RU2765585C1 - Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions - Google Patents
Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765585C1 RU2765585C1 RU2021115361A RU2021115361A RU2765585C1 RU 2765585 C1 RU2765585 C1 RU 2765585C1 RU 2021115361 A RU2021115361 A RU 2021115361A RU 2021115361 A RU2021115361 A RU 2021115361A RU 2765585 C1 RU2765585 C1 RU 2765585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vertical
- axis
- swivel frame
- frame
- base
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
- G01M17/02—Tyres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
- G01M17/04—Suspension or damping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания упругих элементов подвесок транспортных средств и пневматических шин, предназначенным для определения статических и динамических упругих характеристик, демпфирующих характеристик и виброзащитных свойств испытуемых элементов, а также характеристик бокового увода и сопротивления качению шин.The invention relates to test equipment, namely to benches for testing elastic elements of vehicle suspensions and pneumatic tires, designed to determine the static and dynamic elastic characteristics, damping characteristics and vibration-proof properties of the tested elements, as well as the characteristics of side slip and tire rolling resistance.
Известен стенд для статических испытаний шин колесных транспортных средств, содержащий механизм нагружения колеса вертикальной силой, обеспечивающий моделирование различных нагрузок, механизм поворота колеса вокруг вертикальной оси и пластинчатый цепной конвейер с плоской жесткой опорной поверхностью пластин, фиксированных от смещения в боковых направлениях и обеспечивающих неограниченную длину качения колеса с минимальным трением, и датчики действующих усилий, перемещения опорной площадки и деформации шины колеса (патент на полезную модель 161103 РФ, МПК G 01 M 17/02, 2015).A well-known stand for static testing of tires of wheeled vehicles, containing a mechanism for loading the wheel with a vertical force, providing simulation of various loads, a mechanism for turning the wheel around a vertical axis and a plate chain conveyor with a flat rigid supporting surface of the plates, fixed from displacement in lateral directions and providing an unlimited rolling length wheels with minimal friction, and sensors of acting forces, movement of the support platform and deformation of the wheel tire (utility model patent 161103 RF, IPC G 01
Недостатком данного стенда является невозможность определения динамических характеристик и виброзащитных свойств шин и элементов подвесок при нагружении колеса и подвески реальной подрессоренной массой и задании разного характера кинематического нагружения, имитирующего качение колеса по твердой поверхности с разной высотой и частотой появления неровностей, в том числе по случайному закону, который является основным режимом нагружения транспортных средств.The disadvantage of this stand is the impossibility of determining the dynamic characteristics and vibration-proof properties of tires and suspension elements when loading the wheel and suspension with a real sprung mass and setting a different nature of the kinematic loading that simulates wheel rolling on a solid surface with different heights and frequency of irregularities, including random law , which is the main mode of loading vehicles.
Наиболее близким из известных технических решений является стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств, содержащий основание, на котором установлен механизм нагружения испытуемых элементов, включающий связанный с приводом кривошипно-шатунный механизм и опирающееся своей средней частью на основание через подвижную опору коромысло, один конец которого связан с шатуном через предохранительный механизм и соединен с основанием через уравновешивающий механизм, а другой конец связан через испытуемые элементы с траверсой, на которой посредством подвижной рамы подвешен груз, два откидывающихся гидроцилиндра, установленных между траверсой и основанием, инерционный механизм, установленный между грузом и основанием, и измерительные элементы. Механизм нагружения дополнительно снабжен толкателем, установленным в смонтированной на основании вертикальной направляющей, связанным с коромыслом и имеющим на верхней части опорные элементы, выполненные в виде двух обрезиненных роликов и установленных между ними в шахматном порядке жестких роликов, на которые через гусеничную ленту со сменными неровностями, имеющую упругий механизм натяжения и охватывающую установленные на основании ведомый и ведущий барабаны, опираются испытуемые элементы, связанные с траверсой, причем привод ведущего барабана связан через муфту с приводом кривошипно-шатунного механизма. Кроме того, механизм нагружения дополнительно снабжен поворотной вилкой, на вертикальных стойках которой установлена ось ступицы испытуемого колеса, верхняя часть вилки через испытуемый упругий элемент соединена с траверсой, а через качающийся рычаг с карданным шарниром соединена с подвижной рамой, причем концы вертикальных стоек посредством двух параллельных друг другу регулируемых тяг связаны с основанием, а одна из этих стоек расположена между роликами поворотного рычага, соединенного с толкателем, при этом поворотный рычаг и поворотная вилка имеют одну вертикальную ось, пересекающуюся с осью вращения испытуемого колеса и проходящую через центр карданного шарнира, а оси роликов и регулируемых тяг расположены в плоскости контакта испытуемого колеса с гусеничной лентой (патент на изобретение 2133459 РФ, МПК G 01 M 17/02, 1999).The closest of the known technical solutions is a stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions, containing a base on which a mechanism for loading the tested elements is installed, including a crank mechanism connected to the drive and resting with its middle part on the base through a movable support rocker, one end of which is connected to the connecting rod through a safety mechanism and is connected to the base through a balancing mechanism, and the other end is connected through the test elements to the traverse, on which the load is suspended by means of a movable frame, two