CN106908254A - 轮胎振动试验装置 - Google Patents

Abstract

一种轮胎振动试验装置，包括：能够旋转的转鼓，所述转鼓能够驱动所述轮胎在转鼓的外周面上行驶；所述转鼓能够接受来自第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；所述第一方向为所述转鼓的轴向，所述第二方向为竖直方向；所述第一方向、第二方向、第三方向相互垂直。采用本发明的轮胎振动试验装置可通过调节转鼓所受的激励力的方向来模拟轮胎在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎的振动特性测试。

Description

轮胎振动试验装置

技术领域

本发明涉及轮胎振动试验技术领域，具体涉及一种轮胎振动试验装置。

背景技术

对车辆行驶时轮胎振动特性的研究，有利于分析和解释车辆行驶舒适性和轮胎噪声产生的原因，并对轮胎动力学模型进行参数识别和模型验证。

传统的轮胎振动特性测试试验台有以下几个特征：

(1)轮胎固定安装在试验台，一般将轮胎由夹具固定安装在试验台上，通过作动器实现垂向加载，在轮胎测试过程中，轮胎垂向载荷不变；

(2)转鼓中心位置固定，通过涡流测功机带动转鼓转动，从而使轮胎按照一定速度转动，进行轮胎转动工况下的响应特性测量。

其存在的不足在于：

转鼓中心位置固定，垂向载荷不能实时调节，同时，轮胎只受到垂向载荷，无其它方向的载荷，因此不能模拟轮胎在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎的振动特性测试，应用于轮胎模型参数识别时需借助其他试验设施。

发明内容

本发明解决的问题是，轮胎只受到垂向载荷，且垂向载荷不变，无其它方向的载荷，不能模拟轮胎在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎的振动特性测试。

为解决上述问题，本发明提供一种轮胎振动试验装置，包括：

能够旋转的转鼓，所述转鼓能够驱动所述轮胎在转鼓的外周面上行驶；

所述转鼓能够接受来自第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；

所述第一方向为所述转鼓的轴向，所述第二方向为竖直方向；

所述第一方向、第二方向、第三方向相互垂直。

可选的，还包括激振器，所述激振器能够向所述转鼓施加第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；所述激振器包括：

能够向所述转鼓施加第一方向的激励力的第一激振器；

能够向所述转鼓施加第二方向的激励力的第二激振器；

能够向所述转鼓施加第三方向的激励力的第三激振器。

可选的，还包括：驱动机构，用于驱动所述转鼓转动。

可选的，还包括第一支架和第二支架，所述转鼓的转轴轴向一端与所述第一支架连接，轴向另一端与所述第二支架连接。

可选的，所述第一激振器、第二激振器、第三激振器分别与所述第一支架、第二支架相抵。

可选的，还包括：第一平台，所述转鼓、驱动机构、激励器设在所述第一平台上。

可选的，所述第一平台包括：

底板；

设于所述底板上的第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件；

所述第一激振器设于所述第一支撑件上，所述第二激振器设于所述底板上，所述第三激振器设于所述第二支撑件上，所述驱动机构设于所述第三支撑件上。

可选的，还包括：

第二平台，沿竖直方向，所述第二平台和所述第一平台具有设定距离；

所述第二平台上设有第四支撑件，所述第四支撑件上安装有所述轮胎；

所述第二平台上设有开孔，所述开孔暴露所述转鼓；

在所述开孔处，所述转鼓与所述轮胎接触并使所述轮胎在所述转鼓的外周面上行驶。

可选的，所述第四支撑件上设有凹槽，所述凹槽内设有滑块，所述滑块能够在所述凹槽内沿竖直方向滑动；

所述滑块上固设有第二轴，所述轮胎安装于所述第二轴上。

可选的，所述第二轴上套设轮辋，所述轮辋上安装所述轮胎，在所述轮辋的内周面上设有六分力测量仪，用于检测所述轮胎行驶过程中在所述第一方向、第二方向和第三方向所受的力和力矩。

可选的，所述第一支架上设有第一加速度传感器，用于检测所述第一支架在受到激励力时产生的加速度；

所述第二支架上设有第二加速度传感器，用于检测所述第二支架在受到激励力时产生的加速度；

所述第二轴上设有第三加速度传感器，用于检测所述轮胎在受到激励力时所产生的加速度。

可选的，所述激振器具有激振杆，在所述激振杆上设有激励力传感器，用于检测所述激振器所施加的激励力。

可选的，所述转鼓的转轴上设有转速传感器和转矩传感器，用于检测所述驱动机构输出的转速和转矩。

可选的，所述驱动机构为涡流测功机或电机。

可选的，所述转鼓的外径为所述轮胎外径的5-10倍。

可选的，还包括能够施加所述第二方向的激励力或所述第三方向的激励力的环形磁场机构，所述环形磁场机构包括设于所述转鼓的转轴的轴向一端的第一环形磁场机构，以及设于所述转鼓的转轴的轴向另一端的第二环形磁场机构；

