位移数据,从而评价被测轮胎的承载性能;压力传感器和百分表分别通过数据线和数据与图像采集设备相连接。
垂直加载液压缸缸体的上端固定在支撑架上,垂直加载液压缸活塞杆的下端通过压力传感器与升降梁固定连接;百分表一端的磁性座吸附在升降梁上,另一端的标尺与支撑架接触,升降梁上下运动的位移数据通过数据线传输到数据与图像采集设备。
进一步的技术方案为:所述的横梁包括横梁内管和横梁套管,横梁内管对称的分布在横梁套管的两端;横梁内管一端铰接在所述升降梁上,另一端与横梁套管连接,横梁套管沿横梁内管轴线方向前后滑动,所述的电机和加压水容器均安装在横梁套管上。
所述的横梁内管包括两根,两根横梁内管分别安装在所述升降梁两个纵向部分的内侧;所述的横梁套管两端对称的设置有直角拐角,横梁套管的两端分别套置在两根横梁内管上。
进一步的技术方案为:所述基台上设置有侧倾千斤顶,侧倾千斤顶的活塞杆将横梁套管顶至不同高度以使电机侧倾,从而调节被测轮胎的侧倾角度。
进一步的技术方案为:所述的电机和侧偏液压缸均安装在横梁套管中部的安装槽内,侧偏液压缸的缸体固定在安装槽内,侧偏液压缸的活塞杆末端铰接在电机上,电机远离侧偏液压缸的一侧与安装槽的侧壁之间设有电机侧偏余量。电机安装在安装槽内可使电机更加稳固,同时也使实验台的结构更加紧凑。
进一步的技术方案为:所述的轮胎接触盘为圆盘,圆盘的边缘处设有凸起沿从而使圆盘呈凹槽状,圆盘通过平面轴承安装在基台上并绕圆盘轴在水平方向自由转动;圆盘上设置有泄水槽,泄水槽为将圆盘上下贯通的槽,所述基台上对应泄水槽的位置设置有储水箱。
圆盘呈凹槽状,可以避免圆盘内的水流到基台上,设置泄水槽和储水箱,多余的水经泄水槽流入储水箱,当储水箱中的水满了之后,将储水箱取出将水倒掉,便于废水的清理和再利用。为避免泄水槽对被测轮胎构成影响,泄水槽应设置在靠近圆盘轴的位置。
圆盘通过平面轴承可实现水平自由转动,在车辆实际行驶中轮胎是不断向前运行的,但是本发明中被测轮胎在电机的带动下原地运转,因此为了充分模拟轮胎实际运行工况,将圆盘设置为水平自由转动,模拟与被测轮胎相接触的地面。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案还包括:轮胎水滑性能动态测试实验台的实验方法,包括以下步骤:
步骤(1):将被测轮胎安装在所述轮毂上;
步骤(2):通过所述垂直加载液压缸进行加载,使被测轮胎与轮胎接触盘接触并压紧在轮胎接触盘上,垂直加载液压缸加载过程中压力传感器和百分表实时记录力与位移的变化,并将数据实时传输至数据与图像采集设备;
步骤(3):进行轮胎侧倾状态下的性能测试时,通过侧倾千斤顶使被测轮胎的轴线与基台之间存在侧倾角,从而使被测轮胎处于侧倾状态;进行轮胎侧偏状态下的性能测试时,通过侧偏液压缸使电机水平摆动,电机水平摆动的角度为侧偏角,从而使被测轮胎处于侧偏状态;进行轮胎侧倾和侧偏相结合的状态下的性能测试时,同时调整侧倾角和侧偏角,从而使被测轮胎同时处于侧倾和侧偏状态;进行轮胎垂直于地面并直线行驶状态下的性能测试时,省略此步骤;
步骤(4):接通电机电源,控制电机的转速,从而确定被测轮胎的滚动速度;
步骤(5):加压水容器中的水通过水管从水膜喷射器中喷出,在轮胎接触盘上形成水膜,通过控制水压控制水膜厚度;
步骤(6):被测轮胎旋转的同时,所述摄像头将被测轮胎和轮胎接触盘接触的情况拍摄下来并将图像传输至数据与图像采集设备,所述六分力传感器也将采集的数据传输至数据与图像采集设备;
步骤(7):通过分析数据与图像采集设备中的各项数据和图像,获得被测轮胎的水滑性能。
本发明的有益效果是:
1、采用平面回转圆盘模拟被测轮胎接触的地面,而不是传统的转鼓模拟地面,更加贴合轮胎实际运行工况,实验结果更加准确可靠,同时实验台的结构更加紧凑;
2、设有平面回转圆盘、平面轴承和水膜喷射器等,实现轮胎水滑动态工况加载,满足轮胎动态水滑性能测试实际运行工况要求,并可分别实现轮胎在干、湿路面上轮胎滚动接地性能的测试;
