CN108692847A - 轮胎滚动阻力测试装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮胎滚动阻力测试装置，包括基础平台、转鼓速度调节系统、L型移动支撑平台、侧偏调节机构、轮胎垂向载荷动态调节机构、侧倾调节机构和侧倾调节传动系统；转鼓速度调节系统和侧倾调节传动系统固定连接在L型移动支撑平台上；侧倾调节机构与侧倾调节传动系统固定连接，侧倾调节机构的直线滑块安装于垂向载荷动态调节机构的梯形位移导轨内；侧偏调节机构的侧偏调节旋转支架组件与轮胎垂向载荷动态调节机构的转盘固定连接；轮胎垂向载荷动态调节机构与侧倾调节机构固定连接。完全模拟了轮胎实际使用工况下的位姿变化，具有结构易于实现和测量精确的优点。
Description
技术领域
本发明属于轮胎力学特性测试试验领域，具体涉及一种轮胎滚动阻力测试装置及基于该装置的轮胎滚动阻力测量方法。
背景技术
轮胎是位于车辆与路面之间的唯一部件，其直接影响着整车的动力性、经济性、操纵稳定性、乘坐舒适性和安全性。轮胎滚动阻力是轮胎力学特性之一，它直接影响车辆的运能消耗,燃油耗量及轮胎的使用寿命。车辆在日常使用中，频繁出现的使用工况是转弯和直线行驶，约占汽车使用工况的90％以上，对应的轮胎姿态变化可通过调整轮胎侧偏角和轮胎侧倾角实现。
目前，轮胎滚动阻力的检测装置为轮胎室内检测装置和轮胎室外检测装置两种：轮胎室内检测装置存在的缺陷是轮胎滚动阻力检测位姿和转鼓试验路面均单一，难于表达轮胎真实运状态及模拟真实路面的摩擦系数，所以获得的轮胎滚动阻力数据不能完全表达轮胎实际使用工况下的滚动阻力；轮胎室外检测装置存在的缺陷为检测装置结构复杂并需要外置牵引力装置，通常情况下轮胎的垂直载荷约为滚动阻力100倍，并且由于室外测量环境复杂和测量装置本身的电磁场干扰，滚动阻力难于精确测量并测试结果干扰大、重复性差，获得轮胎轮胎滚动阻力数据需经后期处理才能使用，导致滚动阻力测试结果与实际不符的情况发生。
因此，亟需一种轮胎运行环境和轮胎位姿都可控的轮胎滚动阻力精确测量装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮胎滚动阻力测试装置及其测量方法，完全模拟了轮胎实际使用工况下的位姿变化，具有加载精度高、加载调节范围大、结构易于实现和测量精确的优点，解决了室内检现有技术中的由于位姿与转鼓试验路面单一、测量环境复杂及存在测量装置电磁场干扰等问题导致的测试结果与实际不符、重复性差和需要对数据后期处理等问题。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种轮胎滚动阻力测量装置，包括基础平台1、转鼓速度调节系统2、L型移动支撑平台3、侧偏调节机构5、轮胎垂向载荷动态调节机构6、侧倾调节机构7和侧倾调节传动系统8；所述的转鼓速度调节系统2的轴承座支撑焊接组件213和调速电机固定板215固定连接在L型移动支撑平台3的水平面上，所述的侧倾调节传动系统8固定连接在L型移动支撑平台3的竖直面上；所述的侧倾调节机构7和L型移动支撑平台3固定连接在基础平台1上，侧倾调节机构7通过侧倾连接销712与侧倾调节传动系统8的第二传动轴810固定连接，侧倾调节机构7的直线滑块73安装于垂向载荷动态调节机构6的梯形位移导轨613内；所述的侧偏调节机构5的角度编码器516与轮胎垂向载荷动态调节机构6的侧倾旋转传感器支架610固定连接，侧偏调节机构5的侧偏调节导向板518与轮胎垂向载荷动态调节机构6的调节液压旋转夹紧组件612连接；所述的轮胎垂向载荷动态调节机构6的连接固定板68和位移测量滑块6112均与侧倾调节机构7的侧倾调节支架组件72固定连接。
所述的侧偏调节机构5由轮胎连接盘51、轮毂偏距调节块52、多分力传感器53、侧偏调节旋转支架组件54、侧偏调节电机55、联轴器56、立式轴承座57、传动轴58、锥齿轮59、锥齿轮轴510、卧式轴承座511、立式轴承座512、直齿轮513、直齿盘514、角度编码器固定块515、角度编码器516、定位锁紧组件517和开设有圆弧形通孔的侧偏旋转调节导向板518组成；所述的轮胎连接盘51一侧用于固定连接轮胎4，轮胎连接盘51的另一侧同轮毂偏距调节块52的一侧固定连接，轮毂偏距调节块52的另一侧与多分力传感器53的一侧固定连接，多分力传感器53的另一侧与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，侧偏调节电机55同侧偏调节旋转支架组件54固定连接，通过联轴器56将侧偏调节电机55与传动轴58固定连接，立式轴承座57同侧偏调节旋转支架组件54固定连接，锥齿轮59与传动轴58固定连接，锥齿轮59与锥齿轮轴510齿轮连接，卧式轴承座511和立式轴承座512分别同侧偏调节旋转支架组件54固定连接，直齿轮513和锥齿轮轴510固定连接，直齿盘514与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，直齿轮513与直齿盘514齿轮连接，角度编码器固定块515一侧与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，角度编码器固定块515的另一侧同角度编码器516固定连接，定位锁紧组件517与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，侧偏旋转调节导向板518同侧偏调节旋转支架组件54固定连接。