所述环形磁场机构通过产生环绕所述转鼓的转轴的径向电磁力向所述转鼓施加所述第二方向的激励力或所述第三方向的激励力；

还包括：激振器，所述激振器能够向所述转鼓施加所述第一方向的激励力。

可选的，所述环形磁场机构包括：

相互套设的内圈和外圈，所述内圈和所述外圈之间具有间隙；

所述内圈固设于所述转鼓的转轴上，沿周向，所述内圈上间隔设有多组第一线圈；

所述外圈为永磁体，或者，所述外圈上设有多组第二线圈，所述激振器与所述外圈相抵；

所述第一线圈或者所述第二线圈通电后，所述内圈和所述外圈之间产生环绕所述转鼓的转轴的径向电磁力。

可选的，还包括多个电磁控制器，每一所述电磁控制器与每组所述第一线圈连接；每一所述电磁控制器通过改变输入所述第一线圈的电流大小控制所产生的径向电磁力大小。

可选的，还包括：驱动机构，用于驱动所述转鼓转动。

可选的，还包括：第一平台，所述转鼓、驱动机构、激励器设在所述第一平台上。

可选的，所述第一平台包括：

底板；

设于所述底板上的第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件及第四支撑件；

所述激振器设于所述第一支撑件上，所述转鼓的转轴的轴向两端的外圈分别设于所述第二支撑件和所述第三支撑件上，所述驱动机构设于所述第四支撑件上。

可选的，还包括：

第二平台，沿竖直方向，所述第二平台和所述第一平台具有设定距离；

所述第二平台上设有第五支撑件，所述第五支撑件上安装有所述轮胎；

所述第二平台上设有开孔，所述开孔暴露所述转鼓；

在所述开孔处，所述转鼓与所述轮胎接触并使所述轮胎在所述转鼓的外周面上行驶。

可选的，所述第五支撑件上设有凹槽，所述凹槽内设有滑块，所述滑块能够在所述凹槽内沿竖直方向滑动；

所述滑块上固设有第二轴，所述轮胎安装于所述第二轴上。

可选的，所述第二轴上套设轮辋，所述轮辋上安装所述轮胎，在所述轮辋的内周面上设有六分力测量仪，用于检测所述轮胎行驶过程中在所述第一方向、第二方向和第三方向所受的力和力矩。

可选的，所述转鼓的转轴的轴向一端设有第一加速度传感器，用于检测所述转鼓的转轴的轴向一端在受到激励力时产生的加速度；

所述转鼓的转轴的轴向另一端设有第二加速度传感器，用于检测所述转鼓的转轴的轴向另一端在受到激励力时产生的加速度；

所述第二轴上设有第三加速度传感器，用于检测所述轮胎在受到激励力时所产生的加速度。

可选的，所述激振器具有激振杆，在所述激振杆上设有激励力传感器，用于检测所述激振器所施加的激励力。

可选的，所述转鼓的转轴上设有转速传感器和转矩传感器，用于检测所述驱动机构输出的转速和转矩。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的轮胎振动试验装置中的转鼓具有外周面，所述转鼓能够驱动所述轮胎在所述外周面上行驶；当在试验装置上安装轮胎后，轮胎与转鼓的外周面接触，转鼓旋转，带动轮胎在转鼓的外周面行驶；在转鼓旋转的过程中，本试验装置中的转鼓受到第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力，所施加的激励力的大小可以调节；即，转鼓能够受到其中任意一个方向的激励力，或者，其中任意两个方向的激励力，或者，三个方向的激励力；其中，第一方向为转鼓的轴向，第二个方向为竖直方向(垂向)，第三个方向为水平方向；相比于现有技术中，轮胎只受垂向载荷；本实施例中，转鼓最多可受三个方向的激励力，从而轮胎也可以受三个方向的激励力所产生的载荷及力矩；可通过调节转鼓所受的激励力的方向来模拟轮胎在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎的振动特性测试。

附图说明

图1是本发明实施例一轮胎振动试验装置的立体图；

图2是本发明实施例一轮胎振动试验装置的主视图；

图3是本发明实施例一轮胎振动试验装置的右视图；

图4是图1中A部分的放大图；

图5是图1中B部分的放大图；

图6是本发明实施例一轮胎振动试验装置中轮胎及第四支撑件的放大图；

图7是本发明实施例二轮胎振动试验装置的立体图；

图8是本发明实施例二轮胎振动试验装置的主视图；

图9是本发明实施例二轮胎振动试验装置的右视图；

图10是本发明实施例二轮胎振动试验装置中环形磁场机构的剖面图，并示出环形磁场机构中内圈和外圈之间的径向电磁力；

图11是图7中C部分的放大图；

图12是本发明实施例二轮胎振动试验装置中轮胎及第五支撑件的放大图。

具体实施方式

现有技术中，轮胎只受到垂向载荷，且垂向载荷不变，无其它方向的载荷，不能模拟轮胎在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎的振动特性测试；而本发明的轮胎振动试验装置能够使轮胎受三个方向的激励力所产生的载荷及力矩；可通过调节所受的激励力的方向来模拟轮胎在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎的振动特性测试。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