tilting hydraulic cylinders installed between the traverse and the base, an inertial mechanism installed between load and base, and measuring elements. The loading mechanism is additionally equipped with a pusher installed in a vertical guide mounted on the base, connected to the rocker arm and having support elements on the upper part, made in the form of two rubber-coated rollers and hard rollers installed between them in a checkerboard pattern, onto which, through a caterpillar belt with replaceable irregularities, having an elastic tension mechanism and enclosing the driven and driving drums mounted on the base, the tested elements connected with the traverse are supported, and the drive of the driving drum is connected through the clutch with the drive of the crank mechanism. In addition, the loading mechanism is additionally equipped with a swivel fork, on the vertical posts of which the axle of the test wheel hub is mounted, the upper part of the fork is connected to the crosshead through the tested elastic element, and through a swinging lever with a cardan joint it is connected to the movable frame, and the ends of the vertical posts are connected by means of two parallel each other of adjustable rods are connected to the base, and one of these racks is located between the rollers of the swing arm connected to the pusher, while the swing arm and the swing fork have one vertical axis intersecting with the axis of rotation of the tested wheel and passing through the center of the cardan joint, and the axles rollers and adjustable rods are located in the plane of contact of the tested wheel with the track (patent for invention 2133459 RF, IPC G 01
Данный стенд имеет относительно низкий технический уровень, обусловленный ограниченными функциональными возможностями по обеспечению его механизмом нагружения случайного характера кинематического возбуждения колебаний, который является основным режимом нагружения шин и элементов подвесок транспортных средств. Вследствие этого стенд не позволяет определять реальные динамические упругие характеристики катящегося колеса, силы и моменты сопротивления качению, характеристики бокового увода, а также виброзащитные свойства катящегося колеса и подвески с учетом случайного характера воздействия со стороны неровностей дороги во всем частотном диапазоне транспортной вибрации. Кроме того, из-за расположения грузов под гусеничным движителем путем их подвешивания к траверсе посредством подвижной рамы, имеющей большой вертикальный ход, у данного стенда высоко расположен гусеничный движитель относительно основания, что затрудняет установку и проведение испытаний, особенно колес большого диаметра. This stand has a relatively low technical level, due to limited functionality to provide it with a loading mechanism of the random nature of the kinematic excitation of oscillations, which is the main mode of loading tires and vehicle suspension elements. As a result, the stand does not allow determining the real dynamic elastic characteristics of the rolling wheel, forces and moments of rolling resistance, side slip characteristics, as well as the vibration-protective properties of the rolling wheel and suspension, taking into account the random nature of the impact from the side of road roughness in the entire frequency range of transport vibration. In addition, due to the location of the loads under the caterpillar mover by hanging them to the traverse by means of a movable frame having a large vertical stroke, this stand has a caterpillar mover located high relative to the base, which makes it difficult to install and test, especially large diameter wheels.
В этой связи важной технической задачей является создание новой конструкции стенда для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств с креплением грузов сверху траверсы и новым механизмом нагружения, обеспечивающим разные законы кинематического нагружения, включая и случайный характер распределения неровностей, а также поворот гусеничного движителя относительно основания на небольшие углы и его установку на более малой высоте.In this regard, an important technical task is to create a new design of a bench for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions with cargo fastening from above the traverse and a new loading mechanism that provides different laws of kinematic loading, including the random nature of the distribution of irregularities, as well as the rotation of the caterpillar mover relative to base at small angles and its installation at a lower height.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность проведения стендовых испытаний блока одноопорной подвески вместе с катящимся колесом без и с боковым уводом шины по твердой поверхности с разным профилем неровностей, включая и случайный характер их распределения, свойственный реальным дорогам, облегчение установки и проведения испытаний, в том числе колес большого диаметра, а также облегчение установки и фиксации поворотной рамы на заданный угол.The technical result of the claimed invention is the possibility of carrying out bench tests of a single-support suspension unit together with a rolling wheel without and with tire side slip on a hard surface with a different profile of irregularities, including the random nature of their distribution, characteristic of real roads, facilitating installation and testing, including wheels of large diameter, as well as facilitating the installation and fixation of the swing frame at a given angle.