所述的轮胎垂向载荷动态调节机构6由转盘61、轮胎垂向载荷动态调节支架组件62、传力连接支架63、第一传感器连接件64、第二传感器连接件65、拉压力传感器66、减速涡轮丝杠组件67、连接固定板68、电机69、侧倾旋转传感器支架610、线性位移传感器组件611、液压旋转夹紧组件612和梯形位移导轨613组成，所述的转盘61一侧同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，传力连接支架63一侧同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，传力连接支架63另一侧同第一传感器连接件64一端固定连接，第一传感器连接件64另一端同第二传感器连接件65一端固定连接，第二传感器连接件65另一端同拉压力传感器66一端固定连接，拉压力传感器66另一端同减速涡轮丝杠组件67固定连接，减速涡轮丝杠组件67同电机69固定连接，电机69同连接固定板68一侧固定连接，侧倾旋转传感器支架610同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，线性位移传感器组件611的滑行导轨部件同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，液压旋转夹紧组件612同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，梯形位移导轨613同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接。
所述的侧倾调节机构7由旋转连接块71、侧倾调节支架组件72、直线滑块73、锁紧螺母74、弹簧垫圈75、夹紧板76、夹紧连接弧形板77、旋转限位板78、侧倾定位锁紧组件79、旋转滑轮组件710、侧倾调节支撑组件711和侧倾连接销712组成，所述的旋转连接块71同侧倾调节支架组件72固定连接，直线滑块73同侧倾调节支架组件72固定连接，侧倾调节支撑组件711同支撑平台1固定连接，旋转限位板78同侧倾调节支撑组件711固定连接，侧倾定位锁紧组件79同侧倾调节支架组件72固定连接，旋转连接块71同侧倾连接销712为可拆插接固定连接，旋转滑轮组件710同侧倾调节支架组件72固定连接，旋转滑轮组件710的滚动轴承7101能够在侧倾调节支撑组件711上滚动，夹紧板76下表面同侧倾调节支架组件72对应部位的上表面接触，夹紧板76对应的长弧形孔位同夹紧连接弧形板77的螺柱配合，夹紧连接弧形板77上表面同侧倾调节支撑组件711对应部位的下表面接触，锁紧螺母74和弹簧垫圈75同夹紧连接弧形板77的螺柱进行螺纹连接。
所述的转鼓速度调节系统2由调速电机21、风机22、支撑固定块23、制动钳24、制动盘25、转轴26、第二轴承座7、转鼓组件28、第一同步齿型带轮29、转速传感器210、传感器支架211、同步齿形带212、轴承座支撑焊接组件213、第二同步齿型带轮214、调速电机固定板215和凸块216组成，所述的调速电机21同风机22固定连接，支撑固定块23同轴承座支撑焊接组件213固定连接，制动钳24同支撑固定块23固定连接，制动盘25同转轴26固定连接，制动钳24同制动盘25间隙配合，第二轴承座7同轴承座支撑焊接组件213固定连接，转鼓组件28同转轴26固定连接，第一同步齿型带轮29同转轴26固定连接，转速传感器210一端同转轴26端面固定连接，转速传感器210另一端同传感器支架211固定连接，传感器支架211同轴承座支撑焊接组件213固定连接，第二同步齿型带轮214同调速电机21的转轴位置固定连接，同步齿形带212同第一同步齿型带轮29和第二同步齿型带轮214带齿配合，调速电机21同调速电机固定板215固定连接，凸块216固定连接于转鼓组件28的转鼓外表面。
所述的侧倾调节传动系统8由减速电机81、联轴器82、第一传动轴83、第一轴承座84、第一锥齿轮85、限位卡簧86、角度传感器支架87、角度传感器88、方形轴承座89、第二传动轴810、第二锥齿轮811、第三锥齿轮812、第二轴承座813、第三轴承座814、第三传动轴815和第四锥齿轮816组成，所述的减速电机81、第一轴承座84、角度传感器支架87、方形轴承座89、第二轴承座813和第三轴承座814分别同移动支撑平台3固定连接，联轴器82一端同减速电机81固定连接，另一端同第一传动轴83固定连接，第一锥齿轮85同第一传动轴83固定连接，第四锥齿轮816同第三传动轴815固定连接，第一锥齿轮85与齿轮4816齿轮连接，第一轴承座84同第一传动轴83旋转配合，第二轴承座813和第三轴承座814分别同第三传动轴815旋转配合，第三锥齿轮812同第三传动轴815固定连接，第二传动轴810同第二锥齿轮811固定连接，第二锥齿轮811同第三锥齿轮812齿轮连接，方形轴承座89同第二传动轴810旋转连接，限位卡簧86分别同第一传动轴83、第二传动轴810和第三传动轴815的对应卡槽位置卡接，角度传感器88一端同角度传感器支架87固定连接，角度传感器88另一端同第二传动轴810的轴端固定连接。
