CN203719923U - 一种轮胎滚动阻力精确测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮胎滚动阻力精确测试装置，属于轮胎动力学特性测试试验领域，其可解决现有安装多分力传感器的轮胎试验机不能精确测量轮胎滚动阻力的问题。本装置包括气源（1）、高压导气管（2）、次高压导气管（9）、压力控制器放置台（3）、压力控制器（4）、气浮台基座（5）、基座入气口（11）、出气孔（7）、悬浮托板（8）。本实用新型可广泛适用于各种装有多分力传感器的轮胎特性试验台，并适用于各种轮胎的滚动阻力精确测试。

Description

一种轮胎滚动阻力精确测试装置

技术领域

本实用新型属于轮胎动力学特性测试试验领域，具体涉及一种轮胎滚动阻力精确测试装置，通过消除垂直载荷对滚动阻力的耦合串扰，可精确测量轮胎的滚动阻力，为轮胎的动力学研究提供更加准确的试验数据。

背景技术

轮胎是汽车上的重要部件，整车与地面间的作用力都通过轮胎传递。轮胎力学特性是汽车性能分析与设计的基础，并且对汽车的安全性、操作稳定性、平顺性等性能有着重要的影响。轮胎力学特性试验台是轮胎特性建模以及整车建模、集成、调校与开发的关键设备之一，它可实现轮胎的各种运行工况，并测定六个自由度的运动参数及其与地面多分力的关系，它是汽车动力学仿真设计关键数据来源。

轮胎的滚动阻力是影响车辆燃油消耗的一个关键参数。相对于轮胎负荷，轮胎滚动阻力数值很小，因此其测量很困难，对设备精度的要求非常高。目前，国内外测试轮胎滚动阻力的方法很多，包括测力法、功率法、转矩法和减速法等，但无论哪种方法，其试验测量结果最终都应换算成作用于轮胎与路面间的滚动阻力。

轮胎力学特性试验台的关键部件是多分力传感器，但实际使用的多分力传感器各维力输出信号之间都存在着不同程度的耦合串扰。导致耦合串扰的因素主要有两个方面：一是多分力传感器的设计原理、加工制造、敏感元件特性等，二是多分力传感器在试验台上使用时的安装误差。这种相互耦合作用严重制约了传感器的测量精度,尤其是各维力大小相差悬殊时，由于耦合影响导致的测量误差不容小觑。例如通常情况下，轮胎的垂直载荷约为滚动阻力100倍，因此轮胎垂直载荷对滚动阻力产生的耦合是一个需要解决的重要问题。

为解决多分力传感器的耦合串扰问题，通常在传感器出厂前进行多分力传感器耦合系数的标定。目前常用线性解耦的方法使维间耦合减小，但研究表明，耦合是非线性的，线性解耦不能完全消除实际中存在的耦合误差，且因标定是在特定良好的环境下测得的，而轮胎试验台上的分力传感器使用环境比较恶劣，传感器的耦合系数会有所不同。再者，在轮胎试验台上安装多分力传感器时，安装误差（如传感器倾斜一个角度），也会对维间耦合系数产生一定的影响。上述实际试验中无法确定的因素使传感器的维间耦合关系更加复杂，在理论上难以定量描述。因此，有必要通过改进试验方法以最大程度的消除耦合的影响。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有轮胎滚动阻力测量精度上的不足，提供了一种轮胎滚动阻力精确测试装置。

结合附图，说明如下：

一种轮胎滚动阻力精确测试装置，包括：气源1、高压导气管2、次高压导气管9、压力控制器放置台3、压力控制器4、气浮台基座5、基座入气口11、出气孔7、悬浮托板8；

所述的气源1通过高压导气管2与放置在压力控制器放置台3上的压力控制器4连接，气源1提供压强为p₁的高压气体，经压力控制器4可得到稳定的压强为p₂的次高压气体；

所述的压力控制器4通过次高压导气管9与气浮台基座5的基座入气口11连通；

所述的气浮台基座5有多个出气孔7，出气孔总面积S_出气小于次高压导气管9的横截面积S_管；

所述悬浮托板8覆盖在气浮台基座5上，其所覆盖的出气孔总面积S_托板出气与次高压气体压强p₂及测试要求的轮胎垂直载荷F_Z0间存在如下关系：S_托板出气.p₂＞F_Z0。

所述的出气孔7的孔径较小，这样可设置较多的出气孔，以利于气体流场的均匀分布，出气孔7的总面积可由算式S_出气＝n·πr²得到，其中S_出气为所有出气孔的总面积，r为出气孔的半径，n为出气孔的数目。

一种轮胎滚动阻力精确测试装置，还包括柔性绳索6，所述的柔性绳索6一端固定在气浮台基座5上，另一端固定在悬浮托板8上，柔性绳索为四根，且具有一定长度，可将悬浮托板8的运动限制在一定的空间区域内，该空间区域可满足试验轮胎的各种负载。

本实用新型具有以下优点和技术效果：

1.本实用新型提出的测试装置可最大程度上消除轮胎垂直载荷对滚动阻力测量造成的误差，即可直接精确测量轮胎滚动阻力，提高轮胎滚动阻力测试精度。

2.本实用新型提出的测试装置可广泛适用于各种装有多分力传感器的轮胎特性试验台，包括往复平板式轮胎试验台、平带式轮胎试验台、转鼓式轮胎试验台和具有多分力传感器车轮的轮胎力学特性试验车。