Указанный технический результат достигается тем, что в стенде для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств, содержащем основание, на котором посредством подвижной в вертикальном направлении рамы установлена траверса, соединенная с грузами, откидывающийся гидроцилиндр, установленный между траверсой и основанием, и механизм нагружения испытуемых элементов, включающий гусеничный движитель и толкатель, связанный с приводом толкателя, установленный в вертикальной направляющей и имеющий на верхней части опорные элементы, выполненные в виде установленных в шахматном порядке жестких роликов, образующих рольганг, на который через гусеничную ленту, охватывающую ведомый барабан и ведущий барабан, связанный с приводом гусеничного движителя, опираются испытуемые элементы, связанные с траверсой, грузы закреплены сверху траверсы, а механизм нагружения установлен на поворотной раме, между концом которой и основанием шарнирно установлен винтовой механизм, ось которого перпендикулярна радиусу, проведенному от оси поворотной рамы до установленного на ней шарнира винтового механизма, при этом ось поворотной рамы закреплена на нижней части основания стенда и совпадает с вертикальной осью нагружения шины, привод толкателя выполнен в виде гидропульсатора, имеющего шток с поршнем, размещенные в корпусе, который установлен вертикально на поворотной раме стенда сбоку от гусеничного движителя и через распределитель сообщен с насосом и баком гидростанции, толкатель выполнен в виде вертикальной направляющей, установленной с возможностью вертикального перемещения на поворотной раме между гусеничным движителем и гидропульсатором, внутри вертикальной направляющей установлены два направляющих ролика, оси которых соединены с поворотной рамой, сбоку вертикальная направляющая в средней своей части снабжена боковой опорой, на которой сверху закреплен рольганг, а под боковой опорой перпендикулярно к гусеничной ленте установлен горизонтальный рычаг, один конец которого через ось соединен с поворотной рамой, другой конец соединен со штоком гидропульсатора посредством двух шатунов, расположенных с двух сторон корпуса гидропульсатора, в средней части горизонтального рычага установлен опорный вал, на который сверху опирается боковая опора вертикальной направляющей, а верхняя ветвь гусеничной ленты фиксируется от смещения в боковом направлении с помощью боковых роликов, установленных горизонтально на верхнем конце вертикальной направляющей.The specified technical result is achieved by the fact that in the stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions, containing a base on which a traverse connected to the loads is installed by means of a movable frame in the vertical direction, a tilting hydraulic cylinder installed between the traverse and the base, and a loading mechanism test elements, including a caterpillar mover and a pusher connected to the pusher drive, installed in a vertical guide and having support elements on the upper part, made in the form of rigid rollers staggered, forming a roller table, on which through the caterpillar belt, covering the driven drum and the drive the drum connected with the drive of the caterpillar mover, the test elements connected with the traverse are supported, the loads are fixed on top of the traverse, and the loading mechanism is mounted on a rotary frame, between the end of which and the base a screw mechanism is pivotally mounted, the axis of which which is perpendicular to the radius drawn from the axis of the swivel frame to the hinge of the screw mechanism installed on it, while the axis of the swivel frame is fixed on the lower part of the stand base and coincides with the vertical axis of the tire loading, the pusher drive is made in the form of a hydraulic pulsator having a rod with a piston placed in housing, which is installed vertically on the rotary frame of the stand on the side of the caterpillar mover and communicates through the distributor with the pump and the tank of the hydraulic station, the pusher is made in the form of a vertical guide installed with the possibility of vertical movement on the rotary frame between the caterpillar mover and the hydraulic pulsator, two guides are installed inside the vertical guide rollers, the axes of which are connected to the swivel frame, on the side of the vertical guide in its middle part is equipped with a side support, on which the roller table is fixed from above, and under the side support, perpendicular to the track, a horizontal lever is installed, one end of which through the axis it is connected to the rotary frame, the other end is connected to the hydraulic pulsator rod by means of two connecting rods located on both sides of the hydraulic pulsator housing, in the middle part of the horizontal lever there is a support shaft, on which the side support of the vertical guide rests from above, and the upper branch of the caterpillar belt is fixed from offset in the lateral direction by means of side rollers mounted horizontally on the upper end of the vertical guide.
Благодаря тому, что грузы закреплены сверху траверсы, обеспечивается существенное уменьшение высоты установки гусеничного движителя и испытуемых элементов относительно основания, что облегчает подготовку и проведение испытаний, особенно колес большого диаметра. Due to the fact that the weights are fixed on top of the traverse, a significant reduction in the installation height of the caterpillar mover and the tested elements relative to the base is provided, which facilitates the preparation and testing, especially of large diameter wheels.
Вследствие того, что механизм нагружения установлен на поворотной раме, ось которой закреплена на нижней части основания стенда и совпадает с вертикальной осью нагружения шины, а верхняя ветвь гусеничной ленты фиксируется от смещения в боковом направлении с помощью боковых роликов, обеспечивается возможность испытания шины с боковым уводом без поворота колеса относительно основания и подвижной рамы стенда, что упрощает крепление элементов подвески и колеса с пневматической шиной к подвижной раме и регистрацию действующих на колесо и подвеску сил и моментов, а также позволяет испытывать колеса большого диаметра. Due to the fact that the loading mechanism is installed on a rotary frame, the axis of which is fixed on the lower part of the stand base and coincides with the vertical axis of the tire loading, and the upper branch of the track is fixed from displacement in the lateral direction with the help of side rollers, it is possible to test the tire with side slip without turning the wheel relative to the base and the movable frame of the stand, which simplifies the fastening of the suspension elements and the wheel with a pneumatic tire to the movable frame and registration of the forces and moments acting on the wheel and suspension, and also allows testing large diameter wheels.
