RU2539847C1

RU2539847C1 - Method for determining force factors acting on transport wheel

Info

Publication number: RU2539847C1
Application number: RU2013130710/28A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Викторовна Балакина; Николай Михайлович Зотов; Вячеслав Михайлович Зотов; Алексей Павлович Федин
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-27
Also published as: RU2013130710A

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: invention refers to force-measuring equipment, in particular to methods for determining force factors acting on transport wheels. Proposed method for determining force factors acting on transport wheels includes connection of hob and rim of wheel with beams, measurement of values related to force factors, and calculation of forces and moments acting on hob by calculation of displacement of contact point located on circle radius with a centre coinciding with geometric centre of the wheel. At that hob is hinged on single-sided fixed in hinges horizontal frame with horizontal location of wheel axis, on beams of which applied is radial loading force factor generating radial load in wheel rotation plane, passing through geometric centre of the wheel. Normal reaction of supporting face is calculated based on primary records of sensor of force action of measuring mounting pad. Horizontal frame has possibility of control of spatial altitude of wheel rotation axis using lifting mechanisms, and measuring mounting pad has possibility of control of its spatial altitude using lifting mechanisms.

EFFECT: creating new measuring computational model thus providing increased accuracy of determination of forces and moments acting on tested wheel.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к способам определения силовых факторов, действующих на колеса транспортных средств, и может быть использовано при проведении испытаний автомобилей.The invention relates to load-measuring equipment, in particular to methods for determining the force factors acting on the wheels of vehicles, and can be used in testing cars.

Известно устройство и реализуемый при его использовании способ по патенту США 5894094. Устройство для измерения силовых факторов по указанному патенту содержит узел ступицы, включающий внешнюю кольцевую часть, предназначенную для установки на ободе колеса, внутреннюю кольцевую часть, устанавливаемую на ступице транспортного средства, множество радиальных измерительных балок, связывающих внешнюю и внутреннюю кольцевые части, и множество тензопреобразователей, размещенных на измерительных балках и предназначенных для измерения силовых факторов, включая моменты. Это устройство и способ, им реализуемый, предоставляют достаточно достоверную информацию о действующих нагрузках. Однако оно отличается сложностью конструкции. Кроме того, принцип измерения не позволяет полностью разделить составляющие нагрузки и поэтому в показаниях устройства присутствует взаимовлияние каналов измерений, что приводит к недостаточной точности измерений.A device is known and the method of US Patent 5894094, which is implemented when using it, is known. A device for measuring force factors according to the aforementioned patent comprises a hub assembly including an outer annular portion intended to be mounted on a wheel rim, an inner annular portion mounted on a vehicle hub, a plurality of radial measuring beams connecting the outer and inner annular parts, and many strain gauges placed on the measuring beams and designed to measure power actors including moments. This device and the method it implements provide fairly reliable information about the current loads. However, it is distinguished by the complexity of the design. In addition, the measurement principle does not allow to completely separate the components of the load and therefore in the readings of the device there is a mutual influence of the measurement channels, which leads to insufficient measurement accuracy.

Наиболее близким из известных технических решений является способ измерения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства (патент РФ №2276777 кл. G01L 5/00; 5/16, 2006 г.), включающий соединение ступицы и обода колеса измерительными балками, измерение величин, связанных с силовыми факторами, измерение направления и угла поворота колеса относительно транспортного средства и вычисление сил и моментов. При этом измеряют связанные с действующими силовыми факторами относительные перемещения обода и ступицы не менее чем для трех пар точек, лежащих на радиусах окружности с центром, совпадающим с геометрическим центром колеса, а суммарные силы и моменты, действующие на ступицу, вычисляют как векторную сумму всех составляющих сил и моментов. В качестве измерительных балок используют Г-образные балки и многокомпонентные датчики силовых воздействий.The closest known technical solutions is a method of measuring force factors acting on a vehicle wheel (RF patent No. 2276777 class G01L 5/00; 5/16, 2006), including connecting the hub and wheel rim with measuring beams, measuring values, associated with power factors, measuring the direction and angle of rotation of the wheel relative to the vehicle and the calculation of forces and moments. In this case, the relative displacements of the rim and the hub associated with the acting force factors are measured for at least three pairs of points lying on the radii of a circle with a center coinciding with the geometric center of the wheel, and the total forces and moments acting on the hub are calculated as the vector sum of all components forces and moments. As measuring beams use L-shaped beams and multicomponent force sensors.

