CN109916640A - 一种汽车轮胎运行模态测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮胎运行模态的测试装置，包括底座、驱动电机、驱动轮胎、激励棒和激光测振仪，底座的顶面为第一工作台，第一工作台上固定有垫板，驱动电机固定于垫板表面，驱动轮胎安装在驱动电机的输出轴上，激励棒两端连接有弹性绳，所述弹性绳另一端与驱动轮胎中部固定连接；待测轮胎固定于底座的前侧面上，通过驱动轮胎向待测轮胎施加实车状态轮胎受到的载荷；底座的前侧面上设有反光镜，反光镜沿待测轮胎周向布置，激光测振仪通过三脚架布置于待测轮胎的前方，其高度与反光镜的镜面中心高度相等。其能够模拟轮胎在实车状态下的载荷，有效测试不同速度、不同载荷、不同尺寸或不同激励下的轮胎运行模态。

Description

一种汽车轮胎运行模态测试装置

技术领域

本发明涉及汽车NVH性能，具体涉及一种汽车轮胎运行模态测试装置。

背景技术

轮胎的振动噪声作为汽车车内噪声源中的一种，研究与降低轮胎振动噪声是NVH的一项重要工作。目前国内对于轮胎模态的测试主要是静态测试，即轮胎在不转动的状态下测试其模态。根据边界条件的不同，可分为自由状态模态与约束状态模态。

现有的测试方法是在轮胎表面布置加速度传感器，使用锤击或者激振器进行激励，得到轮胎的模态。该测试方法能够对轮胎的静态模态进行监控，试验条件可重复性好，对于不同尺寸轮胎的模态比较有重要的价值，可用于轮胎单体的模态性能验收。但是只能对轮胎的静态模态进行测试分析，不能测试轮胎在实车运行状态下的模态，对于由轮胎运行模态引起的振动噪声问题欠缺实际意义。

CN207300595U公开了一种新型轮胎约束模态测试装置，包括设置轮胎的台架、用于向所述轮胎施加载荷的千斤顶、用于固定所述轮胎并将所述千斤顶施加的载荷传递到所述轮胎上的刚性绳、用于监测所述轮胎受力的力传感器和用于测试所述轮胎振动模态信号的加速度传感器，所述千斤顶固定设置在所述台架上，所述轮胎的中心轴线的延伸方向与所述轮胎的受力方向相垂直。该测试装置结构简单，使用方便，能够准确模拟轮胎在实车状态下的受力情况，并能够测试轮胎在约束模态下的频率、振型及阻尼。虽然模拟了轮胎在实车状态下的受力情况，但仍然是在轮胎处于静置条件下的模态，不能有效测试轮胎在实车运行状态下的模态。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车轮胎运行模态的测试装置，其能够模拟轮胎在实车状态下的载荷，有效测试不同速度、不同载荷、不同尺寸或不同激励下的轮胎运行模态。

本发明所述的汽车轮胎运行模态测试装置，包括底座、驱动电机、驱动轮胎、激励棒和激光测振仪，所述底座的顶面为第一工作台，第一工作台上固定有垫板，所述驱动电机固定于垫板表面，所述驱动轮胎安装在驱动电机的输出轴上，所述激励棒两端连接有弹性绳，所述弹性绳另一端与驱动轮胎中部固定连接，激励棒通过弹性绳的张紧力紧贴于驱动轮胎的胎面上；所述底座的前侧面为第二工作台，待测轮胎固定于第二工作台上，通过驱动轮胎向待测轮胎施加实车状态轮胎受到的载荷；所述第二工作台上设有反光镜，所述反光镜沿待测轮胎周向布置，所述激光测振仪通过三脚架布置于待测轮胎的前方，其高度与反光镜的镜面中心高度相等。

进一步，所述第一工作台上设有多条与底座前侧面平行的第一滑槽，所述垫板底面设有与第一滑槽对应配合的第一滑块，垫板在第一滑块的带动下能够沿第一滑槽左右移动。

进一步，所述待测轮胎通过第一安装支架固定于第二工作台上，所述第二工作台中部设有与第一滑槽垂直的第二滑槽，所述第一安装支架设有与第二滑槽对应配合的第二滑块，第一安装支架在第二滑块的带动下能够沿第二滑槽上下移动。