实施例一

参考图1，本发明实施例的轮胎振动试验装置包括：能够旋转的转鼓11，转鼓11可以本身能够旋转，也可以是通过驱动机构驱动转鼓11旋转，本实施例中对此不做限制，只要转鼓11能够旋转即可；转鼓11具有供轮胎22行驶的外周面，转鼓11能够驱动轮胎22在转鼓11的外周面上行驶，为了使得转鼓11的外周面更接近真实的路面，转鼓11的外径应远远大于轮胎22的外径，一般转鼓11的外径为轮胎22外径的5-10倍，本实施例中，转鼓11的外径为3m-5m，包括3m和5m，轮胎22的外径为0.6m；此外，在转鼓11的外周面还分布有螺纹孔，用于安装路面块，可以模拟轮胎22在不同的路面上行驶。

转鼓11能够接受来自第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；本实施例的轮胎振动试验装置还包括激振器，激振器能够向转鼓11施加第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；第一方向、第二方向、第三方向相互垂直，其中，第一方向为转鼓11的轴向(图1中的Y方向)，第二方向为竖直方向(图1中的Z方向)；第三方向为纵向(图1中的X方向)；当转鼓11在受到第一方向的激励力时，转鼓11能够沿轴向滑移，从而带动轮胎22沿轴向滑移；当转鼓11在受到第二方向的激励力时，转鼓11能够沿竖直方向上下移动，从而带动轮胎22沿竖直方向上下移动；当转鼓11受到第三方向的激励力时，转鼓11能够沿纵向前后移动，从而带动轮胎22沿纵向偏移、侧偏滑移；当第三方向的激励力大小相同时，转鼓11带动轮胎纵向偏移；当第三方向的激励力大小不相同时，转鼓11带动轮胎侧偏滑移。本实施例中，激振器施加的最大激励力能够达到4000N以上，激振器的激振杆的行程可达50mm。

当在试验装置上安装轮胎后，轮胎22与转鼓11的外周面接触，转鼓11旋转，带动轮胎22在转鼓11的外周面行驶；在转鼓11旋转的过程中，本试验装置中的激振器向转鼓11施加第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力，所施加的激励力的大小可以调节；即，转鼓11能够受到其中任意一个方向的激励力，或者，其中任意两个方向的激励力，或者，三个方向的激励力；相比于现有技术中，轮胎22只受垂向载荷，本实施例中，转鼓11最多可受三个方向的激励力所产生的载荷及力矩，从而轮胎22也可以受三个方向的激励力所产生的载荷和力矩作用；可通过调节所受的激励力的方向来模拟轮胎22在路面上紧急制动、加速、侧向滑移等工况下轮胎22的振动特性测试。

参考图2和图3，本实施例中激振器包括：能够向转鼓11施加第一方向的激励力的第一激振器18，第一激振器18为一个；能够向转鼓11施加第二方向的激励力的第二激振器19，第二激振器19为两个，分别位于转鼓11的两侧；以及能够向转鼓11施加第三方向的激励力的第三激振器14a，第三激振器14a也为两个，也分别位于转鼓11的两侧。

继续参考图2，本试验装置还包括第一支架15和第二支架16，转鼓11的转轴轴向一端与第一支架15连接，轴向另一端与第二支架16连接，本实施例中，第一支架15和第二支架16为圆形支架，对于支架的形状不做限制，只要能够支撑转鼓11的转轴即可。

继续参考图2，本实施例中试验装置还包括驱动机构17，通过驱动机构17驱动转鼓11旋转，驱动机构17可以为涡流测功机或电机，本实施例中驱动机构为涡流测功机，通过涡流测功机驱动转鼓11旋转。

参考图4和图5，第一激振器18、第二激振器19、第三激振器14a、驱动机构17分别与第一支架15、第二支架16相抵；也即，参考图2，本实施例中，第一支架15在第一方向与驱动机构17相抵，具体为，转鼓11的转轴伸出第一支架15，并通过柔性联轴器与涡流测功机的输出轴连接，由于采用柔性联轴器，那么，第一支架15能够在外力的作用下运动；第一支架15在第二方向与第二激振器19相抵，具体为，第一支架15的外周面设有第一凹槽(图未示出)，第二激振器19的激振杆通过球铰与第一凹槽连接；第一支架15在第三方向与第三激振器14a相抵，具体为，第一支架15的外周面设有第二凹槽(图未示出)，第三激振器14a的激振杆通过球铰与第二凹槽连接。