本发明的另一个目的是提供一种基于权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置的测量方法，包括如下步骤：
(1)排列组合转鼓外表面的凸块216的获取测试路面，将被测轮胎固定连接在轮胎连接盘51上；
(2)侧偏调整机构5调整被测轮胎侧偏角，读取角度编码器516记录的侧偏角的数值；侧倾调节机构7调整被测轮胎侧倾角，读取角度传感器88记录的侧倾角的数值；
(3)按照GB/T29040-2012(汽车轮胎滚动阻力试验方法单点试验和测量结果的相关性)第7.6.2条分离法规定的程序进行附加损失测量，读取多分力传感器53或拉压力传感器66记录的获取轮胎垂向载荷FZPL数值，读取转速传感器210记录的转鼓组件28运转速度VPL，通过记录侧偏调节机构5的多分力传感器53的FX向力的变化，获取轮胎纵向力FXPL，通过线性位移传感器组件611获取轮胎4轴中心线至转鼓组件28中转鼓外表面的距离RLPL；
(4)按照GB/T29040-2012第4条测量方法规定的程序进行滚动阻力测量，读取轮胎垂向载荷FZ、转鼓组件28运转速度V、轮胎纵向力FX和轮胎4轴中心线至转鼓组件28中转鼓外表面距离RL的数值；
(5)按照GB/T29040-2012第8.2.2条轮胎轴测力法规定的公式计算得到轮胎滚动阻力FR＝FX(1+RL/R)-FXPL(1+RLPL/R)，R为转鼓组件28中转鼓半径和滚动阻力系数
(6)按照GB/T29040-2012第9.2温度修正规定的程序对条轮胎轴测力法规定对非25℃下测量的滚动阻力系数CR进行修正，FR25＝FR[1+KT(tamb-25)]，FR25是处于25℃的轮胎滚动阻力，tamb环境温度；KT为修正系数。
本发明的有益效果如下：
1、侧偏调节机构的调整轮胎侧偏角和侧倾调节机构调整被测轮胎侧倾角，实现室内轮胎滚动阻力测量装置对轮胎位姿的调整，通过对轮鼓组件上的凸块排列组合获取不同摩擦系数的路面和凸块路面，解决现有技术中的由于轮胎位姿和转鼓路面均单一导致的测量结果不能完全表达轮胎真实使用工况下滚动阻力的问题。
2、由多分力传感器、拉压力传感器和线性位移传感器组件组成闭环测量系统，能够实时比对多分力传感器和拉压力传感器获得垂直载荷的一致性，用以校验多分力传感器测量稳定性，并能够筛选出滚动阻力异常的轮胎；同步齿形带实现调速电机同转鼓组件动力传输，解决受测试装置本身电磁场的干扰导致的滚动阻力难于精确测量并测试结果重复性差的问题。
3、轮胎垂向载荷动态调节机构实现轮胎垂直载荷加载，同传统砝码加载方式相比，具有加载精度高、加载调整范围大和易于控制的优点。
综上：本发明具有控制简单、结构易于实现和机构调节简便的优点，完整的模拟了轮胎实际使用工况下的位姿变化，实现了轮胎滚动阻力精确测量，对低滚动阻力轮胎的研制和提高能源的利用率及降低污染物排放具有重大意义。本发明的测量装置可广泛适用于各种轮胎，包括乘用车、商用车、工程车、摩托车等车辆轮胎和飞机轮胎，只需根据被测轮胎滚动阻力国家标准要求完成检测条件设定。
附图说明
图1是本发明轮胎位姿可控的滚动阻力室内精确测量装置的结构主视图；
图2是本发明轮胎位姿可控的滚动阻力室内精确测量装置的结构俯视图；
图3是本发明测量装置的侧偏调节机构的主视图；
图4是本发明测量装置的侧偏调节机构主视图的A-A剖视图；
图5是本发明测量装置的侧偏调节机构的三维结构示意图；
图6为本发明测量装置的轮胎垂向载荷动态调节机构的俯视图；
图7为本发明测量装置的轮胎垂向载荷动态调节机构俯视图的B-B剖视图；
图8是本发明测量装置的轮胎垂向载荷动态调节机构的三维结构示意图；
图9是本发明测量装置的侧倾调节机构俯视图的C-C剖视图；
图10是本发明测量装置的侧倾调节机构的三维结构示意图；
图11是本发明测量装置的转鼓速度调节系统的三维结构示意图；
图12是本发明测量装置的侧倾调节传动系统的三维结构示意图；
图13是本发明测量装置的轮胎垂向载荷动态调节机构和侧偏调节机构的耦合结构三维结构示意图；
图14是本发明测量装置的侧倾调节机构的传动结构俯视图的E-E剖视图；
图15是本发明测量装置的侧倾调节机构的俯视图；
图16是本发明测量装置的侧倾调节机构俯视图的D-D剖视；
图17是本发明测量装置的轮胎垂向载荷动态调节机构、侧偏调节机构和侧倾调节机构的耦合结构的俯视图；
图18是本发明测量装置的轮胎垂向载荷动态调节机构、侧偏调节机构和侧倾调节机构的耦合结构俯视图的F-F剖视图；
图19是本发明测量装置的转鼓模拟测试路面的三维结构示意图；
图20是本发明测量装置的轮胎侧偏角调整示意图；
