CN112097993A - 一种滚筒中心距可调的汽车惯量模拟试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中心距可调的滚筒惯量试验组件，包括并列设置且同步转动的主滚筒和副滚筒、平行设置的移动导轨、转动连接在副滚筒两端的副滚筒支撑装置、驱动电机、及设在副滚筒支撑装置和驱动电机之间的蜗轮蜗杆机构；主滚筒通过设置在主滚筒两端的转动机构固定在机架上，蜗轮蜗杆机构的蜗杆部分可转动连接在副滚筒支撑装置上，蜗轮蜗杆机构的蜗轮部分与驱动电机的输出端相连接，驱动电机驱动蜗轮蜗杆机构转动并带动副滚筒支撑装置在移动导轨上前后移动，用于调整主滚筒与副滚筒之间的滚筒中心距，进而实现了车辆在实际道路行驶中不同路面附着系数的模拟。

Description

一种滚筒中心距可调的汽车惯量模拟试验台

技术领域

本发明涉及机动车检测设备领域，特别是涉及一种滚筒中心距可调的汽车惯量模拟试验台。

背景技术

现有技术中公开的汽车惯量模拟设备不能进行不同附着系数路面模拟，公开的发明专利CN101183046A“一种可变附着系数的室内车辆ABS实验台”，通过扭矩控制器的激励电流改变被测车辆车轮抱死时的制动力，达到模拟道路附着系数的目的。公开的发明专利CN106872182A“一种汽车制动系统台架试验路面附着系数模拟装置及方法”，采用驱动电机带动转鼓转动，模拟路面。公开的发明专利CN107907345B“汽车功率惯量台试的检测方法”，是在装有惯性飞轮的滚筒台架上，以台架的当量惯量和车辆转动件当量惯量作为负荷，检测发动机规定转速汽车功率的方法。公开的发明专利CN107860588B“惯量滚筒台架汽车制动性能检测方法”，是汽车在装有惯性飞轮的滚筒台架上，以台架和汽车的当量惯量为加载负荷，检测汽车制动性能的方法。

上述车辆惯量试验台的相关专利均未涉及试验台不同附着系数路面模拟与惯量模拟相结合的方式，并且惯量模拟采用固定惯量的方式，在检测汽车动力性能、制动性能时存在较大缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种滚筒中心距可调的汽车惯量模拟试验台，以解决上述现有技术存在的问题，在车辆进行台试检测时，能够实现车辆行驶不同附着系数下的不同驱动方式的车辆的各种行驶工况下的惯量模拟，扩大了车辆台试的检测范围。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种中心距可调的滚筒惯量试验组件，包括并列设置且同步转动的主滚筒和副滚筒、平行设置的移动导轨、转动连接在所述副滚筒两端的副滚筒支撑装置、驱动电机、及设在所述副滚筒支撑装置和所述驱动电机之间的蜗轮蜗杆机构；

所述主滚筒通过设置在所述主滚筒两端的转动机构固定在所述机架上，所述移动导轨固定在机架上，且所述移动导轨垂直于所述主滚筒的轴线，各所述副滚筒支撑装置分别滑动连接在两所述移动导轨上；所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆部分可转动连接在所述副滚筒支撑装置上，所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮部分与所述驱动电机的输出端相连接，所述驱动电机驱动所述蜗轮蜗杆机构转动并带动所述副滚筒支撑装置在所述移动导轨上前后移动，用于调整所述主滚筒与所述副滚筒之间的滚筒中心距。

优选的，所述主滚筒和所述副滚筒之间设有用于所述主滚筒和所述副滚筒中心距的距离传感器，当所述距离传感器检测到所述主滚筒和所述副滚筒的中心距调节到设定距离后，所述驱动电机停止转动。

优选的，在所述主滚筒和/或所述副滚筒的端部设置有飞轮，所述主滚筒和/或所述副滚筒与所述飞轮之间设置有飞轮离合器，各所述飞轮质量不同，通过开闭不同位置的所述飞轮离合器，用于所述飞轮离合器吸合不同质量的所述飞轮。

优选的，所述主滚筒和所述副滚筒之间设置有传感滚筒，所述传感滚筒通过设置在所述传感滚筒上的支撑弹簧固定在所述机架上，当车轮位于所述滚筒总成上时，所述传感滚筒抵触在车轮的轮胎上并与车轮同步转动，且所述传感滚筒一端安装有传感滚筒转速传感器，所述传感滚筒转速传感器通过测量所述传感滚筒的转速间接反应出车轮的轮速。