由于第一支架15和第二支架16对称设于转鼓11的两侧，在第二支架的16的第一方向与第一激振器18相抵，具体为，第二支架16的轴向设有第三凹槽(图未示出)，第一激振器18的激振杆通过球铰与第三凹槽连接；第二支架16在第二方向与第二激振器19相抵，具体为，第二支架16的外周面设有第四凹槽(图未示出)，第二激振器19的激振杆通过球铰与第四凹槽连接；第二支架16在第三方向与第三激振器14a相抵，具体为，第二支架16的外周面设有第五凹槽(图未示出)，第三激振器14a的激振杆通过球铰与第五凹槽连接。

当然也可以理解为，第一支架15由驱动机构17、第二激振器19及第三激振器14a支撑；第二支架由第一激振器18、第二激振器19及第三激振器14a支撑。

本发明实施例轮胎振动试验装置还包括：第一平台，转鼓11、驱动机构17、激励器设在第一平台上，具体说来，参考图1，第一平台包括：底板10，沿竖直方向，底板10与转鼓11之间具有间隙，防止转鼓11旋转的过程与底板10摩擦；在底板10上设有设于第一支撑件13(参考图2)、第二支撑件14(参考图1)、第三支撑件12(参考图2)；可见，第一支撑件13和第三支撑件12均为一个，第二支撑件14为两个，第一支撑件13和第三支撑件12位于转鼓11的两侧，且同轴设置，两个第二支撑件14沿转鼓11的轴向布置，可以同轴布置也可以不同轴布置；本实施例中，第一支撑件13、第二支撑件14、第三支撑件12均呈板状，在其它实施例中，第一支撑件13、第二支撑件14、第三支撑件12也可以呈柱状或其它形状，只要能够起到支撑作用即可。

参考图4，本实施例中第一激振器18设于第一支撑件13上，第一激振器18垂直于第一支撑件13；参考图2，第二激振器19设于底板10上，两个第二激振器19同轴布置，且垂直于底板10；参考图3，第三激振器14a设于第二支撑件14上，且垂直于第二支撑件14；参考图2，驱动机构17设于第三支撑件12上，本实施例中，是在第三支撑件12上开设一凹槽，驱动机构17卡设于所述凹槽中。

参考图2，本实施例的试验装置还包括：第二平台20，第二平台20呈板状，沿竖直方向，第二平台20和第一平台具有设定距离，即第二平台20和底板10具有设定距离；在第二平台20上设有第四支撑件21，本实施例中，第四支撑件21也呈板状，但不限于板状，只要能够起到支撑作用，任何形状均可；第四支撑件21垂直于第二平台20，在第四支撑件21上安装有轮胎22；在第二平台20上设有开孔，开孔暴露11转鼓；在开孔处，转鼓11与轮胎22接触，转鼓11旋转能够使轮胎22在转鼓11的外周面上行驶。

参考图6，沿竖直方向，第四支撑件21上设有凹槽，凹槽面向轮胎，凹槽内设有滑块25，滑块25能够在凹槽内沿竖直方向滑动；滑块上25固设有垂直于滑块25的第二轴23，轮胎22安装于第二轴23上；本实施例中，在第四支撑件21的顶端设有用于调节滑块25滑动的调节旋钮24，调节调节旋钮24可以使滑块25沿竖直方向滑动，从而可以调整安装在第二轴23上轮胎的尺寸，可以实现不同尺寸的轮胎的振动试验。本实施例中，可以使用丝杠来控制滑块25在凹槽内滑动。

本发明实施例的轮胎振动试验装置是为了测试不同工况下，轮胎的振动特性，因此，需要测量不同工况下的试验数据；为采集试验所需的数据，本发明实施例在第二轴23上套设轮辋(图未示出)，轮辋上安装轮胎22，轮辋为六分力测量仪，用于检测轮胎22行驶过程中在第一方向、第二方向和第三方向所受的力和力矩。

同时，为测试轮胎22是在哪些工况下行驶的，在第一支架15上设有第一加速度传感器(图未示出)，用于检测第一支架15在受到激励力时产生的加速度；在第二支架16上设有第二加速度传感器(图未示出)，用于检测第二支架16在受到激励力时产生的加速度；在第二轴23上设有第三加速度传感器(图未示出)，用于检测轮胎22在受到激励力时所产生的加速度；激振器具有激振杆，在每一激振器的激振杆上设有激励力传感器，用于检测每一激振器所施加的激励力；转鼓11的转轴上设有转速传感器和转矩传感器，用于检测驱动机构17输出的转速和转矩。