图21是本发明测量装置的轮胎侧偏角和轮胎侧倾角调整示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和2所示，本发明提供一种轮胎滚动阻力测量装置，包括基础平台1、转鼓速度调节系统2、L型移动支撑平台3、侧偏调节机构5、轮胎垂向载荷动态调节机构6、侧倾调节机构7和侧倾调节传动系统8；所述的转鼓速度调节系统2的轴承座支撑焊接组件213和调速电机固定板215固定连接在L型移动支撑平台3的水平面上，所述的侧倾调节传动系统8固定连接在L型移动支撑平台3的竖直面上；所述的侧倾调节机构7和L型移动支撑平台3固定连接在基础平台1上，侧倾调节机构7通过侧倾连接销712与侧倾调节传动系统8的第二传动轴810固定连接，侧倾调节机构7的直线滑块73安装于垂向载荷动态调节机构6的梯形位移导轨613内；所述的侧偏调节机构5的角度编码器516与轮胎垂向载荷动态调节机构6的侧倾旋转传感器支架610固定连接，侧偏调节机构5的侧偏调节导向板518与轮胎垂向载荷动态调节机构6的调节液压旋转夹紧组件612连接；所述的轮胎垂向载荷动态调节机构6的连接固定板68和位移测量滑块6112均与侧倾调节机构7的侧倾调节支架组件72固定连接。
如图3、图4和图5所示，所述的侧偏调节机构5由轮胎连接盘51、轮毂偏距调节块52、多分力传感器53、侧偏调节旋转支架组件54、侧偏调节电机55、联轴器56、立式轴承座57、传动轴58、锥齿轮59、锥齿轮轴510、卧式轴承座511、立式轴承座512、直齿轮513、直齿盘514、角度编码器固定块515、角度编码器516、定位锁紧组件517和开设有圆弧形通孔的侧偏旋转调节导向板518组成；所述的轮胎连接盘51一侧用于固定连接轮胎4，轮胎连接盘51的另一侧同轮毂偏距调节块52的一侧固定连接，轮毂偏距调节块52的另一侧与多分力传感器53的一侧固定连接，多分力传感器53的另一侧与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，侧偏调节电机55同侧偏调节旋转支架组件54固定连接，通过联轴器56将侧偏调节电机55与传动轴58固定连接，立式轴承座57同侧偏调节旋转支架组件54固定连接，锥齿轮59与传动轴58固定连接，锥齿轮59与锥齿轮轴510齿轮连接，卧式轴承座511和立式轴承座512分别同侧偏调节旋转支架组件54固定连接，直齿轮513和锥齿轮轴510固定连接，直齿盘514与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，直齿轮513与直齿盘514齿轮连接，角度编码器固定块515一侧与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，角度编码器固定块515的另一侧同角度编码器516固定连接，定位锁紧组件517与侧偏调节旋转支架组件54固定连接，侧偏旋转调节导向板518同侧偏调节旋转支架组件54固定连接。
如图6、图7和图8所示，所述的轮胎垂向载荷动态调节机构6由转盘61、轮胎垂向载荷动态调节支架组件62、传力连接支架63、第一传感器连接件64、第二传感器连接件65、拉压力传感器66、减速涡轮丝杠组件67、连接固定板68、电机69、侧倾旋转传感器支架610、线性位移传感器组件611、液压旋转夹紧组件612和梯形位移导轨613组成，所述的转盘61一侧同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，传力连接支架63一侧同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，传力连接支架63另一侧同第一传感器连接件64一端固定连接，第一传感器连接件64另一端同第二传感器连接件65一端固定连接，第二传感器连接件65另一端同拉压力传感器66一端固定连接，拉压力传感器66另一端同减速涡轮丝杠组件67固定连接，减速涡轮丝杠组件67同电机69固定连接，电机69同连接固定板68一侧固定连接，侧倾旋转传感器支架610同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，线性位移传感器组件611的滑行导轨部件同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，液压旋转夹紧组件612同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，梯形位移导轨613同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接。
如图9和图10所示，所述的侧倾调节机构7由旋转连接块71、侧倾调节支架组件72、直线滑块73、锁紧螺母74、弹簧垫圈75、夹紧板76、夹紧连接弧形板77、旋转限位板78、侧倾定位锁紧组件79、旋转滑轮组件710、侧倾调节支撑组件711和侧倾连接销712组成，所述的旋转连接块71同侧倾调节支架组件72固定连接，直线滑块73同侧倾调节支架组件72固定连接，侧倾调节支撑组件711同支撑平台1固定连接，旋转限位板78同侧倾调节支撑组件711固定连接，侧倾定位锁紧组件79同侧倾调节支架组件72固定连接，旋转连接块71同侧倾连接销712为可拆插接固定连接，旋转滑轮组件710同侧倾调节支架组件72固定连接，旋转滑轮组件710的滚动轴承7101能够在侧倾调节支撑组件711上滚动，夹紧板76下表面同侧倾调节支架组件72对应部位的上表面接触，夹紧板76对应的长弧形孔位同夹紧连接弧形板77的螺柱配合，夹紧连接弧形板77上表面同侧倾调节支撑组件711对应部位的下表面接触，锁紧螺母74和弹簧垫圈75同夹紧连接弧形板77的螺柱进行螺纹连接，以实现侧倾调节支架组件72和侧倾调节支撑组件711固定连接与调节。