进一步，所述第一安装支架上固定有力传感器，用于测量待测轮胎的载荷。

进一步，所述第二工作台上设有安装板，所述安装板上设有容待测轮胎穿过的容置缺口，在容置缺口周围设有多组用于固定第二安装支架的安装孔，所述反光镜固定于第二安装支架上。

进一步，所述反光镜包括镜片和与镜片连接的卡接柱，所述第二安装支架上设有与卡接柱转动配合的卡接孔，通过绕卡接柱转动镜片实现反光镜的角度调节。

进一步，所述激励棒的直径为5mm、10mm、15mm或20mm。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明将驱动轮胎安装在驱动电机的输出轴上，驱动电机固定于底座的第一工作台的垫板表面，待测轮胎固定于底座的第二工作台上，调节驱动轮胎和待测轮胎的相对位置，使得驱动轮胎向待测轮胎施加一定载荷，进而真实模拟了待测轮胎在实车状态下的受力情况，增加了运行模态测试结果准确性。

2、本发明通过驱动轮胎带动待测轮胎以一定的速度运行，采用激光测振仪测得待测轮胎各模型点的振动消息，通过模态分析软件计算得到待测轮胎的运行模态，操作便捷。通过更换不同尺寸的轮胎、不同直径的激励棒以及调节不同的运行速度，能够有效测得各种尺寸的轮胎在不同工况下的运行模态，满足了轮胎相应地测试需求。

3、本发明结构简单，实用性强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是本发明的第二工作台的正视图；

图4是本发明的反光镜的结构示意图；

图5是本发明的待测轮胎的简化模型图；

图6是本发明的待测轮胎的运行模态示意图之一；

图7是本发明的待测轮胎的运行模态示意图之二。

图中，1—底座，2—驱动电机，3—驱动轮胎，4—激励棒，5—激光测振仪，51—光束，6—待测轮胎，7—垫板，8—安装板，81—安装孔，9—第一安装支架，10—第二安装支架，11—三角架，12—第一滑槽，13—第二滑槽，14—反光镜，15—镜片，16—卡接柱，17—弹性绳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

参见图1和图2，所示的汽车轮胎运行模态测试装置，包括底座1、驱动电机2、驱动轮胎3、激励棒4和激光测振仪5。所述底座1的长为1800mm，宽为1800mm，高为1500mm，顶面为第一工作台，第一工作台上固定有垫板7，在第一工作台上设有多条与底座1前侧面平行的第一滑槽12，所述垫板7底面设有与第一滑槽12对应配合的第一滑块，所述第一滑槽12呈倒T形，所述第一滑块为螺接于垫板7底面的螺栓，该螺栓的螺栓头与倒T形第一滑槽12的横向段配合，螺杆与倒T形第一滑槽12的竖向段配合，垫板7在螺栓的带动下能够沿第一滑槽12左右移动。所述驱动电机2固定于垫板7表面，所述驱动轮胎3安装在驱动电机2的输出轴上，驱动电机2转速可调，保证最小直径的驱动轮胎速度能够达到60km/h。通过左右移动垫板7位置，带动驱动电机2左右移动，实现了驱动轮胎3左右位置的调节，通过更换不同厚度的垫板7，实现了驱动轮胎3上下位置的调节，通过调节驱动电机2在垫板7上的安装位置，实现了驱动轮胎3前后位置的调节。

所述所述激励棒的直径为5mm、10mm、15mm或20mm，根据不同激励需求选择相应直径的激励棒4。激励棒4两端连接有弹性绳17，所述弹性绳17另一端与驱动轮胎3中部固定连接，激励棒4通过弹性绳17的张紧力紧贴于驱动轮胎3的胎面上。采用弹性绳既保证了测试过程中驱动轮胎3的胎面与激励棒4不发生相对滑动，同时通用性强，能够适用于不同尺寸的驱动轮胎3的装配需求，若采用刚性绳来固定激励棒4，则需要根据驱动轮胎3的尺寸，设计相应长度的刚性绳来连接激励棒4，通用性差。