本实施例中的六分力测量仪、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器及激励力传感器、转速传感器和转矩传感器均被配置成和数据采集单元连接，连接方式可以为通信连接，也可以为电连接，数据采集单元分别采集六分力测量仪、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器及激励力传感器发送的信号，数据采集单元将所采集的相应信号发送给数据处理单元，通过数据处理单元处理实验数据；得出不同工况下轮胎的振动特性。可将实验所测得的不同工况下轮胎的振动特性数据与轮胎FTire、SWIFT仿真模型对比，识别轮胎模型参数，并验证轮胎仿真模型振动特性。

采用本发明实施例的轮胎振动试验装置可以模拟如下工况下轮胎的振动特性：

1.第一激振器18向第二支架16施加第一方向的激励力，转鼓11会侧向滑移，那么轮胎22和转鼓11之间产生侧向滑移，模拟轮胎22侧向滑移工况；

2.两个第二激振器19分别向第一支架15和第二支架16施加不同的激励力时，转鼓11发生绕转鼓的偏转，即轮胎22相对转鼓11外周面有一定的外倾角，模拟轮胎22外倾时的转鼓-轮胎动态特性；

3.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行加速驱动，同时同步减小转鼓11两侧的第二激振器19分别向第一支架15和第二支架16施加的激励力，可模拟前驱车型急加速时前轮轴载荷减小时的动态特性；

4.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行加速驱动，同时同步增大转鼓11两侧的第二激振器19分别向第一支架15和第二支架16施加的激励力，可模拟后驱车型急加速时后轮轴载荷增大时的动态特性；

5.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行减速驱动，同时同步减小转鼓11两侧的垂向第二激振器19分别向第一支架15和第二支架16施加的激励力，可模拟整车紧急制动时后轮轴载荷减小时的动态特性；

6.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行减速驱动，同时同步增大转鼓11两侧的垂向第二激振器19分别向第一支架15和第二支架16施加的激励力，可模拟整车紧急制动时前轮轴载荷增大时的动态特性；

7.两个第三激振器14a分别对第一支架15和第二支架16施加相同的激励力时，转鼓11发生纵向偏移，即模拟轮胎22相对转鼓11在转动过程中同步发生纵向滑移。

8.两个第三激振器14a分别对第一支架15和第二支架16施加不同激励力时，转鼓11发生绕第三方向的偏转，即模拟轮胎22相对转鼓11在转动过程中同步发生侧偏滑移。需说明的是，第一激振器18、第二激振器19及第三激振器14a分别向第一支架15和第二支架16施加激励力的同时，六分力测量仪、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器及激励力传感器、转速传感器和转矩传感器均会采集相应的数据信号，并发送给数据采集单元。当然，采用本发明实施例试验装置不仅仅能够模拟上述工况下轮胎的振动试验特性，可根据实际试验需要，调节第一激振器18、第二激振器19及第三激振器14a向第一支架15和第二支架16施加激励力。

实施例二

参考图7和图8，本实施例的转鼓11和轮胎22的结构和实施例一中转鼓和轮胎的结构相同，第一方向、第二方向及第三方向的定义和实施例一中第一方向、第二方向及第三方向的定义相同；不同之处在于：本实施例还包括能够施加第二方向的激励力或第三方向的激励力的环形磁场机构，环形磁场机构包括设于转鼓11的转轴的轴向一端的第一环形磁场机构30，设于转鼓11的转轴的轴向另一端的第二环形磁场机构31，实施例一中施加第二方向的激励力的装置为第二激振器，施加第三方向的激励力的装置为第三激振器。

本实施例中，环形磁场机构通过产生环绕转鼓11的转轴的径向电磁力向转鼓11施加第二方向的激励力或第三方向的激励力；本实施例试验装置还包括：激振器32，激振器32能够向转鼓11施加第一方向的激励力。

本实施例中，第一环形磁场机构30和第二环形磁场机构31的结构相同，每一环形磁场机构包括：相互套设的内圈30b和外圈30a(参考图10)，内圈30b和外圈30a内部带有铁心，且内圈30b和外圈30a之间具有间隙；内圈30b固设于转鼓11的转轴上，内圈30b和转鼓11的转轴能够同步转动，沿周向，内圈30b上间隔设有多组第一线圈(图未示出)，每组线圈绕设于内圈30b上；外圈30a为永磁体，或者，外圈30a上设有多组第二线圈(图未示出)，第二线圈绕设于外圈30a上，激振器32与外圈30a相抵，外圈30a固定不动。