优选的，在所述主滚筒和/或所述副滚筒上设置有用于测滚筒转速的滚筒转速传感器，根据所述滚筒转速传感器测得所述主滚筒和/或所述副滚筒的转速信号，实现汽车不同行驶工况下基准车速的测量。优选的，提供一种汽车惯量模拟试验台，包括机架以及若干组设置在所述机架上且分别与前、后车轮相对应的所述中心距可调的滚筒惯量试验组件，位于机架前侧或后侧的所述中心距可调的滚筒惯量试验组件上的所述蜗轮蜗杆机构之间共用同一所述驱动电机，用于保证各所述主滚筒和各所述副滚筒的中心距的同步调节，且各所述主滚筒之间设置有用于驱动各所述主滚筒同步转动的同步机构。

优选的，所述同步机构包括同步传动轴及连接在所述同步传动轴两端的T型转向箱，所述T型转向箱的两侧传动接口分别连接对应的两所述主滚筒，所述同步传动轴连接在各所述T型转向箱的中部传动接口上。

优选的，所述机架包括分别与前轮和后轮对应的前机架和后机架，所述前机架和所述后机架之间设置有用于调节二者间距的调节装置，所述同步传动轴为可伸缩结构，所述可伸缩结构根据所述前机架和所述后机架之间的距离进行相适应的伸缩调节。

优选的，所述前机架和所述后机架上分别设置有用于举升前、后车轮的举升装置。

优选的，所述滚筒转速传感器为光电式编码器，所述距离传感器为拉杆式直线位移传感器或红外反射式传感器。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、驱动电机驱动蜗轮蜗杆机构转动并带动副滚筒支撑装置在移动导轨上前后移动，以调整与主滚筒之间的相对距离，进而调整主滚筒与副滚筒之间的滚筒中心距，不仅通过副滚筒支撑装置同时对副滚筒整体进行移动，避免了副滚筒的两端动作不同步影响车轮惯量的测试，而且实现了车辆在实际道路行驶中不同路面附着系数的模拟。

2、平行设置的移动导轨固定在机架上，各副滚筒支撑装置分别滑动连接在两移动导轨上，也就是说，副滚筒架设在两移动导轨上，以保证车辆车轮压放在副滚筒上方时，副滚筒仍能与移动导轨稳定连接。

3、通过主滚筒和/或副滚筒连接飞轮并在主滚筒和/或副滚筒与飞轮之间设置飞轮离合器的方式，使飞轮离合器能够独立控制主滚筒和/或副滚筒分别与飞轮接合或断开，实现主滚筒和/或副滚筒的转动惯量能够改变的技术效果。

4、各飞轮的质量不同，以能够控制不同飞轮离合器的吸合，组合不同的转动惯量。

5、各主滚筒之间设置有用于驱动各主滚筒同步转动的同步机构，进而使得各中心距可调的滚筒惯量试验组件之间同步传动，从而实现车辆台试检测时惯量的模拟。

6、前机架和后机架上分别设置有用于举升前、后车轮的举升装置，便于车轮驶入和驶出对应的中心距可调的滚筒惯量试验组件。

7、前机架和后机架之间设置有用于调节二者间距的调节装置，使惯量试验台能够对不同轴距的车型进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为汽车惯量模拟试验台整体结构示意图；