3、设置垂直加载液压缸和侧倾千斤顶,可实现被测轮胎的垂直加载运动和侧倾加载运动,并能够满足不同尺寸轮胎的测试要求;
4、垂直加载液压缸处设有百分表,并通过量角规测量被测轮胎侧倾角和被测轮胎侧偏角,结合电机输出轴上的六分力传感器,可获取垂直变形、被测轮胎侧倾角、被测轮胎侧偏角以及轮胎力等相关数据;此外,分别采用压力传感器和六分力传感器进行轮胎力测量,保证了实验结果的全面性、高精度和可靠性;
5、被测轮胎安装在与电机输出轴相连接的轮毂上,拆装方便,实验的可重复性好,节省人力、效率高、劳动强度低。
6、本发明的实验方法可模拟轮胎在干、湿路面垂直或侧倾状态下高速运转时的各种工况,进行轮胎在正常、侧倾、侧偏以及侧倾和侧偏相结合的状态下的性能测试,为轮胎研发和性能分析提供完善的实验数据。
附图说明
图1为本发明实施例中实验台的整体结构示意图;
图2为本发明实施例中实验台省略轮胎接触盘之后的结构示意图;
图3为本发明实施例中实验台省略基台以及安装在基台上的轮胎接触盘、数据与图像采集设备等部件之后的结构示意图。
图中:1数据与图像采集设备,2接水口,3垂直加载液压缸,4压力传感器,5升降梁,6支撑架,7销钉,8横梁内管,9横梁套管,10侧倾千斤顶,11圆盘轴,12轮胎接触盘,13基台,14泄水槽,15水膜喷射器,16水管,17加压水容器,18支撑架导向槽,19导向头,20被测轮胎,21电机,22平面轴承,23摄像头,24数据线,25侧偏液压缸,26六分力传感器。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述:
如图1所示。轮胎水滑性能动态测试实验台,包括承载整个实验台的基台13,基台13上设置有组合框架、轮胎接触盘12、摄像头23和数据与图像采集设备1;组合框架上安装有电机21和加压水容器17,组合框架带动电机21上下移动以适应不同尺寸的轮胎;电机21的输出轴连接用于装载被测轮胎20的轮毂,加压水容器17通过水管16与水膜喷射器15相连通,水膜喷射器15用于在被测轮胎20的前方喷洒水膜,通过控制加压水容器17的水压控制水膜厚度;所述的轮胎接触盘12为透明回转盘,轮胎接触盘12位于被测轮胎20的下方用于模拟与被测轮胎20相接触的地面。如图2所示,摄像头23位于被测轮胎20与轮胎接触盘12相接触位置的正下方,数据与图像采集设备1与所述的摄像头23之间通过数据线24相连接。
所述的电机21采用伺服电机,加压水容器17上设有接水口2,所述的水膜喷射器15由并列排列的一排喷嘴构成,为了满足轮胎实际运行工况的要求,水膜喷射器15在被测轮胎20的正前方喷洒水膜,喷洒水膜的宽度应大于被测轮胎20的宽度。
所述的摄像头23采用CCD高速摄像头,CCD是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写,它是一种半导体成像器件,因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长以及抗震动等优点。数据与图像采集设备1可采用电脑,为了便于使用,基台13上放置电脑的位置应设置一个放置台。由于轮胎接触盘12整体为透明的,所以基台13上的摄像头23可以透过轮胎接触盘12拍摄被测轮胎20与轮胎接触盘12接触的情况,摄像头23和数据与图像采集设备1相连以获取图像数据。
轮胎接触盘12采用透明材料制作,可选用钢化玻璃或有机玻璃等,便于看清轮胎接地变形状况及水流通过轮胎花纹状态,判断轮胎的排水性能。
如图3所示,所述电机21的输出轴上安装有六分力传感器26用以对被测轮胎20进行轮胎力测量,六分力传感器26与所述数据与图像采集设备1之间通过数据线相连接。
所述电机21的一侧设置有侧偏液压缸25,侧偏液压缸25的活塞杆带动电机21至不同的侧偏角度,从而调节被测轮胎20的侧偏角度。