Благодаря тому, что привод толкателя выполнен в виде гидропульсатора, имеющего шток с поршнем, размещенные в корпусе, который установлен вертикально на поворотной раме стенда сбоку от гусеничного движителя и через распределитель сообщен с насосом и баком гидростанции, а толкатель выполнен в виде вертикальной направляющей, установленной с возможностью вертикального перемещения на поворотной раме между гусеничным движителем и гидропульсатором, внутри вертикальной направляющей установлены два направляющих ролика, оси которых соединены с поворотной рамой, сбоку вертикальная направляющая в средней своей части снабжена боковой опорой, на которой сверху закреплен рольганг, а под боковой опорой перпендикулярно к гусеничной ленте установлен горизонтальный рычаг, один конец которого через ось соединен с поворотной рамой, другой конец соединен со штоком гидропульсатора посредством двух шатунов, расположенных с двух сторон корпуса гидропульсатора, в средней части горизонтального рычага установлен опорный вал, на который сверху опирается боковая опора вертикальной направляющей, обеспечивается вертикальное перемещение средней части верхней ветви гусеничной ленты, на которую опирается при качении колесо, что необходимо для сохранения траектории движения верхней ветви гусеничной ленты, имитирующей разные законы кинематического нагружения толкателя, включая и их случайный характер. Это расширяет условия стендовых испытаний и приближает их к реальным режимам работы подвески и качения колеса по неровной дороге. Кроме того, обеспечивается уменьшение осевого и боковых усилий, действующих на шток гидропульсатора, что повышает надежность его работы и облегчает компоновку привода толкателя и подвод гибких трубопроводов от насоса и бака гидростанции к распределителю гидропульсатора, установленного сбоку гусеничного движителя. Due to the fact that the pusher drive is made in the form of a hydraulic pulsator having a rod with a piston placed in a housing that is installed vertically on the rotating frame of the stand on the side of the caterpillar mover and communicates through the distributor with the pump and hydraulic station tank, and the pusher is made in the form of a vertical guide installed with the possibility of vertical movement on a rotary frame between the caterpillar mover and the hydraulic pulsator, two guide rollers are installed inside the vertical guide, the axes of which are connected to the rotary frame, on the side of the vertical guide in its middle part it is equipped with a side support, on which the roller conveyor is fixed from above, and perpendicularly under the side support a horizontal lever is installed to the caterpillar belt, one end of which is connected through the axis to the rotary frame, the other end is connected to the hydraulic pulsator rod by means of two connecting rods located on both sides of the hydraulic pulsator body, in the middle part of the horizontal lever is installed the support shaft, on which the side support of the vertical guide rests from above, ensures vertical movement of the middle part of the upper branch of the track, on which the wheel rests during rolling, which is necessary to maintain the trajectory of the upper branch of the track, simulating various laws of kinematic loading of the pusher, including them random character. This expands the conditions of bench tests and brings them closer to the real modes of operation of the suspension and wheel rolling on rough roads. In addition, a reduction in axial and lateral forces acting on the hydraulic pulsator rod is provided, which increases the reliability of its operation and facilitates the layout of the pusher drive and the supply of flexible pipelines from the pump and the hydraulic station tank to the hydraulic pulsator distributor mounted on the side of the caterpillar mover.
Вследствие того, что верхняя ветвь гусеничной ленты фиксируется от смещения в боковом направлении с помощью боковых роликов, установленного горизонтально на верхнем конце вертикальной направляющей, обеспечивается вертикальное перемещение боковых роликов вместе с верхней ветвью гусеничной ленты под действием толкателя и восприятие боковой силы, которая возникает при боковом уводе шины в пятне контакта с опорной поверхностью. В результате верхняя ветвь гусеницы не меняет своей траектории движения при повороте на небольшой угол поворотной рамы вместе с гусеничным движителем по ходу часовой стрелки, что позволяет точнее определять силу бокового увода шины. Due to the fact that the upper branch of the track is fixed from displacement in the lateral direction by means of side rollers installed horizontally at the upper end of the vertical guide, the vertical movement of the side rollers together with the upper branch of the track under the action of the pusher is ensured and the perception of the lateral force that occurs when tire slip in the contact patch with the supporting surface. As a result, the upper branch of the caterpillar does not change its trajectory when turning at a small angle of the swing frame together with the caterpillar mover in a clockwise direction, which makes it possible to more accurately determine the side slip force of the tire.
Благодаря тому, что между основанием и концом поворотной рамы шарнирно установлен винтовой механизм, ось которого перпендикулярна радиусу, проведенному от оси поворотной рамы до установленного на ней шарнира винтового механизма, обеспечивается минимальный момент на винте, а также облегчается установка на требуемый угол и фиксация поворотной рамы относительно основания стенда при испытаниях шин с боковым уводом. Due to the fact that a screw mechanism is pivotally mounted between the base and the end of the swivel frame, the axis of which is perpendicular to the radius drawn from the axis of the swivel frame to the hinge of the screw mechanism installed on it, the minimum moment on the screw is ensured, and it also facilitates installation at the required angle and fixing the swivel frame relative to the base of the stand when testing tires with side slip.
Общий вид стенда (без испытуемых элементов) изображен на фиг. 1, гусеничный движитель с толкателем – на фиг. 2, толкатель (вид с обратной стороны) – на фиг. 3, вид стенда сбоку (с испытуемыми элементами) – на фиг. 4, выносные элементы фиг. 4 – на фиг. 5-8.The general view of the stand (without the tested elements) is shown in Fig. 1, a caterpillar mover with a pusher - in Fig. 2, pusher (view from the reverse side) - in Fig. 3, side view of the stand (with test elements) - in Fig. 4, remote elements of Fig. 4 - in Fig. 5-8.