其中，1-中心距可调的滚筒惯量试验组件；2-前机架；3-后机架；4-主滚筒；5-副滚筒；6-移动导轨；7-传感滚筒；8-主滚筒轴承座；9-副滚筒轴承座；10-飞轮轴承座；11-飞轮；12-滚筒组链轮；13-T型转向箱；14-同步传动轴；15-传动轴支撑轴承；16-飞轮离合器；17-驱动电机；18-蜗轮蜗杆机构。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种滚筒中心距可调的汽车惯量模拟试验台，以解决上述现有技术存在的问题，在车辆进行台试检测时，能够实现车辆行驶不同附着系数下的不同驱动方式的车辆的各种行驶工况下的惯量模拟，扩大了车辆台试的检测范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，提供一种中心距可调的滚筒惯量试验组件1，包括并列设置且同步转动的主滚筒4和副滚筒5、平行设置的移动导轨6、转动连接在副滚筒5两端的副滚筒支撑装置、驱动电机17、及设在副滚筒支撑装置和驱动电机17之间的蜗轮蜗杆机构18，主滚筒4通过设置在主滚筒4两端的转动机构固定在机架上，优选的，主滚筒4的两端安装有轴承和主滚筒轴承座8，主滚筒轴承座8固定在机架上，同样副滚筒支撑装置上设有与副滚筒5配套的轴承和副滚筒轴承座9，移动导轨6固定在机架上，且移动导轨6垂直于主滚筒4的轴线，各副滚筒支撑装置分别滑动连接在两移动导轨6上；蜗轮蜗杆机构18的蜗杆部分可转动连接在副滚筒支撑装置上，蜗轮蜗杆机构18的蜗轮部分与驱动电机17的输出端相连接，驱动电机17驱动蜗轮蜗杆机构18转动并带动副滚筒支撑装置在移动导轨6上前后移动，用于调整主滚筒4与副滚筒5之间的滚筒中心距，通过副滚筒支撑装置同时对副滚筒5整体进行移动，避免了副滚筒5的两端动作不同步影响车轮惯量的测试，而且实现了车辆在实际道路行驶中不同路面附着系数的模拟；优选的，主滚筒4和副滚筒5之间设有用于主滚筒4和副滚筒5中心距的距离传感器，当距离传感器检测到主滚筒4和副滚筒5的中心距调节到设定距离后，驱动电机17停止转动。而且，在主滚筒4和副滚筒5之间设置有用于测量车辆轮速的传感滚筒7，传感滚筒7通过设置在传感滚筒7上的支撑弹簧固定在机架上，传感滚筒7上设置有传感滚筒7转速传感器，传感滚筒7与车轮相接触，进而能够与车轮同步转动，传感滚筒7转速传感器实际上测量的是车轮的转速。

控制单元接收操作员所设定的地面附着系数参数指令后，向滚筒组蜗轮蜗杆机构18的驱动电机17发送通电信号，使得各滚筒组蜗轮蜗杆机构18的驱动电机17输出相同扭矩使得蜗轮蜗杆机构18的蜗轮部分转动，蜗轮部分与安装在移动导轨6上的前滚筒组副滚筒支撑装置上的蜗杆部分啮合，从而实现各滚筒组的滚筒中心距的同步调整，距离传感器感知滚筒中心距距离，向控制单元发送滚筒中心距距离是否调节成功的信号，若滚筒中心距调节到所设定的距离后，控制单元发送断电信号，完成滚筒中心距距离的调整。

其中，滚筒中心距距离的长短决定了车轮在主滚筒4和副滚筒5上行驶时车轮安置角的大小，

由公式

a＝arcsin[L/2(R+r)]

其中，α-车轮安置角

L-滚筒中心距距离

R-车轮半径

r-滚筒半径

可知，车轮安置角大小与滚筒中心距、滚筒半径和车轮半径大小有关,当r和R确定后，可以通过改变滚筒中心距来改变车轮安置角。

由公式

其中，F_f-车轮与滚筒间的摩擦阻力

G-被测车轮轮荷

f-车轮与滚筒间的摩擦阻力系数

α-车轮安置角

可知，当车轮与滚筒间的摩擦阻力系数和被测车轮轮荷一定的情况下，台架的当量阻力系数即地面附着系数随着车轮安置角的增大而增大。车轮安置角的大小由滚筒中心距的大小决定。

如图1所示，作为本发明优选的实施方式，为实现主滚筒4和/或副滚筒5的转动惯量能够改变的技术效果，在主滚筒4和/或副滚筒5的端部设置有飞轮11，主滚筒4和/或副滚筒5与飞轮11之间设置有飞轮离合器16，其中，飞轮离合器16与飞轮11刚性连接组合成飞轮组，飞轮组通过飞轮轴承座10安装在机架上，而且飞轮离合器16及飞轮11均与主滚筒4和/或副滚筒5同轴设置，当需要改变主滚筒4和/或副滚筒5的转动惯量时，飞轮离合器16吸合在主滚筒4和/或副滚筒5的滚动轴上，也就是说飞轮11通过飞轮离合器16与主滚筒4和/或副滚筒5相连接，优选的，各飞轮11质量不同，控制单元控制不同位置的飞轮离合器16开闭，可实现任何飞轮11之间的组合，得出若干种形式的惯量匹配模拟。