所述的组合框架包括支撑架6、升降梁5和横梁;所述支撑架6的底端与基台13固定连接,所述升降梁5沿支撑架6上下滑动,升降梁5和支撑架6之间设有垂直加载液压缸3;所述横梁连接在升降梁5上,所述的电机21和加压水容器17均安装在横梁上,横梁带动电机21在其输出轴的轴线方向移动以及在上下方向倾斜。
所述的支撑架6包括一根横向支撑杆和两根纵向支撑杆,横向支撑杆位于纵向支撑杆的顶端且连接在两根纵向支撑杆之间,纵向支撑杆的底端与所述基台13固定连接,纵向支撑杆上设置有支撑架导向槽18,所述支撑架导向槽18为沿纵向支撑杆轴线方向设置的长条状通孔。
所述的升降梁5包括横向部分和纵向部分,升降梁5与支撑架6的形状相同,升降梁5的横向部分位于支撑架6横向支撑杆的下方,升降梁5的纵向部分位于支撑架6纵向支撑杆的内侧,升降梁5的横向部分与支撑架6横向支撑杆之间设有垂直加载液压缸3;升降梁5纵向部分的外侧对称的设有导向头19,导向头19位于所述支撑架导向槽18内并沿支撑架导向槽18上下滑动。
所述横梁的两端分别连接在升降梁5两个纵向部分的内侧,垂直加载液压缸3能够驱动升降梁5上下移动,从而带动位于横梁上的电机21移动,以满足不同尺寸轮胎的测试要求。
在所述的垂直加载液压缸3处设置有压力传感器4和百分表以获取力的变化和升降梁5上下运动的位移数据,从而评价被测轮胎20的承载性能;压力传感器4和百分表分别通过数据线和数据与图像采集设备1相连接。
垂直加载液压缸3缸体的上端固定在支撑架6上,垂直加载液压缸3活塞杆的下端通过压力传感器4与升降梁5固定连接;百分表一端的磁性座吸附在升降梁5上,另一端的标尺与支撑架6接触,升降梁5上下运动的位移数据通过数据线传输到数据与图像采集设备1。
所述的横梁包括横梁内管8和横梁套管9,横梁内管8对称的分布在横梁套管9的两端;横梁内管8一端通过销钉7铰接在所述升降梁5上,另一端与横梁套管9连接,横梁套管9沿横梁内管8轴线方向前后滑动,所述的电机21和加压水容器17均安装在横梁套管9上。
所述的横梁内管8包括两根,两根横梁内管8分别安装在所述升降梁5两个纵向部分的内侧;所述的横梁套管9两端对称的设置有直角拐角,横梁套管9的两端分别套置在两根横梁内管8上。
所述基台13上设置有侧倾千斤顶10,侧倾千斤顶10的活塞杆伸缩时,横梁内管8会绕销钉7旋转,从而使横梁套管9的高度发生变化,横梁套管9的高度发生变化时,电机21在上下方向上会出现不同程度的倾斜,因此侧倾千斤顶10的活塞杆将横梁套管9顶至不同高度以使电机21侧倾,可以调节被测轮胎20的侧倾角度。
所述的电机21和侧偏液压缸25均安装在横梁套管9中部的安装槽内,侧偏液压缸25的缸体固定在安装槽内,侧偏液压缸25的活塞杆末端铰接在电机21上,电机21远离侧偏液压缸5的一侧与安装槽的侧壁之间设有电机侧偏余量。电机21安装在安装槽内可使电机21更加稳固,同时也使实验台的结构更加紧凑。
所述的轮胎接触盘12为圆盘,圆盘的边缘处设有凸起沿从而使圆盘呈凹槽状,圆盘通过平面轴承22安装在基台13上并绕圆盘轴11在水平方向自由转动;圆盘12上设置有泄水槽14,泄水槽14为将圆盘12上下贯通的槽,所述基台13上对应泄水槽14的位置设置有储水箱。
圆盘12呈凹槽状,可以避免圆盘12内的水流到基台13上,设置泄水槽14和储水箱,多余的水经泄水槽14流入储水箱,当储水箱中的水满了之后,将储水箱取出将水倒掉,便于废水的清理和再利用。为避免泄水槽14对被测轮胎20构成影响,泄水槽14应设置在靠近圆盘轴11的位置。
圆盘12通过平面轴承22可实现水平自由转动,在车辆实际行驶中轮胎是不断向前运行的,但是本发明中被测轮胎20在电机21的带动下原地运转,因此为了充分模拟轮胎实际运行工况,将圆盘12设置为水平自由转动,模拟与被测轮胎20相接触的地面。
轮胎水滑性能动态测试实验台的实验方法,包括以下步骤:
步骤(1):将被测轮胎20安装在所述轮毂上。