如图11所示，所述的转鼓速度调节系统2由调速电机21、风机22、支撑固定块23、制动钳24、制动盘25、转轴26、第二轴承座7、转鼓组件28、第一同步齿型带轮29、转速传感器210、传感器支架211、同步齿形带212、轴承座支撑焊接组件213、第二同步齿型带轮214、调速电机固定板215和凸块216组成，所述的调速电机21同风机22固定连接，支撑固定块23同轴承座支撑焊接组件213固定连接，制动钳24同支撑固定块23固定连接，制动盘25同转轴26固定连接，制动钳24同制动盘25间隙配合，第二轴承座7同轴承座支撑焊接组件213固定连接，转鼓组件28同转轴26固定连接，第一同步齿型带轮29同转轴26固定连接，转速传感器210一端同转轴26端面固定连接，转速传感器210另一端同传感器支架211固定连接，传感器支架211同轴承座支撑焊接组件213固定连接，第二同步齿型带轮214同调速电机21的转轴位置固定连接，同步齿形带212同第一同步齿型带轮29和第二同步齿型带轮214带齿配合，调速电机21同调速电机固定板215固定连接，凸块216固定连接于转鼓组件28的转鼓外表面。
如图12所示，所述的侧倾调节传动系统8由减速电机81、联轴器82、第一传动轴83、第一轴承座84、第一锥齿轮85、限位卡簧86、角度传感器支架87、角度传感器88、方形轴承座89、第二传动轴810、第二锥齿轮811、第三锥齿轮812、第二轴承座813、第三轴承座814、第三传动轴815和第四锥齿轮816组成，所述的减速电机81、第一轴承座84、角度传感器支架87、方形轴承座89、第二轴承座813和第三轴承座814分别同移动支撑平台3固定连接，联轴器82一端同减速电机81固定连接，另一端同第一传动轴83固定连接，第一锥齿轮85同第一传动轴83固定连接，第四锥齿轮816同第三传动轴815固定连接，第一锥齿轮85与齿轮4816齿轮连接，第一轴承座84同第一传动轴83旋转配合，第二轴承座813和第三轴承座814分别同第三传动轴815旋转配合，第三锥齿轮812同第三传动轴815固定连接，第二传动轴810同第二锥齿轮811固定连接，第二锥齿轮811同第三锥齿轮812齿轮连接，方形轴承座89同第二传动轴810旋转连接，限位卡簧86分别同第一传动轴83、第二传动轴810和第三传动轴815的对应卡槽位置卡接，角度传感器88一端同角度传感器支架87固定连接，角度传感器88另一端同第二传动轴810的轴端固定连接。
所述的多分力传感器53、拉压力传感器66和线性位移传感器组件611组成的闭环测量系统，能够实时比对多分力传感器53和拉压力传感器66获得垂直载荷的一致性以校验多分力传感器53测量稳定性，线性位移传感器组件611能够实时获取轮胎在垂直载荷方向的移动距离，无需在测试开始前对各个传感器清零处理。
如图13所示，侧偏调节机构5同转盘61一侧固定连接，转盘61另一侧同轮胎垂向载荷动态调节机构6固定连接，侧偏调节机构5的角度编码器516同同轮胎垂向载荷动态调节机构6的侧倾旋转传感器支架610固定连接，液压旋转夹紧组件612与侧偏旋转调节导向板518的圆弧形通孔相配合，通过调节液压旋转夹紧组件612完成对侧偏旋转调节导向板518夹紧状态和松弛状态的调整，调节液压旋转夹紧组件612使侧偏旋转调节导向板518处于夹紧状态和定位锁紧组件517处于锁紧状态以提高侧偏调节机构5的整体定位与机构刚度，调节液压旋转夹紧组件612使侧偏旋转调节导向板518处于松弛状态，通过侧偏调节电机55在侧偏调节机构5的共同作用下完成轮胎4侧偏角度调整，通过角度编码器516获取轮胎侧偏角度调整数值。
如图13所示，侧倾调节机构7的直线滑块73同固定连接于轮胎垂向载荷动态调节机构6的梯形位移导轨613组成的移动副，在减速涡轮丝杠组件67和电机69的共同作用下通过轮胎垂向载荷动态调节机构6实现轮胎垂向载荷动态加载与卸载；轮胎垂向载荷动态调节机构6的连接固定板68一侧同侧倾调节支架组件72固定连接，连接固定板68的另一侧同电机69固定连接，线性位移传感器组件611的线性位移滑轨6111同轮胎垂向载荷动态调节支架组件62固定连接，线性位移传感器组件611的位移测量滑块6112同侧倾调节支架组件72固定连接，线性位移滑轨6111与位移测量滑块6112滑动连接，通过线性位移传感器组件611获取轮胎垂向移动位移。
如图14所示，侧倾调节传动系统8由两套调节传动结构组成，调节传动结构关于减速电机81呈上下对称布置，第二传动轴810同侧的倾调节机构7关于减速电机81呈上下对称布置，旋转连接块71通过侧倾连接销712与第二传动轴810固定连接。
如图15和图16所示，侧倾调节机构7能够绕关于减速电机81轴线呈上下对称布置的旋转连接块71的孔位中心轴线在旋转限位板78和侧倾调节支撑组件711上的弧形轨道限位作用下的转动，该弧形轨道圆心在旋转连接块71的轴线上，通过调整锁紧螺母74和弹簧垫圈75使夹紧板76与夹紧连接弧形板77处于松弛状态，同时调整侧倾定位锁紧组件79使其处于松弛状态，通过调整减速电机81实现轮胎侧倾角度的调整，通过角度传感器88获取轮胎侧倾角调整数值。
如图19所示，凸块216表面粗糙度大小不同，通过调整固定连接于转鼓组件28的转鼓外表面的凸块216的排列组合获取不同摩擦系数的路面和凸块路面。