所述底座1的前侧面为第二工作台，所述待测轮胎6通过第一安装支架9固定于第二工作台上，所述第一安装支架9上固定有力传感器，用于测量待测轮胎6的载荷。所述第二工作台中部设有与第一滑槽12垂直的第二滑槽13，所述第一安装支架9设有与第二滑槽13对应配合的第二滑块，第二滑槽13呈倒T形，第二滑块为螺接于第一安装支架9上螺栓，通过螺栓与倒T形第二滑槽13配合，第一安装支架9能够沿第二滑槽13上下移动，适应的待测轮胎6的直径为550~800mm。具体测试时，调整驱动轮胎3和待测轮胎6的相对位置，确保驱动轮胎3在被测轮胎6的正上方，驱动轮胎3和待测轮胎6的旋转轴完全平行且胎侧面在同一平面，由力传感器确认驱动轮胎3向待测轮胎6施加的载荷大小，当载荷与待测轮胎6在实车状态下的载荷相同时，固定驱动轮胎3和待测轮胎6，进行后续测试。

所述第二工作台上设有安装板8，所述安装板8上设有容待测轮胎6穿过的容置缺口，在容置缺口周围设有多组用于固定第二安装支架10的安装孔，所述第二安装支架10上固定有反光镜14， 参见图4，所述反光镜14包括镜片15和与镜片15连接的卡接柱16，所述第二安装支架10上设有与卡接柱16转动配合的卡接孔，通过绕卡接柱16转动镜片15实现反光镜14的角度调节。

激光测振仪5通过三脚架11布置于待测轮胎6的前方2m处，其高度与反光镜14的镜面中心高度相等。利用激光测振仪5发出光束51，该光束51通过反光镜14的发射测试获得待测轮胎6的振动信息。

待测轮胎6胎侧节点振动信息直接通过激光测振仪5测试获得，参见图5，所示的待测轮胎简化网格化模型，启动驱动电机2，由激光测振仪5测得待测轮胎6各模型点的振动信息，参见图6和图7，所示的不同工况下待测轮胎6的运行模态。

该测试装置能够有效测试不同尺寸的轮胎在不同工况下的运行模态，结构简单，操作便捷，实用性强。

Claims (7)

1.一种汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：包括底座（1）、驱动电机（2）、驱动轮胎（3）、激励棒（4）和激光测振仪（5），所述底座（1）的顶面为第一工作台，第一工作台上固定有垫板（7），所述驱动电机（2）固定于垫板（7）表面，所述驱动轮胎（3）安装在驱动电机（2）的输出轴上；所述激励棒（4）两端连接有弹性绳（17），弹性绳（17）另一端与驱动轮胎（3）中部固定连接，激励棒（4）通过弹性绳（17）的张紧力紧贴于驱动轮胎（3）的胎面上；

所述底座（1）的前侧面为第二工作台，待测轮胎（6）固定于第二工作台上，通过驱动轮胎（3）向待测轮胎（6）施加实车状态轮胎受到的载荷；

所述第二工作台上设有反光镜（14），所述反光镜（14）沿待测轮胎（6）周向布置，所述激光测振仪（5）通过三脚架（11）布置于待测轮胎（6）的前方，其高度与反光镜（14）的镜面中心高度相等。

2.根据权利要求1所述的汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：所述第一工作台上设有多条与底座（1）前侧面平行的第一滑槽（12），所述垫板（7）底面设有与第一滑槽（12）对应配合的第一滑块，垫板（7）在第一滑块的带动下沿第一滑槽（12）左右移动。

3.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：所述待测轮胎（6）通过第一安装支架（9）固定于第二工作台上，所述第二工作台中部设有与第一滑槽（12）垂直的第二滑槽（13），所述第一安装支架（9）设有与第二滑槽（13）对应配合的第二滑块，第一安装支架（9）在第二滑块的带动下沿第二滑槽（13）上下移动。

4.根据权利要求3所述的汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：所述第一安装支架（9）上固定有力传感器，用于测量待测轮胎（6）的载荷。

5.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：所述第二工作台上设有安装板（8），所述安装板（8）上设有容待测轮胎（6）穿过的容置缺口，在容置缺口周围设有多组用于固定第二安装支架（10）的安装孔（81），所述反光镜（14）固定于第二安装支架（10）上。

6.根据权利要求5所述的汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：所述反光镜（14）包括镜片（15）和与镜片（15）连接的卡接柱（16），所述第二安装支架（10）上设有与卡接柱（16）转动配合的卡接孔，通过绕卡接柱（16）转动镜片（15）实现反光镜（14）的角度调节。

7.根据权利要求1或2所述的汽车轮胎运行模态测试装置，其特征在于：所述激励棒（4）的直径为5mm、10mm、15mm或20mm。