3.本实用新型提出的测试装置适用于各种轮胎，包括乘用车、越野车、工程机械车、特种车、摩托车等车辆轮胎和航空轮胎。

附图说明

图1是本实用新型悬浮托板放置在平板式轮胎试验台上的连接示意图；

图2是本实用新型悬浮托板的俯视结构示意图；

图3是本实用新型悬浮托板放置在平带式轮胎试验台上的连接示意图；

图4是本实用新型悬浮托板放置在转鼓式轮胎试验台上的连接示意图；

其中：1、气源  2、高压导气管  3、压力控制器放置台  4、压力控制器  5、气浮台基座  6、柔性绳索  7、出气孔  8、悬浮托板  9、次高压导气管  10、轮胎力学特性试验台  11、基座入气口

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本实用新型的技术方案做进一步说明。

轮胎力学特性试验台包括往复平板式轮胎试验台、平带式轮胎试验台、转鼓式轮胎试验台和具有多分力传感器车轮的轮胎力学特性试验车。所述的轮胎力学特性试验台系统利用多分力传感器测试轮胎的受力情况，其中多分力传感器至少能测量轮胎的垂向负载及纵向力，也可以至多测量轮胎全部的六分力。

如图1、图2所示，一种轮胎滚动阻力精确测试装置，包括：气源1、高压导气管2、次高压导气管9、压力控制器放置台3、压力控制器4、气浮台基座5、基座入气口11、柔性绳索6、出气孔7、悬浮托板8。悬浮托板8放置在轮胎力学特性试验台10的路面上与其配合使用。

所述的气源1通过高压导气管2与压力控制器4连接，压力控制器4放置在压力控制器放置台3上，气源提供气压为p₁的高压气体，经压力控制器4可得到稳定的压力为p₂的次高压气体；

所述的压力控制器4输出的次高压气体通过次高压导气管9与气浮台基座5的基座入气口11连通，为其持续提供稳定气压为的p₂气体；

所述的柔性绳索6一端固定在气浮台基座5上，另一端固定在悬浮托板8上，共四根。柔性绳索具有一定长度，目的是将悬浮托板的运动限制在一定的空间区域内，该空间区域可满足试验轮胎的各种负载，该区域亦称为悬浮托板的安全工作范围。

所述的气浮台基座5有多个出气孔7，次高压气体通过出气孔作用在悬浮托板8上，将其托起。因此，当悬浮托板被气压托起时，在安全工作范围内，悬浮托板可自由运动；

所述的出气孔7的孔径较小，这样可设置较多的出气孔，以利于气体流场的均匀分布。所有出气孔的总面积可由算式S_出气＝n·πr²得到，n为出气孔数目，r为出气孔的半径；出气孔总面积S_出气小于次高压导气管9的横截面积S_管，这样可保证出气孔气压稳定可控。悬浮托板8所覆盖的出气孔总面积S_托板出气与次高压气体压强p₂及测试要求的轮胎垂直载荷Fz0间存在如下关系：S_托板出气.p₂＞F_Z0，。

所述的悬浮托板在使用时，可先将轮胎压到悬浮托板8上，之后再让次高压气体通过来托起悬浮托盘8及其上的轮胎，这样可保证轮胎较精确地压在悬浮托板表面中心位置，防止悬浮托盘倾斜。

本实用新型提出的测试装置即可直接精确测量轮胎滚动阻力，最大程度上消除轮胎垂直载荷对滚动阻力测量造成的误差，也可通过校正垂直载荷对纵向力的串扰耦合系数，减小串扰造成的误差，提高轮胎滚动阻力测试精度。

Claims (3)

1.一种轮胎滚动阻力精确测试装置，其特征在于:包括气源（1）、高压导气管（2）、次高压导气管（9）、压力控制器放置台（3）、压力控制器（4）、气浮台基座（5）、基座入气口（11）、出气孔（7）、悬浮托板（8）；

所述的气源（1）通过高压导气管（2）与放置在压力控制器放置台（3）上的压力控制器（4）连接，气源（1）提供压强为p₁的高压气体，经压力控制器（4）可得到稳定的压强为p₂的次高压气体；

所述的压力控制器（4）通过次高压导气管（9）与气浮台基座（5）的基座入气口（11）连通；

所述的气浮台基座（5）有多个出气孔（7），出气孔总面积S_出气小于次高压导气管（9）的横截面积S_管；

所述悬浮托板（8）覆盖在气浮台基座（5）上，其所覆盖的出气孔总面积S_托板出气与次高压气体压强p₂及测试要求的轮胎垂直载荷F_Z0间存在如下关系：S_托板出气.p₂＞F_Z0。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎滚动阻力精确测试装置，其特征在于：所述的出气孔（7）的孔径较小，这样可设置较多的出气孔，以利于气体流场的均匀分布，出气孔（7）的总面积可由算式S_出气＝n·πr²得到，其中S_出气为所有出气孔的总面积，r为出气孔的半径，n为出气孔的数目。

3.根据权利要求1所述的一种轮胎滚动阻力精确测试装置，其特征在于：它还包括柔性绳索（6），所述的柔性绳索（6）一端固定在气浮台基座（5）上，另一端固定在悬浮托板（8）上，柔性绳索为四根，且具有一定长度，可将悬浮托板（8）的运动限制在一定的空间区域内，该空间区域可满足试验轮胎的各种负载。