Стенд для испытания пневматических шин и упругих элементов подвесок транспортных средств содержит основание 1, имеющее нижнюю плоскую часть и верхнюю часть, выполненную в виде вертикальной стойки 2, на которой установлены вертикальные направляющие элементы в виде двух продольных полозьев с четырьмя подвижными шариковыми опорами 3, соединенными с подвижной рамой 4, выполненной в виде плиты с многочисленными отверстиями для крепления разных типов испытуемых элементов (фиг. 1 и 4). На верхней части подвижной рамы 4 установлена траверса 5 с закрепленным сверху на ней грузом 6, который выполнен составным из отдельных чугунных брусков, что позволяет изменять подрессоренную массу.The stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions contains a
На верхней части основания 1 установлена поворотная рама 7 (фиг. 1, 2 и 4), ось 8 которой закреплена на основании 1 и совпадает с вертикальной осью нагружения испытуемой шины 9 (фиг. 4). Между нижней частью основания 1 и концом поворотной рамы 7 шарнирно установлен винтовой механизм 10, винт которого соединен с основанием 1, а гайка 11 шарнирно связана с поворотной рамой 7 (фиг. 2). При этом ось винтового механизма 10 перпендикулярна радиусу, проведенному от оси 8 поворотной рамы 7 до установленного на ней гайки 11 винтового механизма 10, позволяющего обеспечить поворот рамы 7 вокруг оси 8 на небольшой угол б = 0…10 град. (фиг. 2). On the upper part of the
На поворотной раме 7 установлен механизм нагружения испытуемых элементов, который включает гусеничный движитель (фиг. 2) и толкатель (фиг. 3).A mechanism for loading the tested elements is installed on the
Гусеничный движитель включает гусеничную ленту 12, охватывающую установленные на поворотной раме 7 ведомый барабан 13 и ведущий барабан 14, соединенный с электродвигателем 15 через ременную или цепную передачу 16. Ведущий барабан 14 и ведомый барабан 13 выполнены в виде обрезиненных катков, причем ведомый барабан 13 установлен на кривошипе, соединенном пружиной растяжения 17 с поворотной рамой 7, что обеспечивает натяжение верхней и нижней ветвей гусеничной ленты 12 при вертикальном перемещении верхней ветви под действием толкателя.The caterpillar mover includes a
Толкатель выполнен в виде вертикальной направляющей 18, установленной с возможностью вертикального перемещения на поворотной раме 7 рядом с гусеничным движителем. Внутри вертикальной направляющей 18 установлены два направляющих ролика 19, оси которых установлены на правом кронштейне 20, закрепленном на поворотной раме 7. Сбоку вертикальной направляющей 18 в средней ее части имеется боковая опора 21, сверху которой закреплен рольганг 22, выполненный в виде установленных в шахматном порядке жестких роликов (фиг. 3 и 4). The pusher is made in the form of a
Под боковой опорой 21 перпендикулярно к гусеничной ленте 12 установлен горизонтальный рычаг 23, выполненный в виде двух швеллеров. Левый конец горизонтального рычага 23 через ось соединен с левым кронштейном 24, закрепленным на поворотной раме 7, а в средней части горизонтального рычага 23 установлен опорный вал 25, на который сверху опирается боковая опора 21 вертикальной направляющей 18. Правый конец горизонтального рычага 23 посредством двух шатунов 26, расположенных с двух сторон гидропульсатора 27, шарнирно соединен со штоком 28 гидропульсатора 27 (фиг. 3 и 4). Under the
В корпусе 27 гидропульсатора установлены поршень 29 со штоком 28, образующие в нем поршневую 30 и штоковую 31 полости (фиг. 5, вид А). Полости 30 и 31 сообщены через сервогидравлический распределитель 32 с насосом и баком гидростанции (на чертежах не показаны). Программное обеспечение работой сервогидравлического распределителя 32 обеспечивает следующие режимы перемещения штока 28: гармонический; с постоянной скоростью; в виде короткого импульса; случайный закон, имитирующий реальный профиль дороги. In the
Верхняя ветвь гусеничной ленты 12 опирается на рольганг 22 и фиксируется от смещения в боковом направлении с помощью боковых роликов 33, установленных горизонтально на верхнем конце вертикальной направляющей 18 (фиг. 2 и 4). The upper branch of the
Испытуемая шина 9 устанавливается на верхнюю ветвь гусеничной ленты 12 и крепится к подвижной раме 4 с помощью направляющих рычагов 34, на которых установлены упругий и демпфирующий элементы испытуемой подвески (на фиг. 4).The tested
Для обеспечения установки и снятия испытуемых элементов подвески и шины 9 на основании 1 установлена лебедка 35, а на вертикальной стойке 2 – стрела 36 с блоками, через которые перекинут трос 37 с крюком 38 на его конце (фиг. 1 и 4). To ensure the installation and removal of the tested elements of the suspension and
Для дополнительной возможности перемещения подвижной рамы 4 относительно вертикальной стойки 2 и проведения испытаний при свободных колебаниях подрессоренной массы на испытуемой подвеске и шине 9 вдоль вертикальной стойки 2 между основанием 1 и подвижной рамой 4 установлен откидывающийся гидроцилиндр 39, имеющий на конце штока ролики 40, входящие в гнездо 41, закрепленное на раме 4 (фиг. 1 и 4; фиг. 6, вид Б; фиг. 8, вид Г).For an additional possibility of moving the
Для откидывания гидроцилиндра 39 на подвижной раме 4 установлен рычажный стопорно-откидывающий механизм, рычаг 42 которого через тягу 43 шарнирно соединен с поворотным замком 44, имеющим штырь для вхождения в торцевое отверстие штока гидроцилиндра 39 и подпружиненный болт 45, установленный перпендикулярно оси гидроцилиндра 39 и взаимодействующий с верхним концом его штока (фиг. 8, вид Г).To tilt the
Для фиксации подвижной рамы 4 с траверсой 5 и грузом 6 относительно вертикальной стойки 2 основания 1 при любом их взаимном положении между ними установлен блокирующий механизм, который выполнен в виде двух подпружиненных прижимных планок 46, установленных вертикально на стяжных болтах 47. Болты 47 установлены подвижно в горизонтальных отверстиях подвижной рамы 4. Левые концы болтов 47 расположены в продольных щелях вертикальной стойки 2, выполненной в виде двутавров, и имеют резьбу для соединения с левой прижимной планкой 46. Правая прижимная планка 46 имеет возможность перемещения вдоль оси болтов 47 до упора в наружные выступы болтов 47. Между планками на болтах 47 установлены пружины сжатия, разжимающие прижимные планки 46 в разные стороны, что обеспечивает зазоры с двух сторон полок двутавров вертикальной стойки 2. С помощью болтов 47 обеспечивается надежная фиксация подвижной рамы 4 относительно вертикальной стойки 2, что необходимо для определения статических упругих характеристик шины 9 и упругого элемента подвески, а также для определения рабочих диаграмм испытуемых элементов при динамических испытаниях. Для восприятия вертикальной нагрузки при фиксации подвижной рамы 4 относительно вертикальной стойки 2 на подвижной раме 4 закреплены верхний и нижний горизонтальные упоры 48, которые установлены в продольных щелях вертикальной стойки 2 с двух сторон вплотную к верхнему и нижнему торцам прижимных планок 46 (фиг. 1; фиг. 7, вид В).To fix the
Измерительные элементы стенда включает четыре датчика силы, четыре датчика перемещений, два датчика вертикальных ускорений и датчик угла поворота, которые подключены к измерительному комплексу стенда. Для фиксации показаний используется тензометрическая измерительная аппаратура.The measuring elements of the stand include four force sensors, four displacement sensors, two vertical acceleration sensors and a rotation angle sensor, which are connected to the measuring complex of the stand. To fix the readings, strain gauge measuring equipment is used.