Данный способ позволяет определять силы и моменты, действующие между ступицей и ободом колеса, что является основанием для оценки прочностных свойств колес. Однако для оценки и моделирования свойств устойчивости и управляемости автомобилей измеряемые параметры не являются корректными и достаточными, поскольку не учитывают свойства шины колеса, взаимодействующей с ободом. Недостатком данного способа является также отсутствие реализации крутильного нагружающего силового фактора в плоскости вращения колеса (при ведущем или тормозном режимах работы колеса), а также невозможность ни измерения, ни вычисления перемещения в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса, контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности, которое влияет на устойчивость и управляемость автомобиля.This method allows you to determine the forces and moments acting between the hub and the rim of the wheel, which is the basis for assessing the strength properties of the wheels. However, to evaluate and simulate the properties of stability and controllability of cars, the measured parameters are not correct and sufficient, since they do not take into account the properties of the tire of the wheel interacting with the rim. The disadvantage of this method is the lack of implementation of the torsional loading force factor in the plane of rotation of the wheel (with driving or braking modes of the wheel), and the impossibility of either measuring or calculating the movement in the horizontal plane, perpendicular to the axis of the wheel, the contact point of the normal reaction of the support surface, which affects the stability and handling of the car.

Данный способ имеет сравнительно низкий технический уровень, что обусловлено его содержанием, не обеспечивающим при измерениях сил и моментов учета свойств шины колеса, взаимодействующей с ободом, не позволяющим реализовать крутильный нагружающий силовой фактор в плоскости вращения колеса (при ведущем или тормозном режимах работы колеса), а также не обеспечивающим возможности измерения или вычисления перемещения в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса, контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности, которое влияет на устойчивость и управляемость автомобиля, и, следовательно, данный способ не обеспечивает требуемой точности измерений.This method has a relatively low technical level, which is due to its content, which does not provide for measurements of forces and moments of taking into account the properties of the tire of the wheel interacting with the rim, which does not allow to realize the torsional loading force factor in the plane of rotation of the wheel (with driving or braking modes of the wheel), as well as not providing the ability to measure or calculate displacement in the horizontal plane, perpendicular to the axis of the wheel, the contact point of the normal reaction of the support surface and which affects the stability and controllability of the vehicle, and therefore, this method does not provide the required measurement accuracy.

В этой связи важнейшей задачей является создание нового способа определения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства, при котором ступица колеса шарнирно установлена на односторонне шарнирно закрепленную горизонтальную раму с горизонтальным расположением оси колеса, на балки которой воздействуют радиальным нагружающим силовым фактором, причем горизонтальная рама параллельна поворотной измерительной опорной площадке, ось поворота которой всегда параллельна оси колеса, взаимодействующей с шиной колеса и создающей в контактной точке нормальную реакцию опорной поверхности, пропорциональную радиальному нагружающему силовому фактору при отсутствии другого силового фактора, которую вычисляют из первичных показаний датчика силовых воздействий измерительной опорной площадки, и не параллельна поворотной измерительной опорной площадке при наличии дополнительного крутильного нагружающего силового фактора в плоскости вращения колеса, воздействующего на обод колеса и вызывающего перемещение в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса, контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности, пропорциональное дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору, которое вычисляют из вторичных показаний датчика силовых воздействий измерительной опорной площадки, что значительно повышает точность измерения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо, повышает качество измерения параметров испытуемого колеса, расширяет функциональные возможности устройства.In this regard, the most important task is to create a new method for determining the force factors acting on the vehicle wheel, in which the wheel hub is pivotally mounted on a one-sided articulated horizontal frame with a horizontal axis of the wheel, the beams of which are affected by a radial loading force factor, and the horizontal frame is parallel a rotary measuring support platform, the axis of rotation of which is always parallel to the axis of the wheel, interacting with the tire of the wheel and creates which at the contact point is the normal reaction of the support surface, proportional to the radial loading force factor in the absence of another force factor, which is calculated from the primary readings of the force sensor of the measuring support pad, and is not parallel to the rotary measuring support pad in the presence of an additional torsional loading force factor in the plane of rotation of the wheel acting on the wheel rim and causing displacement in the horizontal plane, perpendicular to the axis of the stake CA, the contact point of the application of the normal reaction of the supporting surface, proportional to the additional torsional loading force factor, which is calculated from the secondary readings of the force sensor of the measuring support pad, which significantly improves the accuracy of measuring the forces and moments acting on the test wheel, improves the quality of measurement of the parameters of the test wheel, expands the functionality of the device.