如图11所示，通过同步齿形带212实现调速电机21同转鼓组件28动力传输，避免调速电机21在运转过程中产生的电磁场对轮胎滚动阻力测量过程中的干扰，提高轮胎滚动阻力测量精度，通过转速传感器210获取转鼓组件28运转速度。
应用本发明所述的轮胎滚动阻力测量装置通过轮胎轴测力法测试轮胎滚动阻力，其步骤如下：
(1)调整固连于转鼓组件28的转鼓外表面的凸块216的排列组合获取测试路面。
(2)被测轮胎同侧偏调节机构5的轮胎连接盘51固连；
(3)如图17、图18和图20所示，通过调节液压旋转夹紧组件612使侧偏旋转调节导向板518处于松弛状态和定位锁紧组件517处于解锁状态，运行侧偏调节电机55在侧偏调节机构5的作用下，调整被测轮胎侧偏角，后调节液压旋转夹紧组件612使侧偏旋转调节导向板518处于夹紧状态和定位锁紧组件517处于锁紧状态，通过角度编码器516获取轮胎侧偏角的调整数值；
(4)如图21所示，通过调整锁紧螺母74和弹簧垫圈75使夹紧板76与夹紧连接弧形板77处于松弛状态，同时调整侧倾定位锁紧组件79使其处于松弛状态，运行侧倾调节传动系统8的减速电机81在侧倾调节机构7的作用下，调整被测轮胎侧倾角后调整锁紧螺母74和弹簧垫圈75使夹紧板76与夹紧连接弧形板77处于夹紧状态，同时调整侧倾定位锁紧组件79使其处于夹紧状态，通过角度传感器88获取轮胎侧倾角的调整数值；
(5)通过调整轮胎垂向载荷动态调节机构6的电机69在减速涡轮丝杠组件67共同作用下，使被测轮胎同转鼓组件28的转鼓表面接触，达到国家标准(GB/T29040-2012)规定的轮胎滚动阻力附加损失试验所要求的垂向载荷范围并保持不变，通过多分力传感器53和拉压力传感器66分别获取轮胎垂向载荷FZPL数值，获取的两个FZPL数值应该相等；
(6)通过调整转鼓速度调节系统2的调速电机21使转鼓组件28的转鼓转速，达到国家标准(GB/T29040-2012)规定的轮胎滚动阻力附加损失试验的测试条件，通过转速传感器210记录转鼓组件28运转速度VPL；
(7)在满足国家标准(GB/T29040-2012)规定的轮胎滚动阻力附加损失试验测试条件下，通过记录侧偏调节机构5的多分力传感器53的FX向力的变化，获取轮胎纵向力FXPL，通过轮胎垂向载荷动态调节机构6的线性位移传感器组件611获取轮胎4轴中心线至转鼓组件28中转鼓外表面的距离RLPL；
(8)满足国家标准(GB/T29040-2012)规定的轮胎滚动阻力试验测试条件下，依次重复步骤5，步骤6和步骤7分别获取轮胎垂向载荷FZ、转鼓组件28运转速度V、轮胎纵向力FX和轮胎4轴中心线至转鼓组件28中转鼓外表面距离RL的数值；
(9)依据国家标准规定的轮胎滚动阻力FR计算公式：
FR＝FX(1+RL/R)-FXPL(1+RLPL/R)
上式中R为转鼓组件28中转鼓半径；
(10)滚动阻力系数CR的计算公式：
(11)对计算获得的滚动阻力系数进行温度修正，轮胎滚动阻力试验温度范围为20℃-30℃，如果在非25℃的温度下进行测量，则需用国家标准规定公式进行温度修正，式中FR25是处于25℃的轮胎滚动阻力：
FR25＝FR[1+KT(tamb-25)]
上式中tamb环境温度；KT为修正系数(具体数值见国家标准)；
(12)重复步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)获得不同测试路面及轮胎在不同侧偏角，侧倾角和侧偏角及侧倾角耦合的测试结果，同时试验还可以在不同的载荷、速度、胎压等条件下完成。
Claims (7)
1.一种轮胎滚动阻力测量装置，其特征在于：包括基础平台(1)、转鼓速度调节系统(2)、L型移动支撑平台(3)、侧偏调节机构(5)、轮胎垂向载荷动态调节机构(6)、侧倾调节机构(7)和侧倾调节传动系统(8)；所述的转鼓速度调节系统(2)的轴承座支撑焊接组件(213)和调速电机固定板(215)固定连接在L型移动支撑平台(3)的水平面上，所述的侧倾调节传动系统(8)固定连接在L型移动支撑平台(3)的竖直面上；所述的侧倾调节机构(7)和L型移动支撑平台(3)固定连接在基础平台(1)上，侧倾调节机构(7)通过侧倾连接销(712)与侧倾调节传动系统(8)的第二传动轴(810)固定连接，侧倾调节机构(7)的直线滑块(73)安装于垂向载荷动态调节机构(6)的梯形位移导轨(613)内；所述的侧偏调节机构(5)的角度编码器(516)与轮胎垂向载荷动态调节机构(6)的侧倾旋转传感器支架(610)固定连接，侧偏调节机构(5)的侧偏调节导向板(518)与轮胎垂向载荷动态调节机构(6)的调节液压旋转夹紧组件(612)连接；所述的轮胎垂向载荷动态调节机构(6)的连接固定板(68)和位移测量滑块(6112)均与侧倾调节机构(7)的侧倾调节支架组件(72)固定连接。
