CN114838960A - 一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，包括安装座、驱动装置和传动装置，所述传动装置包括传动轴、立式轴承和传动滚筒，立式轴承与安装座固定连接，所述传动轴穿过立式轴承与驱动装置输出端连接，传动滚筒固定安装在传动轴上。有益效果：本发明通过将传动滚筒固定安装在同一个传动轴上，并且采用相同的动力源以及控制器，实现驱动装置同步工作，避免了独立驱动带来的同轴车轮转速不同的问题；另外设置升降支撑平台可以适用于不同底盘高度的汽车模型的固定，防止汽车模型在测试过程中发生偏移，同时使得本发明的适用程度更广；设置测速装置用于检测传动滚筒的转速，进而对汽车模型车轮风阻测试所需要的速度进行实时调整。

Description

一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置

技术领域

本发明涉及一种车轮驱动装置，特别涉及一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，属于车辆测试技术领域。

背景技术

随着汽车技术的飞速发展，节能、安全、环保逐渐成为未来汽车发展主题。当汽车高速行驶时车身所受的空气阻力也随之增大，导致车辆能源消耗增加。随着市场对汽车各种性能要求越来越高，厂商在积极探索如何降低汽车风阻，低风阻汽车不仅可以降低能源消耗，还可以减少二氧化碳排放。研究表明车轮区域空气流动现象复杂，对整车空气阻力具有一定影响，在汽车外形设计优化达到技术瓶颈时，车轮区域气动阻力可作为整车空气阻力减阻开发的重点和关键。

在车辆减阻开发过程中，现有技术是通过风洞试验测试获得汽车风阻系数，为了模拟整车行驶环境，大型风洞采用五带传动系统实现汽车车轮旋转，然而大型风洞造价昂贵，试验成本较高。由于造价等原因，我国多数高校都建有小型风洞，其中多以缩尺比例汽车模型为测试对象。

在小型风洞中大多数以车轮静止的模型测试为主，在模拟车轮旋转时，一般需要对缩尺比例汽车模型内部添加车轮驱动系统或者对风洞地面进行改装，其改造施工的成本和难度较大。同时，受限于不同汽车造型的设计，往往需要对测试模型的车轮进行专门的驱动装置设计研发，以匹配不同汽车模型上轮距尺寸的要求，致使现有车轮驱动装置普适性差且应用领域具有一定局限性。

专利公开号CN103674559A的中国专利提供了一种驱动车轮旋转的方式，通过驱动电机带动驱动滚筒，驱动滚筒与从动滚筒配合带动放置在滚筒上的车轮旋转，该技术方案设有左右两组互相独立的驱动装置驱动车辆前轮，然而在汽车模型车轮风阻测试中，需要保障汽车所有的轮子在相同的速度环境下运行，该专利中互相独立的驱动装置无法满足现有的风洞测试要求。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置。本发明通过将传动滚筒设置在同一个传动轴上，采用一个驱动装置驱动传动轴转动，以及调整汽车模型安装的升降支撑装置，从而保证传动滚筒转速相同，实现汽车模型同轴车轮转速相同，从而满足风洞测试要求。

技术方案：一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，包括安装座、驱动装置和传动装置，所述传动装置包括传动轴、立式轴承和传动滚筒，所述立式轴承与安装座固定连接，所述传动轴穿过立式轴承与驱动装置输出端连接，所述传动滚筒固定安装在传动轴上。

立式轴承固定安装在安装座上，起到对传动轴的支撑作用，驱动装置输出端连接传动轴，给传动轴提供动力，传动轴上固定安装有传动滚筒，所述传动滚筒与车轮接触，驱动车轮转动，设置为同轴驱动的方式能够保证车轮在转动过程中速度保持一致。

进一步的，所述安装座包括上底板、下底板和立柱，所述上底板和下底板通过立柱连接，所述上底板开设有至少两个传动孔和至少一个支撑孔。

安装座分为上、下底板，设置上底板便于汽车模型的移动，给测试提供便利，其中上底板开设的传动孔数量与传动滚筒数量一致，位置也与传动滚筒的位置相对应，满足车轮数量不同以及车轮分布位置不同的车型的测试需要，从而适用于多种不同车型的测试。

进一步的，所述传动孔与传动滚筒位置对应，所述传动滚筒穿过传动孔与上底板上表面水平相切且不与上底板接触。

在汽车模型测试过程中，传动滚筒转动，带动紧密贴合的汽车模型车轮转动，传动滚筒保持与上底板水平相切且不与上底板接触，平坦的表面不仅便于汽车模型在上底板上的移动操作，同时对风阻测试不会产生额外的环境影响，进而也避免影响车轮风阻测试的数据准确性。

进一步的，所述驱动装置至少设置两个，所述驱动装置采用同一个动力源和控制器。

鉴于现有汽车最少为前后两组车轮，所以至少设置两个驱动装置以驱动前后车轮转动，采用同一个动力源以及控制器，是为了保证不同的驱动装置有相同的启停时间，以及相同的动力源，避免单独驱动造成的两轮转速不同带来的测试误差。