Предлагаемый стенд работает следующим образом.The proposed stand works as follows.
Для установки испытуемых элементов подвески и шины 9 на стенд откидывающийся гидроцилиндр 39 вручную переводят в вертикальное положение (фиг. 1 и 4). При этом длину гидроцилиндра 39 устанавливают такой, чтобы его ролики 40 вошли в клинообразное гнездо 41, установленное на подвижной раме 4, а штырь поворотного замка 44 рычажного стопорно-откидывающего механизма – в торцевое отверстие штока гидроцилиндра 39 (фиг. 6, вид Б; фиг. 8, вид Г). Далее с помощью стопорных болтов 47 блокирующего механизма создают зазор между полками двутавров вертикальной стойки 2 и подпружиненными прижимными планками 46, вследствие чего подвижная рама 4 разблокируется относительно вертикальной стойки 2 основания 1 (фиг. 7, вид В). To install the tested elements of the suspension and
С помощью гидроцилиндра 39 осуществляют подъем траверсы 5 с грузом 6 на необходимую высоту для возможности установки на верхнюю ветвь гусеничной ленты 12 испытуемой подвески и шины 9, подъем которых осуществляют лебедкой 35 посредством троса 37, стрелы 36 и крюка 38. Затем закрепляют испытуемую подвеску с шиной 9 на подвижной раме 4 с помощью направляющих рычагов 34 (фиг. 4). При этом с помощью винтового механизма 10 и гайки 11 устанавливают необходимый угол б поворота рамы 7 вокруг оси 8, обеспечивая заданный угол увода шины 9 в пределах 0…10 градусов относительно направления движения гусеничной ленты 12 (фиг. 1 и 2).With the help of the
Определение статических упругих характеристик испытуемой подвески и шины 9 возможно двумя способами: с помощью гидроцилиндра 39 и гидропульсатора 27. The determination of the static elastic characteristics of the tested suspension and
При использовании гидроцилиндра 39 подвижную раму 4 медленно перемещают вверх и вниз, сжимая или разжимая испытуемые элементы. When using a
При использовании гидропульсатора 27 подвижную раму 4 фиксируют относительно вертикальной стойки 2 с помощью стопорных болтов 47, прижимающих с двух сторон подпружиненные планки 46 к полкам двутавров вертикальной стойки 2, которые установлены между верхним и нижним горизонтальными упорами 48, закрепленными на подвижной раме 4. Далее с помощью гидростанции медленно перемещают шток 28 гидропульсатора, корпус 27 которого установлен вертикально на поворотной раме 7 рядом с гусеничным движителем в плоскости, проходящей через вертикальную ось нагружения испытуемой шины 9. Вместе со штоком 28 через шатуны 26 происходит поворот горизонтального рычага 23, левый конец которого посредством оси закреплен на левом кронштейне 24, установленном на поворотной раме 7. В результате этого опорный вал 25, установленный в средней части горизонтального рычага 23, вызывает вертикальное перемещение боковой опоры 21 вертикальной направляющей 18, внутри которой установлены два направляющих ролика 19, оси которых установлены на правом кронштейне 20, закрепленном на поворотной раме 7. Вместе с боковой опорой 21 вертикально перемещаются рольганг 22, на который опирается верхняя ветвь гусеничной ленты 12, что приводит к сжатию или растяжению испытуемых элементов подвески и шины 9, установленной сверху ленты 12 (фиг. 3 и 4). При этом гидропульсатор 27 работает следующим образом. When using a
На ходе сжатия испытуемых элементов жидкость от насосной станции через сервогидравлический распределитель 32 поступает в поршневую полость 39 гидропульсатора 27, поршень 29 со штоком 28 перемещаются вверх и вытесняют жидкость из штоковой полости 31 в бак насосной станции. На ходе растяжения испытуемых элементов жидкость от насосной станции через сервогидравлический распределитель 32 поступает в штоковую полость 31 гидропульсатора 27, поршень 29 со штоком 28 перемещаются вниз и вытесняют жидкость из поршневой полости 30 в бак (фиг. 5, вид А).In the course of compression of the tested elements, the liquid from the pumping station through the servo-
При этом одновременно измеряют деформации испытуемых элементов соответствующими датчиками перемещений и нагрузку по оси нагружения датчиком силы. По результатам измерений в координатах «сила – деформация» строят статические упругие характеристики каждого испытуемого элемента. In this case, the deformations of the tested elements are simultaneously measured by the corresponding displacement sensors and the load along the loading axis by the force sensor. According to the results of measurements in the coordinates "force - deformation", the static elastic characteristics of each tested element are built.