2.根据权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置，其特征在于：所述的侧偏调节机构(5)由轮胎连接盘(51)、轮毂偏距调节块(52)、多分力传感器(53)、侧偏调节旋转支架组件(54)、侧偏调节电机(55)、联轴器(56)、立式轴承座(57)、传动轴(58)、锥齿轮(59)、锥齿轮轴(510)、卧式轴承座(511)、立式轴承座(512)、直齿轮(513)、直齿盘(514)、角度编码器固定块(515)、角度编码器(516)、定位锁紧组件(517)和开设有圆弧形通孔的侧偏旋转调节导向板(518)组成；所述的轮胎连接盘(51)一侧用于固定连接轮胎(4)，轮胎连接盘(51)的另一侧同轮毂偏距调节块(52)的一侧固定连接，轮毂偏距调节块(52)的另一侧与多分力传感器(53)的一侧固定连接，多分力传感器(53)的另一侧与侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，侧偏调节电机(55)同侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，通过联轴器(56)将侧偏调节电机(55)与传动轴(58)固定连接，立式轴承座(57)同侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，锥齿轮(59)与传动轴(58)固定连接，锥齿轮(59)与锥齿轮轴(510)齿轮连接，卧式轴承座(511)和立式轴承座(512)分别同侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，直齿轮(513)和锥齿轮轴(510)固定连接，直齿盘(514)与侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，直齿轮(513)与直齿盘(514)齿轮连接，角度编码器固定块(515)一侧与侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，角度编码器固定块(515)的另一侧同角度编码器(516)固定连接，定位锁紧组件(517)与侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接，侧偏旋转调节导向板(518)同侧偏调节旋转支架组件(54)固定连接。
3.根据权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置，其特征在于：所述的轮胎垂向载荷动态调节机构(6)由转盘(61)、轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)、传力连接支架(63)、第一传感器连接件(64)、第二传感器连接件(65)、拉压力传感器(66)、减速涡轮丝杠组件(67)、连接固定板(68)、电机(69)、侧倾旋转传感器支架(610)、线性位移传感器组件(611)、液压旋转夹紧组件(612)和梯形位移导轨(613)组成，所述的转盘(61)一侧同轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)固定连接，传力连接支架(63)一侧同轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)固定连接，传力连接支架(63)另一侧同第一传感器连接件(64)一端固定连接，第一传感器连接件(64)另一端同第二传感器连接件(65)一端固定连接，第二传感器连接件(65)另一端同拉压力传感器(66)一端固定连接，拉压力传感器(66)另一端同减速涡轮丝杠组件(67)固定连接，减速涡轮丝杠组件(67)同电机(69)固定连接，电机(69)同连接固定板(68)一侧固定连接，侧倾旋转传感器支架(610)同轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)固定连接，线性位移传感器组件(611)的滑行导轨部件同轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)固定连接，液压旋转夹紧组件(612)同轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)固定连接，梯形位移导轨(613)同轮胎垂向载荷动态调节支架组件(62)固定连接。
4.根据权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置，其特征在于：所述的侧倾调节机构(7)由旋转连接块(71)、侧倾调节支架组件(72)、直线滑块(73)、锁紧螺母(74)、弹簧垫圈(75)、夹紧板(76)、夹紧连接弧形板(77)、旋转限位板(78)、侧倾定位锁紧组件(79)、旋转滑轮组件(710)、侧倾调节支撑组件(711)和侧倾连接销(712)组成，所述的旋转连接块(71)同侧倾调节支架组件(72)固定连接，直线滑块(73)同侧倾调节支架组件(72)固定连接，侧倾调节支撑组件(711)同支撑平台(1)固定连接，旋转限位板(78)同侧倾调节支撑组件(711)固定连接，侧倾定位锁紧组件(79)同侧倾调节支架组件(72)固定连接，旋转连接块(71)同侧倾连接销(712)为可拆插接固定连接，旋转滑轮组件(710)同侧倾调节支架组件(72)固定连接，旋转滑轮组件(710)的滚动轴承(7101)能够在侧倾调节支撑组件(711)上滚动，夹紧板(76)下表面同侧倾调节支架组件(72)对应部位的上表面接触