本实施例中，当第一线圈或者第二线圈通电后，内圈30b和外圈30a之间产生环绕转鼓11的转轴的径向电磁力；参考图10，其中，内圈30b上的第一线圈通电后产生N极性的电磁力，外圈30a上的第二线圈通电后产生S极性的电磁力；当外圈30a为永磁体，没有第二线圈时，也能够产生S极性的电磁力；这样，外圈30a和内圈30b所产生的电磁力极性相反，内圈30b和外圈30a会相互吸引，由于外圈30a固定不动，那么内圈30b便会运动，而内圈30b是和转鼓11的转轴固定连接的，从而内圈30b运动带动转鼓11的转轴运动，相当于转鼓11受到了激励力，

本实施例中，还包括多个电磁控制器(图未示出)，每一电磁控制器与每组第一线圈连接，即每一组第一线圈与一个电磁控制器相连接；电磁控制器改变通过改变输入第一线圈的电流大小控制所产生的径向电磁力大小；本实施例中，第一线圈可以是间隔环绕布置在内圈30b上，每组第一线圈通电后，可以产生不同方向的电磁力，这其中也包括第二方向和第三方向的电磁力；分别通过与布置在第二方向或第三方向上的第一线圈相连的电磁控制器改变输入第一线圈的电流大小，控制第二方向和第三方向所产生的径向电磁力大小。改变向转鼓11施加的第二方向的激励力和第三方向的激励力。

本实施例中环形磁场机构的作用和实施例一中第二激振器19、第三激振器14a的作用相同；但相比于实施例一，结构简化了，只需要在转鼓11的轴向两端分别布置一个环形磁场机构即可实现向转鼓施加第二方向的激励力和第三方向的激励力；而实施例一中，需要在转鼓11的轴向两端分别布置一个第二激振器19、第三激振器14a，结构较为复杂；此外，本实施例中，环形磁场机构不仅仅能够实现向转鼓施加第二方向的激励力和第三方向的激励力，还可以施加沿径向任一方向的激励力，可模拟轮胎更多的振动工况。

参考图8和图9，本实施例中试验装置还包括驱动机构17，用于驱动转鼓11转动；通过驱动机构17驱动转鼓11旋转，驱动机构17可以为涡流测功机或电机，本实施例中驱动机构为涡流测功机，通过涡流测功机驱动转鼓11旋转。

本实施例中，沿第一方向，涡流测功机与转鼓11的轴向一端的外圈相抵，激振器32与转鼓11的轴向另一端的外圈相抵。

参考图7-图9及图11，本实施例还包括：第一平台，转鼓11、驱动机构17、激励器32设在第一平台上；第一平台包括：底板10，沿竖直方向，底板10与转鼓11之间具有间隙，防止转鼓11旋转的过程与底板10摩擦；及设于底板10上的第一支撑件33、第二支撑件34、第三支撑件35及第四支撑件36；

本实施例中，激振器32设于第一支撑件33上，转鼓11的转轴的轴向两端的外圈30a分别设于第二支撑件34和第三支撑件35上，驱动机构17设于第四支撑件36上；第一支撑件33、第二支撑件34、第三支撑件35及第四支撑件36起到支撑作用；本实施例中，第一支撑件33、第二支撑件34、第三支撑件35及第四支撑件36均呈板状，在其它实施例中，第一支撑件33、第二支撑件34、第三支撑件35及第四支撑件36也可以呈柱状或其它形状，只要能够起到支撑作用即可。

参考图7-图9及图12本实施例试验装置还包括：第二平台20，第二平台20呈板状，沿竖直方向，第二平台20和第一平台具有设定距离，即第二平台20和底板10具有设定距离；在第二平台20上设有第五支撑件37，本实施例中，第五支撑件37也呈板状，但不限于板状，只要能够起到支撑作用，任何形状均可；第五支撑件37垂直于第二平台20，在第五支撑件37上安装有轮胎22；在第二平台20上设有开孔，开孔暴露11转鼓；在开孔处，转鼓11与轮胎22接触，转鼓11旋转能够使轮胎22在转鼓11的外周面上行驶。

参考图12，沿竖直方向，第五支撑件37上设有凹槽，凹槽内设有滑块25，滑块25能够在凹槽内沿竖直方向滑动；滑块上25固设有垂直于滑块25的第二轴23，轮胎22安装于第二轴23上；本实施例中，在第五支撑件37的顶端设有用于调节滑块25滑动的调节旋钮24，调节调节旋钮24可以使滑块25沿竖直方向滑动，从而可以调整安装在第二轴23上轮胎的尺寸，可以实现不同尺寸的轮胎的振动试验。本实施例中，可以使用丝杠来控制滑块25在凹槽内滑动。

本发明实施例的轮胎振动试验装置是为了测试不同工况下，轮胎的振动特性，因此，需要测量不同工况下的试验数据；为采集试验所需的数据，本发明实施例在第二轴23上套设轮辋(图未示出)，轮辋上安装轮胎22，轮辋为六分力测量仪，用于检测轮胎22行驶过程中在第一方向、第二方向和第三方向所受的力和力矩。