同时，为保证同一汽车惯量模拟试验台中的主滚筒4和副滚筒5稳定地同步转动，如图1所示，作为本发明优选的实施方式，在滚筒轴承座和飞轮组轴承座之间分别设有与主滚筒4和副滚筒5相对应的两个滚筒组链轮12，两个滚筒组链轮12前后对称，并采用链传动形式或者传动轴传动或者齿形带传动，实现主滚筒4与副滚筒5同步转动，进而实现不同驱动方式车辆台试检测时惯量的模拟，或者设置其他的类似带传动的方式，将主滚筒4和副滚筒5实现同步传动。

进一步的，如图1所示，提供一种汽车惯量模拟试验台，包括机架以及若干组设置在机架上且分别与前、后车轮相对应的中心距可调的滚筒惯量试验组件1，位于机架前侧或后侧的中心距可调的滚筒惯量试验组件1上的蜗轮蜗杆机构18之间共用同一驱动电机17，用于保证各主滚筒4和各副滚筒5的中心距的同步调节，且各主滚筒4之间设置有用于驱动各主滚筒4同步转动的同步机构，优选的，为进一步保证同步传动的稳定性，同步机构包括同步传动轴14及连接在同步传动轴14两端的T型转向箱13，T型转向箱13的两侧传动接口分别连接对应的两主滚筒4，同步传动轴14连接在各T型转向箱13的中部传动接口上，优选的同步传动轴14通过传动轴支撑轴承15固定在机架上。

同时，为使惯量试验台能够对不同轴距的车型进行检测，机架包括分别与前轮和后轮对应的前机架2和后机架3，前机架2和后机架3之间设置有用于调节二者间距的调节装置，而且为避免同步传动轴14在前机架2和后机架3的移动中出现损伤，同步传动轴14为可伸缩结构，例如万向伸缩轴或者链传动或者齿形带传动等，可伸缩结构根据前机架2和后机架3之间的距离进行相适应的伸缩调节，控制单元接收来自检测人员输入的车辆轴距指令，经计算后，使可伸缩结构带动前机架2在位于前机架2下方的滚筒组机架导轨上移动，同时前机架2上设有用于监测分别对应前后车轮的汽车惯量模拟试验台之间轴距的滚筒组轴距传感器，通过滚筒组轴距传感器测得的前机架2和后机架3之间距离调整到位的信号，实现汽车惯量模拟试验台之间的轴距可调。

如图1所示，作为本发明优选的实施方式，滚筒组包括用于调整车轮上升或下降的举升器，举升器可采用液压驱动或气压驱动，各个举升器分别固定在滚筒组与机架之间，举升器一端安装有车轮升降高度传感器，控制单元接收来自检测人员输入的举升器升降指令，经计算后，使举升器带动车轮举升或下降，通过车轮升降高度传感器测得的举升器升降信号调整车轮上升或下降的高度，优选的，车轮升降高度传感器、距离传感器和滚筒组轴距传感器为光电式位移传感器。

而后操作汽车行进至汽车惯量模拟试验台，前轮和后轮分别到达对应的滚筒惯量试验组件上，且车轮与下方的主滚筒4、副滚筒5和传感滚筒7接触，汽车运行时，在摩擦力的作用下，驱动轮带动与之接触的主滚筒4、副滚筒5和传感滚筒7同步转动，以主滚筒4和副滚筒5的表面代替路面，车轮在主滚筒4和副滚筒5的表面旋转运行，通过调整主滚筒4与副滚筒5之间的滚筒中心距，实现了车辆在实际道路行驶中不同路面附着系数的模拟；当需要改变汽车的惯量时，按照需增加的汽车惯量值设计飞轮的接合方案，控制单元根据待接合的飞轮11位置控制对应的飞轮离合器16启动，以实现对车辆不同的惯量状态进行模拟，在被检汽车的驱动下，惯量试验台模拟汽车在路面上以不同加、减速度行驶等各种运动状态的平动惯量，实现对汽车的动态模拟，由滚筒转速传感器和传感滚筒转速传感器获得汽车在模拟地面上的行驶速度和车轮轮速，实现实时获得汽车在真实状态下的实验数据，进而提高了汽车台试的真实性和准确度。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种中心距可调的滚筒惯量试验组件，其特征在于，包括并列设置且同步转动的主滚筒和副滚筒、平行设置的移动导轨、转动连接在所述副滚筒两端的副滚筒支撑装置、驱动电机、及设在所述副滚筒支撑装置和所述驱动电机之间的蜗轮蜗杆机构；