Техническим результатом заявленного способа определения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства, является создание его новой измерительно-расчетной схемы, что обеспечивает повышенную точность определения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо, высокое качество фиксации силовых параметров колеса, что приведет к существенному повышению точности измерений и расширению функциональных возможностей способа.The technical result of the claimed method for determining the force factors acting on the wheel of a vehicle is the creation of its new measuring and calculation scheme, which provides increased accuracy in determining the forces and moments acting on the test wheel, high quality fixation of power parameters of the wheel, which will lead to a significant increase in accuracy measuring and expanding the functionality of the method.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства, включающем соединение ступицы и обода колеса с балками, измерение величин, связанных с силовыми факторами, и вычисление сил и моментов, действующих на ступицу, при котором вычисляют связанные с действующими силовыми факторами перемещения контактной точки, лежащей на радиусе окружности с центром, совпадающим с геометрическим центром колеса, ступица колеса шарнирно установлена на односторонне шарнирно закрепленную горизонтальную раму с горизонтальным расположением оси колеса, на балки которой воздействуют радиальным нагружающим силовым фактором, создающим радиальную нагрузку в плоскости вращения колеса, проходящую через геометрический центр колеса, причем горизонтальная рама параллельна поворотной измерительной опорной площадке, ось поворота которой всегда параллельна оси колеса, взаимодействующей с шиной колеса и создающей в контактной точке нормальную реакцию опорной поверхности, пропорциональную радиальному нагружающему силовому фактору при отсутствии другого силового фактора, которую вычисляют из первичных показаний датчика силовых воздействий измерительной опорной площадки, и не параллельна поворотной измерительной опорной площадке при наличии дополнительного крутильного нагружающего силового фактора в плоскости вращения колеса, воздействующего на обод колеса и вызывающего перемещение в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса, контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности, пропорциональное дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору, которое вычисляют из вторичных показаний датчика силовых воздействий измерительной опорной площадки. При этом односторонне шарнирно закрепленная горизонтальная рама имеет возможность регулирования пространственного положения оси вращения колеса, а измерительная опорная площадка имеет возможность регулирования своего пространственного положения.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for determining the force factors acting on the vehicle wheel, including connecting the hub and wheel rim to the beams, measuring the values associated with the force factors, and calculating the forces and moments acting on the hub, in which the coupled with the acting force factors of the displacement of the contact point lying on the radius of the circle with the center coinciding with the geometric center of the wheel, the wheel hub is pivotally mounted on one-sided hinges but a fixed horizontal frame with a horizontal arrangement of the axis of the wheel, on the beams of which are affected by a radial loading force factor, creating a radial load in the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, the horizontal frame parallel to the rotary measuring bearing pad, the axis of rotation of which is always parallel to the axis of the wheel, interacting with the tire of the wheel and creating a normal reaction of the supporting surface at the contact point, proportional to the radial loading the force factor in the absence of another force factor, which is calculated from the primary readings of the force impact sensor of the measuring support platform, and is not parallel to the rotary measuring support platform in the presence of an additional torsional loading force factor in the plane of rotation of the wheel, acting on the wheel rim and causing displacement in the horizontal plane perpendicular to the axis of the wheel, the contact point of the normal reaction of the support surface, proportional to the additional the torsion biasing force factor, which is calculated from sensor readings secondary force effects measurement support pad. In this case, the one-sided pivotally mounted horizontal frame has the ability to adjust the spatial position of the axis of rotation of the wheel, and the measuring support platform has the ability to adjust its spatial position.