，夹紧板(76)对应的长弧形孔位同夹紧连接弧形板(77)的螺柱配合，夹紧连接弧形板(77)上表面同侧倾调节支撑组件(711)对应部位的下表面接触，锁紧螺母(74)和弹簧垫圈(75)同夹紧连接弧形板(77)的螺柱进行螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置，其特征在于：所述的转鼓速度调节系统(2)由调速电机(21)、风机(22)、支撑固定块(23)、制动钳(24)、制动盘(25)、转轴(26)、第二轴承座(7)、转鼓组件(28)、第一同步齿型带轮(29)、转速传感器(210)、传感器支架(211)、同步齿形带(212)、轴承座支撑焊接组件(213)、第二同步齿型带轮(214)、调速电机固定板(215)和凸块(216)组成，所述的调速电机(21)同风机(22)固定连接，支撑固定块(23)同轴承座支撑焊接组件(213)固定连接，制动钳(24)同支撑固定块(23)固定连接，制动盘(25)同转轴(26)固定连接，制动钳(24)同制动盘(25)间隙配合，第二轴承座(7)同轴承座支撑焊接组件(213)固定连接，转鼓组件(28)同转轴(26)固定连接，第一同步齿型带轮(29)同转轴(26)固定连接，转速传感器(210)一端同转轴(26)端面固定连接，转速传感器(210)另一端同传感器支架(211)固定连接，传感器支架(211)同轴承座支撑焊接组件(213)固定连接，第二同步齿型带轮(214)同调速电机(21)的转轴位置固定连接，同步齿形带(212)同第一同步齿型带轮(29)和第二同步齿型带轮(214)带齿配合，调速电机(21)同调速电机固定板(215)固定连接，凸块(216)固定连接于转鼓组件(28)的转鼓外表面。
6.根据权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置，其特征在于：所述的侧倾调节传动系统(8)由减速电机(81)、联轴器(82)、第一传动轴(83)、第一轴承座(84)、第一锥齿轮(85)、限位卡簧(86)、角度传感器支架(87)、角度传感器(88)、方形轴承座(89)、第二传动轴(810)、第二锥齿轮(811)、第三锥齿轮(812)、第二轴承座(813)、第三轴承座(814)、第三传动轴(815)和第四锥齿轮(816)组成，所述的减速电机(81)、第一轴承座(84)、角度传感器支架(87)、方形轴承座(89)、第二轴承座(813)和第三轴承座(814)分别同移动支撑平台(3)固定连接，联轴器(82)一端同减速电机(81)固定连接，另一端同第一传动轴(83)固定连接，第一锥齿轮(85)同第一传动轴(83)固定连接，第四锥齿轮(816)同第三传动轴(815)固定连接，第一锥齿轮(85)与齿轮(4816)齿轮连接，第一轴承座(84)同第一传动轴(83)旋转配合，第二轴承座(813)和第三轴承座(814)分别同第三传动轴(815)旋转配合，第三锥齿轮(812)同第三传动轴(815)固定连接，第二传动轴(810)同第二锥齿轮(811)固定连接，第二锥齿轮(811)同第三锥齿轮(812)齿轮连接，方形轴承座(89)同第二传动轴(810)旋转连接，限位卡簧(86)分别同第一传动轴(83)、第二传动轴(810)和第三传动轴(815)的对应卡槽位置卡接，角度传感器(88)一端同角度传感器支架(87)固定连接，角度传感器(88)另一端同第二传动轴(810)的轴端固定连接。
7.基于权利要求1所述的轮胎滚动阻力测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、排列组合转鼓外表面的凸块(216)的获取测试路面，将被测轮胎固定连接在轮胎连接盘(51)上；
2)、侧偏调整机构(5)调整被测轮胎侧偏角，读取角度编码器(516)记录的侧偏角的数值；侧倾调节机构(7)调整被测轮胎侧倾角，读取角度传感器(88)记录的侧倾角的数值；
3)、按照GB/T29040-2012第7.6.2条分离法规定的程序进行附加损失测量，读取多分力传感器(53)或拉压力传感器(66)记录的获取轮胎垂向载荷FZPL数值，读取转速传感器(210)记录的转鼓组件(28)运转速度VPL，通过记录侧偏调节机构(5)的多分力传感器(53)的FX向力的变化，获取轮胎纵向力FXPL，通过线性位移传感器组件(611)获取轮胎(4)轴中心线至转鼓组件(28)中转鼓外表面的距离RLPL；
4)、按照GB/T29040-2012第4条测量方法规定的程序进行滚动阻力测量，获取轮胎垂向载荷FZ、转鼓组件(28)运转速度V、轮胎纵向力FX和轮胎(4)轴中心线至转鼓组件(28)中转鼓外表面距离RL的数值；
5)、按照GB/T29040-2012第8.2.2条轮胎轴测力法规定的公式计算得到轮胎滚动阻力R为转鼓组件(28)中转鼓半径和滚动阻力系数
6)、按照GB/T29040-2012第9.2温度修正规定的程序对条轮胎轴测力法规定对非25℃下测量的滚动阻力系数CR进行修正，FR25＝FR[1+KT(tamb-25)]，FR(25)是处于25℃的轮胎滚动阻力，tamb环境温度；KT为修正系数。
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