步骤(2):通过所述垂直加载液压缸3进行加载,垂直加载液压缸3推动升降梁5向下运动,升降梁5带动横梁内管8和横梁套管9向下运动,使被测轮胎20与轮胎接触盘12接触并压紧在轮胎接触盘12上,实现了对被测轮胎20的加载。垂直加载液压缸3加载过程中压力传感器4和百分表实时记录力与位移的变化,并将数据实时传输至数据与图像采集设备1。
步骤(3):进行轮胎侧倾状态下的性能测试时,通过侧倾千斤顶10使被测轮胎20的轴线与基台13之间存在侧倾角,从而使被测轮胎20处于侧倾状态;进行轮胎侧偏状态下的性能测试时,通过侧偏液压缸25使电机21水平摆动,电机21水平摆动的角度为侧偏角,从而使被测轮胎20处于侧偏状态;进行轮胎侧倾和侧偏相结合的状态下的性能测试时,同时调整侧倾角和侧偏角,从而使被测轮胎20同时处于侧倾和侧偏状态;进行轮胎垂直于地面并直线行驶状态下的性能测试时,省略此步骤;
侧倾千斤顶10活塞杆伸出时,将横梁套管9向上顶起,横梁内管8绕销钉7转动使得被测轮胎20的轴线与地面不再平行,呈一定夹角,使被测轮胎20处于侧倾状态,从而通过侧倾千斤顶10能够调节被测轮胎20的侧倾角度,可采用量角规测量升降梁5的纵向部分和横梁内管8之间的夹角度数,该夹角即为侧倾角。
侧偏液压缸25的活塞杆伸出时,能够带动电机21和被测轮胎20也水平摆动一定角度,使被测轮胎20处于侧偏状态,从而通过侧偏液压缸25能够调节被测轮胎20的侧偏角度,可采用量角规测量电机21的轴和横梁套管9的横管之间的夹角度数,该夹角即为侧偏角。
步骤(4):接通电机21电源,控制电机21的转速,从而确定被测轮胎的滚动速度;被测轮胎20自转,带动轮胎接触盘12水平自由旋转。
步骤(5):水由接水口2流入加压水容器17,加压水容器17中的水通过水管16从水膜喷射器15中喷出,在轮胎接触盘12上形成水膜,通过控制水压控制水膜厚度。
步骤(6):被测轮胎20旋转的同时,所述摄像头23将被测轮胎20和轮胎接触盘12接触的情况拍摄下来并将图像传输至数据与图像采集设备1,所述六分力传感器26也将采集的数据传输至数据与图像采集设备1。
步骤(7):通过分析数据与图像采集设备中的各项数据和图像,获得被测轮胎的水滑性能。通过分析力、位移、转速、水膜厚度的变化可获得被测轮胎20的湿地排水性能和抓地力表现等水滑性能。
当不开启水膜喷射器15时,实现轮胎在干路面上轮胎滚动接地性能的测试;当开启水膜喷射器15时,实现轮胎在湿路面上轮胎滚动接地性能的测试。
上述实施例中,轮胎接触盘12采用圆盘,且设置有凸起沿和泄水槽,但是本发明的轮胎接触盘不仅仅局限于上述结构形式,也可以设置为其他的形状。基于轮胎接触盘为回转结构,在回转半径一定的前提下,圆盘结构所占用的空间最小,有利于缩小整个实验台的体积,所以圆盘结构为优选的实施方式。设置凸起沿和泄水槽便于水滑实验中水的回收和清理,若是不设置凸起沿和泄水槽,水会流到基台13上以及其他位置,不便于水的回收和清理,但是实验可以正常进行。
本发明组合框架的结构和形状不限于上述实施例所述的形式,组合框架的主要作用为承载电机21,组合框架应能实现电机21的上下移动、侧倾(电机输出轴在上下方向倾斜)和侧偏(电机输出轴在被测轮胎20前后方向倾斜),从而带动被测轮胎20侧倾或侧偏,以保证实验结果的全面性。
本发明中的“上”、“下”、“前”、“后”均是为了方便描述采用的相对术语,不能理解为绝对位置而构成对保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不是本发明的全部实施例,不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
除说明书所述技术特征外,其余技术特征均为本领域技术人员已知技术,为了突出本发明的创新特点,上述技术特征在此不再赘述。
Claims (6)