Благодаря тому, что ступица колеса шарнирно установлена на односторонне шарнирно закрепленную горизонтальную раму, на балки которой воздействуют радиальным нагружающим силовым фактором, создающим радиальную нагрузку в плоскости вращения колеса, проходящую через геометрический центр колеса, исключается возможность возникновения продольных и боковых реакций в контактной точке, что повышает точность измерения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо.Due to the fact that the wheel hub is pivotally mounted on a one-way pivotally mounted horizontal frame, the beams of which are affected by a radial loading force factor that creates a radial load in the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, the possibility of longitudinal and side reactions at the contact point is excluded, which increases the accuracy of measuring forces and moments acting on the test wheel.

Вследствие того, что ось колеса расположена горизонтально, а ось поворотной измерительной опорной площадки всегда параллельна оси колеса, обеспечивается получение пятна контакта шины колеса с измерительной опорной площадкой правильной геометрической формы с центром в контактной точке, а также обеспечивается расположение нагружающих и измеряемых сил и моментов в одной плоскости - плоскости вращения колеса, проходящей через геометрический центр колеса, что улучшает качество измеряемых параметров испытуемого колеса.Due to the fact that the axis of the wheel is horizontal, and the axis of the rotary measuring support pad is always parallel to the axis of the wheel, the contact spot of the tire of the wheel with the measuring support pad of the correct geometric shape with the center at the contact point is provided, as well as the arrangement of loading and measured forces and moments in one plane - the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, which improves the quality of the measured parameters of the test wheel.

Благодаря тому, что горизонтальная рама параллельна поворотной измерительной опорной площадке, взаимодействующей с шиной колеса и создающей в контактной точке нормальную реакцию опорной поверхности, пропорциональную радиальному нагружающему силовому фактору при отсутствии другого силового фактора, которую вычисляют из первичных показаний датчика силовых воздействий измерительной опорной площадки, и не параллельна поворотной измерительной опорной площадке при наличии дополнительного крутильного нагружающего силового фактора в плоскости вращения колеса, воздействующего на обод колеса и вызывающего перемещение в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса, контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности, пропорциональное дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору, которое вычисляют из вторичных показаний датчика силовых воздействий измерительной опорной площадки, обеспечивается возможность вычисления на основе измерений продольного перемещения контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности, что расширяет функциональные возможности способа.Due to the fact that the horizontal frame is parallel to the rotary measuring support pad, which interacts with the tire of the wheel and creates a normal reaction of the support surface at the contact point, proportional to the radial loading force factor in the absence of another force factor, which is calculated from the primary readings of the force sensor of the measuring support pad, and not parallel to the rotary measuring reference pad in the presence of an additional torsional loading force factor in p the flatness of rotation of the wheel, acting on the wheel rim and causing displacement in a horizontal plane, perpendicular to the wheel axis, of the contact point of the normal reaction of the supporting surface, proportional to the additional torsional loading force factor, which is calculated from the secondary readings of the force sensor of the measuring support platform, it is possible to calculate on Based on measurements of the longitudinal movement of the contact point of the application of the normal reaction of the supporting surface ty, which extends the functionality of the method.

На фиг.1 изображена схема, поясняющая способ определения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства.Figure 1 shows a diagram explaining a method for determining power factors acting on the wheel of a vehicle.

Ступица 1 с ободом 2 колеса 3 шарнирно установлена на горизонтальную раму 4, односторонне закрепленную в шарнирах 5. Горизонтальная рама 4 содержит горизонтальную ось 6 колеса 3, шина 7 которого постоянно взаимодействует с поворотной измерительной опорной площадкой 8, которая одним своим концом установлена в шарнирах 9 на оси 10, всегда параллельной оси 6 колеса 3, для создания пятна контакта правильной геометрической формы с центром в точке А, а также для обеспечения расположения нагружающих и измеряемых сил и моментов в одной плоскости - плоскости вращения колеса, проходящей через геометрический центр колеса, что улучшает качество измеряемых параметров испытуемого колеса. Поворотная измерительная опорная площадка 8 другим своим концом установлена на датчик силовых воздействий 11, служащий для измерения сил, действующих на колесо 3.The hub 1 with the rim 2 of the wheel 3 is pivotally mounted on a horizontal frame 4, one-sidedly fixed in the hinges 5. The horizontal frame 4 contains the horizontal axis 6 of the wheel 3, the tire 7 of which constantly interacts with the rotary measuring support platform 8, which is installed at its joints with one end 9 on the axis 10, always parallel to the axis 6 of the wheel 3, to create a contact spot of the correct geometric shape with the center at point A, as well as to ensure the location of the loading and measured forces and moments in one plane - flat minute wheel rotation passing through the geometric center of the wheel, which improves the quality of the measured parameters of the test wheel. The rotary measuring bearing pad 8 with its other end is mounted on the force sensor 11, which serves to measure the forces acting on the wheel 3.