Испытания элементов одноопорной подвески и шины 9 при свободных колебаниях могут производиться на стенде следующими способами: методом сбрасывания подрессоренной массы и методом подтягивания с помощью откидывающегося гидроцилиндра 39, а также методом толчка испытуемых элементов вверх или вниз с помощью гидропульсатора 27. Testing of the elements of a single-support suspension and
Для проведения испытаний при свободных колебаниях методом сбрасывания подвижная рама 4 вместе с грузом 6 и испытуемыми элементами поднимается гидроцилиндром 39 до момента отрыва испытуемой шины 9 от верхней ветви гусеничной ленты 12 на заданную величину. Затем производится резкое нажатие вниз на рычаг 42 стопорно-откидывающего механизма, в результате чего через тягу 46 поворачивается против хода часовой стрелки замок 47, штырь которого выходит из торцевого отверстия штока гидроцилиндра 42. Одновременно с этим происходит выталкивание подпружиненным болтом 45 верхнего конца штока гидроцилиндра 39 в правую сторону, вследствие чего ролики 40 выходят из гнезда 41, и гидроцилиндр 39 откидывается в сторону до упора в ограничительный буфер вертикальной стойки 2 (фиг. 8, вид Г). Под действием подрессоренного веса груз 6 падает вниз и после касания испытуемой шиной 9 верхней ветви гусеничной ленты 12 подрессоренная масса совершает свободные затухающие колебания на испытуемой подвеске и шине 9, которые могут быть записаны с помощью датчика перемещений и регистрирующей аппаратуры стенда. To carry out tests during free oscillations by the dropping method, the
Для проведения испытаний при свободных колебаниях методом подтягивания гидроцилиндром 39 опускают подвижную раму 4 вместе с грузом 6 вниз, сжимая испытуемую подвеску и шину 9 на расчетную величину. Нажатием на рычаг управления 42 гидроцилиндр 39 откидывается в сторону. Под действием силы сжатия испытуемых элементов груз 6 вместе с траверсой 5 и подвижной плитой 4 движется вверх. При этом подвижная рама 4 движется по вертикальным направляющим стенда в шариковых опорах 3.To carry out tests during free oscillations by pulling up with a
Для проведения испытаний при свободных колебаниях методом толчка с помощью гидропульсатора 27 задается импульс вверх или вниз, в результате чего его шток 28 перемещается резко вверх или вниз на заданную величину. Это приводит к резкому подъему или опусканию опорного вала 25, установленного в средней части горизонтального рычага 23 и вызывающего вертикальное перемещение боковой опоры 21 вертикальной направляющей 18 вместе с рольгангом 22, на который через верхнюю гусеничную ленту 12 опирается испытуемое колесо 9 (фиг. 3 и 4). В результате груз 6 через испытуемые элементы получает импульс силы вверх или вниз, что вызывает его свободные затухающие колебания на подвижной раме 4, которые также фиксируются измерительной системой стенда. For testing with free vibrations by the push method, using the
Для определения динамических характеристик испытуемой подвески с шиной 9 их сжимают гидроцилиндром 39 на заданную величину и блокируют подвижную раму 4 относительно вертикальной стойки 2 с помощью планок 46 и стопорных болтов 47 блокирующего механизма (фиг. 7, вид В). С помощью гидропульсатора 27 задают режим нагружения с разной частотой и амплитудой перемещения его штока 28, в том числе и при случайном характере их распределения. To determine the dynamic characteristics of the tested suspension with
Перемещение штока 28 вызывает вертикальное перемещение боковой опоры 21, рольганга 22 и верхней ветви гусеничной ленты 12, охватывающей установленные на поворотной раме 7 ведомое 13 и ведущее 14 колеса. При включении электропривода 15 гусеничного движителя ведущее колесо 14, соединенное с электродвигателем 15 через ременную или цепную передачу 16, приводит в движение гусеничную ленту 12, натяжение которой обеспечиваются пружиной растяжения 17 механизма натяжения. Движение гусеничной ленты 12 вызывает вращение испытуемого колеса 9. Скорость движения гусеничной ленты 12, а значит и скорость качения испытуемого колеса 9, может изменяться плавно путем регулирования оборотов электродвигателя 15 с помощью частотного преобразователя (фиг. 1 и 2). При этом с помощью датчиков силы и датчиков перемещений определяют динамические характеристики испытуемых элементов (рабочие диаграммы, динамические упругие характеристики и демпфирующие характеристики).The movement of the
Для определения амплитудно- и фазо-частотных характеристик колебаний подрессоренной и неподрессоренной масс испытуемая подвеска и шина 9 нагружаются подрессоренной массой, величина которой задается весом чугунных брусков 6, закрепленных на траверсе 5. Далее гидропульсатором 27 задается гармонический закон перемещения боковой опоры 21 вертикальной направляющей 18 с разной частотой, вызывающий вынужденные колебания подрессоренной и неподрессоренной масс. Перемещения вертикальной направляющей 18 (кинематическое возмущение), грузов 6 (подрессоренной массы) и оси колеса 9 (неподрессоренной массы), а также их ускорения фиксируются с помощью датчиков. Эти данные поступают в измерительный комплекс стенда, записывающий осциллограммы колебаний подрессоренной и неподрессоренной масс и кинематическое возмущение, на основании чего можно построить амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики абсолютных и относительных перемещений и ускорений, характеризующие виброзащитные свойства упругих элементов подвески и невращающейся шины 9. Аналогично проводят испытания и при вращающейся шине 9, для чего включают гусеничный привод. To determine the amplitude and phase-frequency characteristics of oscillations of the sprung and unsprung masses, the test suspension and