同时，为测试轮胎22是在哪些工况下行驶的，在转鼓11的转轴的轴向一端设有第一加速度传感器(图未示出)，用于检测转鼓11的转轴的轴向一端在受到激励力时产生的加速度；在转鼓11的转轴的轴向另一端设有第二加速度传感器(图未示出)，用于检测所述转鼓11的转轴的轴向另一端在受到激励力时产生的加速度；在第二轴23上设有第三加速度传感器(图未示出)，用于检测轮胎22在受到激励力时所产生的加速度；激振器32具有激振杆，在激振器32的激振杆上设有激励力传感器，用于检测激振器32所施加的激励力；转鼓11的转轴上设有转速传感器和转矩传感器，用于检测驱动机构17输出的转速和转矩。本实施例中的六分力测量仪、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器及激励力传感器、转速传感器和转矩传感器均被配置成和数据采集单元连接，连接方式可以为通信连接，也可以为电连接，数据采集单元分别采集六分力测量仪、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器及激励力传感器发送的信号，数据采集单元将所采集的相应信号发送给数据处理单元，通过数据处理单元处理实验数据；得出不同工况下轮胎的振动特性。可将实验所测得的不同工况下轮胎的振动特性数据与轮胎FTire、SWIFT仿真模型对比，识别轮胎模型参数，并验证轮胎仿真模型振动特性。

采用本发明实施例的轮胎振动试验装置可以模拟如下工况下轮胎的振动特性：

1.激振器32向内圈施加侧向激励力，转鼓11会侧向滑移，那么轮胎22和转鼓11之间产生侧向滑移，模拟轮胎22侧向滑移工况；

2.第一环形磁场机构30和第二环形磁场机构31的内圈在径向电磁力方向、大小不同时，转鼓11发生偏转，即轮胎22相对转鼓11外周面有一定的偏角，可模拟轮胎外倾角、前束角等工况；

3.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行加速驱动，同时同步减小转鼓11两侧的径向激励力(此时为第二方向)，可模拟前驱车型急加速时前轮轴载荷减小时的动态特性；

4.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行加速驱动，同时同步增大转鼓11两侧的的径向激励力(此时为第二方向)，可模拟后驱车型急加速时后轮轴载荷增大时的动态特性；

5.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行减速驱动，同时同步减小转鼓11两侧的径向激励力(此时为第二方向)，可模拟整车紧急制动时后轮轴载荷减小时的动态特性；

6.在转鼓11带动轮胎22转动过程中，由驱动机构17对转鼓11进行减速速驱动，同时同步增大转鼓11两侧的径向激励力(此时为第二方向)，可模拟整车紧急制动时前轮轴载荷增大时的动态特性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (27)

1.一种轮胎振动试验装置，其特征在于，包括：

能够旋转的转鼓，所述转鼓能够驱动所述轮胎在转鼓的外周面上行驶；

所述转鼓能够接受来自第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；

所述第一方向为所述转鼓的轴向，所述第二方向为竖直方向；

所述第一方向、第二方向、第三方向相互垂直。

2.如权利要求1所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括激振器，所述激振器能够向所述转鼓施加第一方向的激励力、第二方向的激励力及第三方向的激励力；

所述激振器包括：

能够向所述转鼓施加第一方向的激励力的第一激振器；

能够向所述转鼓施加第二方向的激励力的第二激振器；

能够向所述转鼓施加第三方向的激励力的第三激振器。

3.如权利要求2所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括：驱动机构，用于驱动所述转鼓转动。

4.如权利要求3所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括第一支架和第二支架，所述转鼓的转轴轴向一端与所述第一支架连接，在轴向另一端与所述第二支架连接。

5.如权利要求4所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述第一激振器、第二激振器、第三激振器分别与所述第一支架、第二支架相抵。

6.如权利要求4所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括：第一平台，所述转鼓、驱动机构、激励器设在所述第一平台上。

7.如权利要求6所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述第一平台包括：底板；

设于所述底板上的第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件；

所述第一激振器设于所述第一支撑件上，所述第二激振器设于所述底板上，所述第三激振器设于所述第二支撑件上，所述驱动机构设于所述第三支撑件上。

8.如权利要求6所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括：

第二平台，沿竖直方向，所述第二平台和所述第一平台具有设定距离；

所述第二平台上设有第四支撑件，所述第四支撑件上安装有所述轮胎；

所述第二平台上设有开孔，所述开孔暴露所述转鼓；

在所述开孔处，所述转鼓与所述轮胎接触并使所述轮胎在所述转鼓的外周面上行驶。

9.如权利要求8所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，

所述第四支撑件上设有凹槽，所述凹槽内设有滑块，所述滑块能够在所述凹槽内沿竖直方向滑动；

所述滑块上固设有第二轴，所述轮胎安装于所述第二轴上。

10.如权利要求9所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述第二轴上套设轮辋，所述轮辋上安装所述轮胎，在所述轮辋的内周面上设有六分力测量仪，用于检测所述轮胎行驶过程中在所述第一方向、第二方向和第三方向所受的力和力矩。