В качестве нагружающих силовых факторов используют радиальный и крутильный. Горизонтальная рама 4 содержит балки 12 для обеспечения возможности воздействия на нее радиальным нагружающим силовым фактором в виде груза 13 весом G для создания радиальной нагрузки на колесо в плоскости его вращения, проходящей через геометрический центр колеса и возникновения в точке A пятна контакта шины 7 и поворотной измерительной опорной площадки 8 нормальной реакции опорной поверхности, пропорциональной действующему радиальному нагружающему силовому фактору и вычисляемой как $R_{z} = \frac{G \cdot b}{c}$

и с взаимосвязанной с первичными показаниями датчика силовых воздействий 11 через соотношение:As loading force factors, radial and torsional are used. The horizontal frame 4 contains beams 12 to ensure that it can be influenced by a radial loading force factor in the form of a load 13 of weight G to create a radial load on the wheel in the plane of its rotation passing through the geometric center of the wheel and the contact spot of tire 7 and the rotary measuring of the support pad 8 of the normal reaction of the support surface, which is proportional to the acting radial loading force factor and calculated as

R_{z} = \frac{G \cdot b}{c}

and interconnected with the primary readings of the force impact sensor 11 through the ratio:

$P_{д 0} = \frac{R_{z} \cdot d}{e}$

,

P_{d 0} = \frac{R_{z} \cdot d}{e}

,

где Р_д0 - первичные показания датчика силовых воздействий 11 при наличии только радиального нагружающего силового фактора; R_z - нормальная реакция опорной поверхности.where R _d0 - the primary readings of the force impact sensor 11 in the presence of only a radial loading force factor; R _z is the normal reaction of the supporting surface.

При этом, благодаря тому, что рама 4 горизонтальна, исключается возможность возникновения продольных и боковых реакций в контактной точке А, что повышает точность измерения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо. Эта горизонтальность достигается подъемными устройствами 14 шарниров 5.Moreover, due to the fact that the frame 4 is horizontal, the possibility of longitudinal and lateral reactions at the contact point A is excluded, which increases the accuracy of measuring the forces and moments acting on the test wheel. This horizontality is achieved by lifting devices 14 of the joints 5.

При наличии только радиального нагружающего силового фактора поворотная измерительная опорная площадка 8 параллельна горизонтальной раме 4, что повышает точность измерения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо. Эта параллельность достигается подъемными устройствами 15 шарниров 9.If there is only a radial loading force factor, the rotary measuring support pad 8 is parallel to the horizontal frame 4, which increases the accuracy of measuring the forces and moments acting on the test wheel. This parallelism is achieved by the lifting devices 15 of the joints 9.