1.轮胎水滑性能动态测试实验台,其特征是,包括承载整个实验台的基台,基台上设置有组合框架、轮胎接触盘、摄像头和数据与图像采集设备;组合框架上安装有电机和加压水容器,组合框架带动电机上下移动以适应不同尺寸的轮胎;电机的输出轴连接用于装载被测轮胎的轮毂,加压水容器通过水管与水膜喷射器相连通,水膜喷射器用于在被测轮胎的前方喷洒水膜,通过控制加压水容器的水压控制水膜厚度;所述的轮胎接触盘为透明回转盘,轮胎接触盘位于被测轮胎的下方用于模拟与被测轮胎相接触的地面,摄像头位于被测轮胎与轮胎接触盘相接触位置的正下方,数据与图像采集设备与所述的摄像头之间通过数据线相连接;
所述电机的输出轴上安装有六分力传感器用以对被测轮胎进行轮胎力测量,六分力传感器与所述数据与图像采集设备之间通过数据线相连接;所述电机的一侧设置有侧偏液压缸,侧偏液压缸的活塞杆带动电机至不同的侧偏角度,从而调节被测轮胎的侧偏角度;
所述的组合框架包括支撑架、升降梁和横梁;所述支撑架的底端与基台固定连接,所述升降梁沿支撑架上下滑动,升降梁和支撑架之间设有垂直加载液压缸;所述横梁连接在升降梁上,所述的电机和加压水容器均安装在横梁上,横梁带动电机在其输出轴的轴线方向移动以及在上下方向倾斜;在所述的垂直加载液压缸处设置有压力传感器和百分表以获取力的变化和升降梁上下运动的位移数据,从而评价被测轮胎的承载性能;压力传感器和百分表分别通过数据线和数据与图像采集设备相连接。
2.根据权利要求1所述的轮胎水滑性能动态测试实验台,其特征是,所述的横梁包括横梁内管和横梁套管,横梁内管对称的分布在横梁套管的两端;横梁内管一端铰接在所述升降梁上,另一端与横梁套管连接,横梁套管沿横梁内管轴线方向前后滑动,所述的电机和加压水容器均安装在横梁套管上。
3.根据权利要求2所述的轮胎水滑性能动态测试实验台,其特征是,所述基台上设置有侧倾千斤顶,侧倾千斤顶的活塞杆将横梁套管顶至不同高度以使电机侧倾,从而调节被测轮胎的侧倾角度。
4.根据权利要求2所述的轮胎水滑性能动态测试实验台,其特征是,所述的电机和侧偏液压缸均安装在横梁套管中部的安装槽内,侧偏液压缸的缸体固定在安装槽内,侧偏液压缸的活塞杆末端铰接在电机上,电机远离侧偏液压缸的一侧与安装槽的侧壁之间设有电机侧偏余量。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的轮胎水滑性能动态测试实验台,其特征是,所述的轮胎接触盘为圆盘,圆盘的边缘处设有凸起沿从而使圆盘呈凹槽状,圆盘通过平面轴承安装在基台上并绕圆盘轴在水平方向自由转动;圆盘上设置有泄水槽,泄水槽为将圆盘上下贯通的槽,所述基台上对应泄水槽的位置设置有储水箱。
6.基于权利要求3所述的轮胎水滑性能动态测试实验台的实验方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤(1):将被测轮胎安装在所述轮毂上;
步骤(2):通过所述垂直加载液压缸进行加载,使被测轮胎与轮胎接触盘接触并压紧在轮胎接触盘上,垂直加载液压缸加载过程中压力传感器和百分表实时记录力与位移的变化,并将数据实时传输至数据与图像采集设备;
步骤(3):进行轮胎侧倾状态下的性能测试时,通过侧倾千斤顶使被测轮胎的轴线与基台之间存在侧倾角,从而使被测轮胎处于侧倾状态;进行轮胎侧偏状态下的性能测试时,通过侧偏液压缸使电机水平摆动,电机水平摆动的角度为侧偏角,从而使被测轮胎处于侧偏状态;进行轮胎侧倾和侧偏相结合的状态下的性能测试时,同时调整侧倾角和侧偏角,从而使被测轮胎同时处于侧倾和侧偏状态;进行轮胎垂直于地面并直线行驶状态下的性能测试时,省略此步骤;
步骤(4):接通电机电源,控制电机的转速,从而确定被测轮胎的滚动速度;
步骤(5):加压水容器中的水通过水管从水膜喷射器中喷出,在轮胎接触盘上形成水膜,通过控制水压控制水膜厚度;
步骤(6):被测轮胎旋转的同时,所述摄像头将被测轮胎和轮胎接触盘接触的情况拍摄下来并将图像传输至数据与图像采集设备,所述六分力传感器也将采集的数据传输至数据与图像采集设备;
步骤(7):通过分析数据与图像采集设备中的各项数据和图像,获得被测轮胎的水滑性能。
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