11.如权利要求9所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述第一支架上设有第一加速度传感器，用于检测所述第一支架在受到激励力时产生的加速度；

所述第二支架上设有第二加速度传感器，用于检测所述第二支架在受到激励力时产生的加速度；

所述第二轴上设有第三加速度传感器，用于检测所述轮胎在受到激励力时所产生的加速度。

12.如权利要求2所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述激振器具有激振杆，在所述激振杆上设有激励力传感器，用于检测所述激振器所施加的激励力。

13.如权利要求3所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述转鼓的转轴上设有转速传感器和转矩传感器，用于检测所述驱动机构输出的转速和转矩。

14.如权利要求3所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述驱动机构为涡流测功机或电机。

15.如权利要求1所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述转鼓的外径为所述轮胎外径的5-10倍。

16.如权利要求1所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括能够施加所述第二方向的激励力或所述第三方向的激励力的环形磁场机构，所述环形磁场机构包括设于所述转鼓的转轴的轴向一端的第一环形磁场机构，以及设于所述转鼓的转轴的轴向另一端的第二环形磁场机构；

所述环形磁场机构通过产生环绕所述转鼓的转轴的径向电磁力向所述转鼓施加所述第二方向的激励力或所述第三方向的激励力；

还包括：激振器，所述激振器能够向所述转鼓施加所述第一方向的激励力。

17.如权利要求16所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述环形磁场机构包括：

相互套设的内圈和外圈，所述内圈和所述外圈之间具有间隙；

所述内圈固设于所述转鼓的转轴上，沿周向，所述内圈上间隔设有多组第一线圈；

所述外圈为永磁体，或者，所述外圈上设有多组第二线圈，所述激振器与所述外圈相抵；

所述第一线圈或者所述第二线圈通电后，所述内圈和所述外圈之间产生环绕所述转鼓的转轴的径向电磁力。

18.如权利要求17所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括多个电磁控制器，每一所述电磁控制器与每组所述第一线圈连接；每一所述电磁控制器通过改变输入所述第一线圈的电流大小控制所产生的径向电磁力大小。

19.如权利要求17所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括：驱动机构，用于驱动所述转鼓转动。

20.如权利要求19所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括：第一平台，所述转鼓、驱动机构、激励器设在所述第一平台上。

21.如权利要求20所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述第一平台包括：

底板；

设于所述底板上的第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件及第四支撑件；

所述激振器设于所述第一支撑件上，所述转鼓的转轴的轴向两端的外圈分别设于所述第二支撑件和所述第三支撑件上，所述驱动机构设于所述第四支撑件上。

22.如权利要求20所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，还包括：

第二平台，沿竖直方向，所述第二平台和所述第一平台具有设定距离；

所述第二平台上设有第五支撑件，所述第五支撑件上安装有所述轮胎；

所述第二平台上设有开孔，所述开孔暴露所述转鼓；

在所述开孔处，所述转鼓与所述轮胎接触并使所述轮胎在所述转鼓的外周面上行驶。

23.如权利要求22所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，

所述第五支撑件上设有凹槽，所述凹槽内设有滑块，所述滑块能够在所述凹槽内沿竖直方向滑动；

所述滑块上固设有第二轴，所述轮胎安装于所述第二轴上。

24.如权利要求23所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述第二轴上套设轮辋，所述轮辋上安装所述轮胎，在所述轮辋的内周面上设有六分力测量仪，用于检测所述轮胎行驶过程中在所述第一方向、第二方向和第三方向所受的力和力矩。

25.如权利要求23所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述转鼓的转轴的轴向一端设有第一加速度传感器，用于检测所述转鼓的转轴的轴向一端在受到激励力时产生的加速度；

所述转鼓的转轴的轴向另一端设有第二加速度传感器，用于检测所述转鼓的转轴的轴向另一端在受到激励力时产生的加速度；

所述第二轴上设有第三加速度传感器，用于检测所述轮胎在受到激励力时所产生的加速度。

26.如权利要求16所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述激振器具有激振杆，在所述激振杆上设有激励力传感器，用于检测所述激振器所施加的激励力。

27.如权利要求19所述的轮胎振动试验装置，其特征在于，所述转鼓的转轴上设有转速传感器和转矩传感器，用于检测所述驱动机构输出的转速和转矩。