При наличии дополнительного крутильного нагружающего силового фактора в плоскости вращения колеса 3, в виде момента М_кр, создаваемого грузом 16 весом Q, путем воздействия на обод 2 колеса 3 через посредство системы гибких тяг 17, взаимодействующих с блоками 18, опоры которых располагаются на одной высоте благодаря подъемным устройствам 19 блоков, а М_кр=Q·δ, поворотная измерительная опорная площадка 8 не параллельна горизонтальной раме 4 вследствие перемещения в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса 3, контактной точки A приложения нормальной реакции опорной поверхности R_z в новое положение B. Это перемещение а, пропорциональное дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору и вызывающее появление вторичных показаний датчика силовых воздействий 11 измерительной опорной площадки 8, взаимосвязано со вторичными показаниями датчика силовых воздействий 11 через соотношение:In the presence of an additional torsional loading force factor in the plane of rotation of the wheel 3, in the form of a moment M _cr created by a load 16 of weight Q, by acting on the rim 2 of the wheel 3 through a system of flexible rods 17 interacting with blocks 18, the supports of which are located at the same height thanks to the lifting devices 19 blocks, and M _cr = Q · δ, the rotary measuring support platform 8 is not parallel to the horizontal frame 4 due to movement in the horizontal plane, perpendicular to the axis of the wheel 3, the contact point A attach normal reaction of the support surface R _z to a new position B. This movement a , proportional to the additional torsional loading force factor and causing the secondary readings of the force sensor 11 of the measuring support platform 8, is interconnected with the secondary readings of the force sensor 11 through the ratio:

$P_{д 1} = \frac{R_{z} \cdot (d + a)}{e}$

,

P_{d one} = \frac{R_{z} \cdot (d + a)}{e}

,

где Р_д1 - вторичные показания датчика силовых воздействий 11 при наличии радиального и крутильного нагружающих силовых факторов; R_z - нормальная реакция опорной поверхности.where R _d1 - secondary readings of the sensor of force effects 11 in the presence of radial and torsional loading force factors; R _z is the normal reaction of the supporting surface.

Это дает возможность вычисления продольного перемещения a контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности R_z, пропорционального дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору, при разных моментах М_кр, что расширяет функциональные возможности способа.This makes it possible to calculate the longitudinal displacement a of the contact point of the application of the normal reaction of the support surface R _z proportional to the additional torsional loading force factor at different moments M _cr , which extends the functionality of the method.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

Ступицу 1 с ободом 2 колеса 3 шарнирно устанавливают на горизонтальную раму 4, односторонне закрепленную в шарнирах 5 и содержащую горизонтальную ось колеса 6. Шина 7 колеса 3 опирается на поворотную измерительную опорную площадку 8, которая одним своим концом установлена в шарнирах 9 на оси 10. При этом горизонтальность рамы 4 с осью 6 обеспечивают подъемными устройствами 14 шарниров 5, а горизонтальность поворотной измерительной опорной площадки 8 обеспечивается подъемными устройствами 15 шарниров 9, в результате чего ось 10 поворотной измерительной опорной площадки 8 всегда параллельна оси 6 колеса 3, что создает пятно контакта правильной геометрической формы с центром в точке A, а также обеспечивает расположение нагружающих и измеряемых сил и моментов в одной плоскости - плоскости вращения колеса, проходящей через геометрический центр колеса, для повышения точности измерения сил и моментов, действующих на колесо 3.The hub 1 with the rim 2 of the wheel 3 is pivotally mounted on a horizontal frame 4, one-sidedly fixed in hinges 5 and containing the horizontal axis of the wheel 6. The tire 7 of the wheel 3 rests on a rotary measuring support pad 8, which is installed at its hinges 9 on the axis 10 with one end thereof. In this case, the horizontal position of the frame 4 with the axis 6 is provided by lifting devices 14 of the hinges 5, and the horizontalness of the rotary measuring support platform 8 is provided by the lifting devices 15 of the hinges 9, as a result of which the axis 10 is a rotary meter of the supporting pad 8 is always parallel to the axis 6 of the wheel 3, which creates a contact patch of the correct geometric shape with the center at point A, and also ensures that the loading and measured forces and moments are in the same plane - the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, to increase accuracy of measurement of forces and moments acting on the wheel 3.

На балки 12 горизонтальной рамы 4 воздействуют радиальным нагружающим силовым фактором в виде груза 13 весом G для создания радиальной нагрузки на колесо точно в плоскости его вращения, проходящей через геометрический центр колеса и возникновения в точке A пятна контакта шины 7 и поворотной измерительной опорной площадки 8 нормальной реакции R_z опорной поверхности, прямо пропорциональной действующему радиальному нагружающему силовому фактору. Для создания заданной реакции R_z используют груз соответствующего веса G, исходя из соотношенияThe beams 12 of the horizontal frame 4 are exposed to a radial loading force factor in the form of a load 13 of weight G to create a radial load on the wheel exactly in the plane of its rotation passing through the geometric center of the wheel and at the point A of the contact spot of the tire 7 and the rotary measuring bearing pad 8 normal the reaction R _{z of the} supporting surface, which is directly proportional to the acting radial loading force factor. To create a given reaction R _z use a load of the corresponding weight G, based on the ratio

$R_{z} = \frac{G \cdot b}{c}$

.