进一步的，所述驱动装置包括固定支座、垫块和驱动电机，所述固定支座与下底板固定连接，所述垫块安装在固定支座与下底板之间，所述驱动电机安装在固定支座上。

固定支座用于支撑驱动电机，防止电机工作过程中抖动幅度过大影响测试，固定支座与下底板之间安装垫块，进一步对驱动电机进行稳固，另外可以通过增加或者减少垫块调节驱动电机输出端的中心线高度与传动轴中心线高度一致。

进一步的，所述传动轴由对称中心向两端对称设置有定位凸起部、外花键连接部和螺纹连接部，所述外花键连接部长度不超过传动滚筒的宽度，所述螺纹连接部上设有定位螺母。

定位凸起部与定位螺母配合锁定传动滚筒，防止传动滚筒偏移。

进一步的，所述安装座内设置有升降支撑装置。

升降支撑装置用于可调节的支撑汽车模型，固定测试过程中汽车模型的位置，防止因为传动滚筒与车轮的相互作用力使汽车偏离，影响测试结果。

进一步的，所述升降支撑装置包括底座、升降轴、齿轮轴和支撑平台，所述底座与下底板固定连接，且底座内设置有上端开口的空腔，所述升降轴一端可伸缩式套装于底座内，所述升降轴另一端穿过支撑孔与支撑平台固定连接，所述齿轮轴与底座固定连接，所述齿轮轴上设有轮齿，所述升降轴上设置有齿条，所述齿轮轴上的轮齿与升降轴上的齿条啮合。

底座内设置空腔便于升降轴下端套入底座内，设置齿轮轴以及升降轴上设置齿条，两者配合，实现升降轴上下调整的功能，以适用于同一轮距不同底盘高度的车型的测试。

进一步的，还包括测速装置,所述测速装置设置在传动滚筒一侧，且与安装座固定连接。

测速装置用于检测传动滚筒转速，通过检测数据来实时获取传动滚筒转速，进而根据需要调整驱动电机的转速，以达到目标转速，提升测试的可操控性。

进一步的，所述测速装置包括支座、测速仪和反光片，所述支座固定安装在下底板上，所述反光片安装于传动滚筒侧面，所述测速仪安装在支座上且正对传动滚筒，所述反光片的安装位置与测速仪的测速端口位置相对应。

利用反光片与测速装置配合对传动滚筒的转速进行精准的测算，非接触式的测量能减少非必要的影响因素，进而使测试数据更加稳定，准确。

有益效果：本发明通过将传动滚筒固定安装在同一个传动轴上，并且采用相同的动力源以及控制器，实现驱动装置同步工作，进而避免了独立驱动带来的同轴车轮转速不同的问题；另外设置升降支撑平台可以适用于不同底盘高度的汽车模型的固定，防止汽车模型在测试过程中发生偏移，同时通过升降装置可实现同一轮距不同汽车模型的风洞测试，进而使得本发明的适用程度更广；设置测速装置用于检测传动滚筒的转速，进而对测试所需要的速度进行实时调整。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左侧视图；

图3为本发明的右侧视图；

图4为本发明的传动轴轴和传动滚筒的结构示意图；

图5为本发明的升降支撑装置的局部结构示意图

图6为本发明的俯视图及局部放大图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-6所示，为实现待测汽车模型同轴车轮转速相同，本发明包括安装座1、驱动装置2和传动装置3，所述传动装置3包括传动轴31、立式轴承32和传动滚筒34，所述立式轴承32与安装座1固定连接，所述传动轴31穿过立式轴承32与驱动装置2输出端连接，所述传动滚筒34固定安装在传动轴31上，将传动滚筒34固定安装在同一个传动轴31上，驱动装置2驱动传动轴31转动。

为满足车轮数量不同以及车轮分布位置不同的车型的测试需要，所述安装座1包括上底板11、下底板12和立柱13，所述上底板11和下底板12通过立柱13连接，所述上底板11开设有至少两个传动孔14和至少一个支撑孔15。

为了保证车轮风阻测试的数据准确性，不产生额外的环境影响，所述传动孔14与传动滚筒34位置对应，所述传动滚筒34穿过传动孔14与上底板11上表面水平相切且不与上底板11接触。

为避免单独驱动造成的两轮转速不同带来的测试误差，所述驱动装置2至少设置两个，所述驱动装置2采用同一个动力源和控制器。

为了提升测试过程中驱动装置2的稳定性，所述驱动装置2包括固定支座21、垫块22和驱动电机23，所述固定支座21与下底板12固定连接，所述垫块22安装在固定支座21与下底板12之间，所述驱动电机23安装在固定支座21上。