所述主滚筒通过设置在所述主滚筒两端的转动机构固定在机架上，所述移动导轨固定在机架上，且所述移动导轨垂直于所述主滚筒的轴线，各所述副滚筒支撑装置分别滑动连接在两所述移动导轨上；所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆部分可转动连接在所述副滚筒支撑装置上，所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮部分与所述驱动电机的输出端相连接，所述驱动电机驱动所述蜗轮蜗杆机构转动并带动所述副滚筒支撑装置在所述移动导轨上前后移动，用于调整所述主滚筒与所述副滚筒之间的滚筒中心距。

2.根据权利要求1所述的中心距可调的滚筒惯量试验组件，其特征在于，所述主滚筒和所述副滚筒之间设有用于所述主滚筒和所述副滚筒中心距的距离传感器，当所述距离传感器检测到所述主滚筒和所述副滚筒的中心距调节到设定距离后，所述驱动电机停止转动。

3.根据权利要求2所述的中心距可调的滚筒惯量试验组件，其特征在于，在所述主滚筒和/或所述副滚筒的端部设置有飞轮，所述主滚筒和/或所述副滚筒与所述飞轮之间设置有飞轮离合器，各所述飞轮质量不同，通过开闭不同位置的所述飞轮离合器，用于所述飞轮离合器吸合不同质量的所述飞轮。

4.根据权利要求3所述的中心距可调的滚筒惯量试验组件，其特征在于，所述主滚筒和所述副滚筒之间设置有传感滚筒，所述传感滚筒通过设置在所述传感滚筒上的支撑弹簧固定在所述机架上，当车轮位于所述滚筒总成上时，所述传感滚筒抵触在车轮的轮胎上并与车轮同步转动，且所述传感滚筒一端安装有传感滚筒转速传感器，所述传感滚筒转速传感器通过测量所述传感滚筒的转速间接反应出车轮的轮速。

5.根据权利要求4所述的中心距可调的滚筒惯量试验组件，其特征在于，在所述主滚筒和/或所述副滚筒上设置有用于测滚筒转速的滚筒转速传感器，根据所述滚筒转速传感器测得所述主滚筒和/或所述副滚筒的转速信号，实现汽车不同行驶工况下的惯量匹配时的基准车速测量。

6.一种应用如权利要求1-5任一项所述的中心距可调的滚筒惯量试验组件的汽车惯量模拟试验台，其特征在于，包括机架以及若干组设置在所述机架上且分别与前、后车轮相对应的所述中心距可调的滚筒惯量试验组件，分别位于机架前侧或后侧的所述中心距可调的滚筒惯量试验组件上的所述蜗轮蜗杆机构之间共用同一所述驱动电机，用于保证各所述主滚筒和各所述副滚筒的中心距的同步调节，且各所述主滚筒之间设置有用于驱动各所述主滚筒同步转动的同步机构。

7.根据权利要求6所述的汽车惯量模拟试验台，其特征在于，所述同步机构包括同步传动轴及连接在所述同步传动轴两端的T型转向箱，所述T型转向箱的两侧传动接口分别连接对应的两所述主滚筒，所述同步传动轴连接在各所述T型转向箱的中部传动接口上。

8.根据权利要求7所述的汽车惯量模拟试验台，其特征在于，所述机架包括分别与前轮和后轮对应的前机架和后机架，所述前机架和所述后机架之间设置有用于调节二者间距的调节装置，所述同步传动轴为可伸缩结构，所述可伸缩结构根据所述前机架和所述后机架之间的距离进行相适应的伸缩调节。

9.根据权利要求8所述的汽车惯量模拟试验台，其特征在于，所述前机架和所述后机架上分别设置有用于举升前、后车轮的举升装置。

10.根据权利要求6所述的汽车惯量模拟试验台，其特征在于，所述滚筒转速传感器为光电式编码器，所述距离传感器为拉杆式直线位移传感器或红外反射式传感器。

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