R_{z} = \frac{G \cdot b}{c}

.

При создании нормальной реакции R_z постоянно следят за сохранением горизонтальности рамы 4 и поворотной измерительной опорной площадки 8, используя подъемные устройства 14 и 15 шарниров 5 и 9, что исключает возможность возникновения продольных и боковых реакций в контактной точке A и повышает точность измерения сил и моментов, действующих на испытуемое колесо.When creating a normal reaction, R _z constantly monitors the horizontal position of the frame 4 and the rotary measuring support pad 8 using lifting devices 14 and 15 of the hinges 5 and 9, which eliminates the possibility of longitudinal and lateral reactions at contact point A and increases the accuracy of measuring forces and moments acting on the test wheel.

Реализованная нормальная реакция R_z вызывает появление первичных показаний Р_д0 датчика силовых воздействий 11, служащего для измерения сил, действующих на колесо 3. При этом первичные показания Р_д0 прямо пропорциональны и однозначно соответствуют реализованной нормальной реакции R_z, так как эти силы расположены в одной вертикальной плоскости - плоскости вращения колеса, проходящей через геометрический центр колеса, для улучшения качества измеряемых параметров.The realized normal reaction R _z causes the appearance of the primary readings R _d0 of the force sensor 11, which serves to measure the forces acting on the wheel 3. Moreover, the primary readings R _{d0 are} directly proportional and unambiguously correspond to the realized normal reaction R _z , since these forces are located in one vertical plane - the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, to improve the quality of the measured parameters.

Обеспечивается точное соотношение:The exact ratio is provided:

$P_{д 0} = \frac{R_{z} \cdot d}{e}$

,

P_{d 0} = \frac{R_{z} \cdot d}{e}

,

Таким образом, реализованную нормальную реакцию R_z уточненно измеряют какThus, the realized normal reaction R _{z is} accurately measured as

$R_{z} = P_{д 0} \cdot \frac{e}{d}$

.

R_{z} = P_{d 0} \cdot \frac{e}{d}

.

Затем к колесу 3 прикладывают дополнительный крутильный нагружающий силовой фактор точно в плоскости вращения колеса, в виде момента М_кр, создаваемого грузом 16 весом Q, путем воздействия на обод 2 колеса 3 через посредство системы гибких тяг 17, взаимодействующих с блоками 18, опоры которых располагают на одной высоте подъемными устройствам 19 блоков. Необходимый вес груза Q рассчитывают таким образом, чтобы реализованный крутящий момент М_кр имел требуемое значение:Then, an additional torsional loading force factor is applied to the wheel 3 exactly in the plane of rotation of the wheel, in the form of a moment M _cr created by a load 16 of weight Q, by acting on the rim 2 of the wheel 3 through a system of flexible rods 17 interacting with blocks 18, the supports of which are at one height, the lifting devices are 19 blocks. The required weight of the cargo Q is calculated so that the realized torque M _{cr has the} required value:

М_кр=Q·δ.M _cr = Q · δ.