为了防止传动滚筒34偏移，所述传动轴31由对称中心向两端对称设置有定位凸起部36、外花键连接部37和螺纹连接部38，所述外花键连接部37长度不超过传动滚筒34的宽度，所述螺纹连接部38上设有定位螺母35。

防止因为传动滚筒34与车轮的相互作用力使汽车偏离，影响测试结果，所述安装座1内设置有升降支撑装置4。

为了实现升降轴42上下调整的功能，以适用于不同底盘高度的车型的测试，所述升降支撑装置4包括底座41、升降轴42、齿轮轴44和支撑平台43，所述底座41与下底板12固定连接，且底座41内设置有上端开口的空腔，所述升降轴42一端可伸缩式套装于底座41内，所述升降轴42另一端穿过支撑孔15与支撑平台43固定连接，所述齿轮轴44与底座41固定连接，所述齿轮轴44上设有轮齿，所述升降轴42上设置有齿条，所述齿轮轴44上的轮齿与升降轴42上的齿条啮合。

为了实现测试过程中传动滚筒34的转速检测，实时调整驱动电机23的转速，所述测速装置5设置在传动滚筒34一侧，且与安装座1固定连接。

为了使测试数据更加稳定和准确，将测速装置5设置为非接触式测速装置，所述测速装置5包括支座51、测速仪52和反光片53，所述支座51固定安装在下底板12上，所述反光片53安装于传动滚筒34侧面，所述测速仪52安装在支座51上且正对传动滚筒34，所述反光片53的安装位置与测速仪52的测速端口位置相对应。

工作原理：将待测汽车模型移动至车轮与传动滚筒位置对应，使车轮与传动滚筒接触，调整升降支撑平台，将待测车辆支撑至车轮与传动滚筒相切，保证传动滚筒与模型车轮的线速度相同，然后启动驱动电机，驱动电机带动传动轴转动同时传动滚筒转动带动车轮转动，进而进行汽车运动过程中的风阻测试，安装在传动滚筒一侧的测速装置，检测传动滚筒的转速，实时反馈给测试人员，测试人员根据实验需要进行相应的调整，即控制驱动电机转速来控制传动滚筒的转速。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，包括安装座（1）、驱动装置（2）和传动装置（3），所述传动装置（3）包括传动轴（31）、立式轴承（32）和传动滚筒（34），所述立式轴承（32）与安装座（1）固定连接，所述传动轴（31）穿过立式轴承（32）与驱动装置（2）输出端连接，所述传动滚筒（34）固定安装在传动轴（31）上。

2.根据权利要求1所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述安装座（1）包括上底板（11）、下底板（12）和立柱（13），所述上底板（11）和下底板（12）通过立柱（13）连接，所述上底板（11）开设有至少两个传动孔（14）和至少一个支撑孔（15）。

3.根据权利要求2所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述传动孔（14）与传动滚筒（34）位置对应，所述传动滚筒（34）穿过传动孔（14）与上底板（11）上表面水平相切且不与上底板（11）接触。

4.根据权利要求1所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述驱动装置（2）至少设置两个，所述驱动装置（2）采用同一个动力源和控制器。

5.根据权利要求4所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述驱动装置（2）包括固定支座（21）、垫块（22）和驱动电机（23），所述固定支座（21）与下底板（12）固定连接，所述垫块（22）安装在固定支座（21）与下底板（12）之间，所述驱动电机（23）安装在固定支座（21）上。

6.根据权利要求1所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述传动轴（31）由对称中心向两端对称设置有定位凸起部（36）、外花键连接部（37）和螺纹连接部（38），所述外花键连接部（37）长度不超过传动滚筒（34）的宽度，所述螺纹连接部（38）上设有定位螺母（35）。

7.根据权利要求1所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述安装座（1）内设置有升降支撑装置（4）。

8.根据权利要求7所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述升降支撑装置（4）包括底座（41）、升降轴（42）、齿轮轴（44）和支撑平台（43），所述底座（41）与下底板（12）固定连接，且底座（41）内设置有上端开口的空腔，所述升降轴（42）一端可伸缩式套装于底座（41）内，所述升降轴（42）另一端穿过支撑孔（15）与支撑平台（43）固定连接，所述齿轮轴（44）与底座（41）固定连接，所述齿轮轴（44）上设有轮齿，所述升降轴（42）上设置有齿条，所述齿轮轴（44）上的轮齿与升降轴（42）上的齿条啮合。

9.根据权利要求1所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，还包括测速装置（5）,所述测速装置（5）设置在传动滚筒（34）一侧，且与安装座（1）固定连接。

10.根据权利要求9所述的用于汽车模型车轮风阻测试的车轮驱动装置，其特征在于，所述测速装置（5）包括支座（51）、测速仪（52）和反光片（53），所述支座（51）固定安装在下底板（12）上，所述反光片（53）安装于传动滚筒（34）侧面，所述测速仪（52）安装在支座（51）上且正对传动滚筒（34），所述反光片（53）的安装位置与测速仪（52）的测速端口位置相对应。

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