После приложения к колесу 3 дополнительного крутильного нагружающего силового фактора поворотная измерительная опорная площадка 8 поворачивается вокруг шарниров 9 и отклоняется от параллельности горизонтальной раме 4 вследствие перемещения в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси колеса 3, контактной точки A приложения нормальной реакции опорной поверхности R_z в новое положение В. Это перемещение a прямо пропорционально дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору. Оно вызывает появление вторичных показаний Р_д1 датчика силовых воздействий 11 измерительной опорной площадки 8. Эти вторичные показания прямо пропорциональны и однозначно связаны с величиной перемещения a нормальной реакции R_z и с самой нормальной реакцией R_z, так как обеспечено пятно контакта правильной геометрической формы, а силы и моменты расположены в одной вертикальной плоскости - плоскости вращения колеса, проходящей через геометрический центр колеса, для повышения точности измерений и улучшения качества измеряемых параметров.After the application of an additional torsional loading force factor to the wheel 3, the rotary measuring support pad 8 rotates around the hinges 9 and deviates from parallelism to the horizontal frame 4 due to the displacement in the horizontal plane, perpendicular to the axis of the wheel 3, of the contact point A of the normal reaction application of the support surface R _z to a new position B. This displacement a is directly proportional to the additional torsional loading force factor. It causes the appearance of secondary readings R _d1 of the force impact sensor 11 of the measuring reference pad 8. These secondary readings are directly proportional and unambiguously related to the displacement a of the normal reaction R _z and to the most normal reaction R _z , since a contact spot of the correct geometric shape is provided, and forces and moments are located in one vertical plane - the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, to increase the accuracy of measurements and improve the quality of the measured parameters.

$P_{д 1} = \frac{R_{z} \cdot (d + a)}{e}$

,

P_{d one} = \frac{R_{z} \cdot (d + a)}{e}

,

Из уточнения измеренных величин сил: Р_д1 и нормальной реакции опорной поверхности R_z вычисляют продольное перемещение a контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности R_z, прямо пропорциональное приложенному дополнительному крутильному нагружающему силовому фактору, при разных моментах М_кр по формуле:From the refinement of the measured forces: R _d1 and the normal reaction of the support surface R _z, calculate the longitudinal displacement a of the contact point of the application of the normal reaction of the support surface R _z , which is directly proportional to the applied additional torsional loading force factor at different moments M _cr by the formula:

$a = \frac{P_{д 1}}{R_{z}} \cdot e - d$

,

a = \frac{P_{d one}}{R_{z}} \cdot e - d

,

что позволяет получить зависимость а=f(М_кр) при R_z=const, тем самым расширяет функциональные возможности способа.which allows to obtain the dependence a = f (M _cr ) at R _z = const, thereby expanding the functionality of the method.

Предлагаемый способ определения силовых факторов, действующих на колесо транспортного средства, обеспечит значительное повышение точности измерений сил благодаря наличию в нем новой расчетно-измерительной схемы с новой схемой нагружения, а также обеспечит расширение функциональных возможностей способа благодаря появлению возможности измерения продольного перемещение контактной точки приложения нормальной реакции опорной поверхности.The proposed method for determining the force factors acting on the vehicle wheel will provide a significant increase in the accuracy of force measurements due to the presence of a new calculation and measurement scheme with a new loading scheme, and it will also expand the functionality of the method due to the possibility of measuring the longitudinal movement of the contact point of the normal reaction application supporting surface.

Claims

1. The method of determining the force factors acting on the wheel of a vehicle, including connecting the hub and rim of the wheel to the beams, measuring values associated with force factors, and calculating the forces and moments acting on the hub, in which the contact displacements associated with the acting force factors are calculated point lying on a radius of a circle with a center coinciding with the geometric center of the wheel, characterized in that the wheel hub is pivotally mounted on a one-way pivotally mounted horizontal an amu with a horizontal arrangement of the wheel axis, on the beams of which are affected by a radial loading force factor, creating a radial load in the plane of rotation of the wheel passing through the geometric center of the wheel, and the horizontal frame is parallel to the rotary measuring bearing pad, the axis of rotation of which is always parallel to the axis of the wheel interacting with the tire wheels and creating a normal reaction of the supporting surface at the contact point, proportional to the radial loading force factor in the absence of and another force factor, which is calculated from the primary readings of the force impact sensor of the measuring support platform, and is not parallel to the rotary measuring support platform in the presence of an additional torsional loading force factor in the plane of rotation of the wheel, acting on the wheel rim and causing displacement in a horizontal plane perpendicular to the wheel axis , the contact point of the application of the normal reaction of the supporting surface, proportional to the additional torsional loading forces mu factor, which is calculated from sensor readings secondary force effects measurement support pad.

2. The method according to claim 1, characterized in that the one-sided articulated horizontal frame has the ability to adjust the spatial position of the axis of rotation of the wheel.

3. The method according to claim 1, characterized in that the measuring reference platform has the ability to adjust its spatial position.