Для определения коэффициента сопротивления качению шины по твердой поверхности дороги при отсутствии кинематического возмущения испытуемую шину 9 прижимают к гусеничной ленте 12 либо гидроцилиндром 39 либо штоком 28 гидропульсатора 27 до заданной нагрузки, определяемой по датчику силы, и блокируют подвижную раму 4 относительно вертикальной стойки 2 основания 1 стопорными болтами 47 и планками 46 блокирующего механизма. Включают электропривод 15 гусеничной ленты 12, с помощью частотного преобразователя задают необходимую скорость качения испытуемой шины 9 и с помощью датчика силы определяют суммарную тангенциальную силу. Делением последней на вертикальную силу определяют коэффициент сопротивления качению. Данное испытание проводят при различных скоростях качения испытуемой шины 9 и по результатам измерений строят график в координатах «коэффициент сопротивления качению – скорость». To determine the rolling resistance coefficient of a tire on a solid road surface in the absence of kinematic disturbance, the
Для определения коэффициента сопротивления качению шины при силовом возбуждении колебаний и отсутствии кинематического возмущения на обод испытуемой шины 9 эксцентрично закрепляют небольшой груз для задания необходимой величины дисбаланса. Далее испытания проводят аналогично указанному выше. To determine the coefficient of rolling resistance of the tire with force excitation of oscillations and the absence of kinematic perturbation, a small load is eccentrically fixed on the rim of the tire under
Для определения коэффициента сопротивления качению шины при кинематическом возбуждении колебаний испытуемую шину 9 прижимают к гусеничной ленте 12 подрессоренной массой. Включают электропривод 15 гусеничной ленты 12 и испытания проводят аналогично указанному выше.To determine the rolling resistance coefficient of a tire during kinematic excitation of oscillations, the
Для определения характеристик бокового увода шины 9 поворотная рама 7, ось 8 которой закреплена на основании 1, поворачивается с помощью винтового механизма 10 на заданный угол, определяемый датчиком угла поворота. Для этого вращают винт, вдоль которого перемещается гайка 11, шарнирно связанная с поворотной рамой 7. Включают электропривод 15 гусеничной ленты 12, верхняя ветвь которой при боковом уводе шины 9 удерживается от смещения в боковом направлении с помощью боковых роликов 33, оси которых параллельны вертикальной оси нагружения испытуемой шины 9. Благодаря тому, что боковые ролики 33 установлены на верхнем конце вертикальной направляющей 18, внутри которой установлены два направляющих ролика 19, установленных на правом кронштейне 20, закрепленном на поворотной раме 7, обеспечивается свободное вертикальное перемещение верхней ветви гусеничной ленты 12 при боковом уводе вращающейся шины 9 и передача боковой силы на поворотную раму 7.To determine the side slip characteristics of the
Далее испытания проводят аналогично указанному выше. При этом измеряется боковая сила испытуемой шины 9 датчиком силы, установленным на подвижной раме 4. По результатам измерений строят график в координатах «боковая сила – угол поворота» при различных скоростях качения. Further tests are carried out in the same way as above. In this case, the lateral force of the tested
Таким образом, достигается заявленный технический результат, заключающийся в возможности проведения стендовых испытаний блока одноопорной подвески вместе с катящимся колесом без и с боковым уводом шины по твердой поверхности с разным профилем неровностей, включая и случайный характер их распределения, свойственный реальным дорогам, в облегчении установки и проведения испытаний, в том числе колес большого диаметра, а также в облегчении установки и фиксации поворотной рамы на заданный угол.Thus, the claimed technical result is achieved, which consists in the possibility of carrying out bench tests of a single-support suspension unit together with a rolling wheel without and with tire side slip on a hard surface with a different profile of unevenness, including the random nature of their distribution, characteristic of real roads, in facilitating installation and carrying out tests, including large diameter wheels, as well as facilitating the installation and fixing of the swivel frame at a given angle.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115361A RU2765585C1 (en) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021115361A RU2765585C1 (en) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765585C1 true RU2765585C1 (en) | 2022-02-01 |
Family
ID=80214525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021115361A RU2765585C1 (en) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765585C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4691564A (en) * | 1986-07-01 | 1987-09-08 | G. R. Potts Associates, Inc. | High speed tire uniformity testing device |
RU2133459C1 (en) * | 1998-02-16 | 1999-07-20 | Волгоградский государственный технический университет | Vehicle pneumatic tyres and flexible members test stand |
RU161103U1 (en) * | 2015-07-03 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | STAND FOR STATIC TIRES TESTS |
-
2021
- 2021-05-28 RU RU2021115361A patent/RU2765585C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4691564A (en) * | 1986-07-01 | 1987-09-08 | G. R. Potts Associates, Inc. | High speed tire uniformity testing device |
RU2133459C1 (en) * | 1998-02-16 | 1999-07-20 | Волгоградский государственный технический университет | Vehicle pneumatic tyres and flexible members test stand |
RU161103U1 (en) * | 2015-07-03 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | STAND FOR STATIC TIRES TESTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2133459C1 (en) | Vehicle pneumatic tyres and flexible members test stand | |
CN107957340A (en) | Automobile a quarter suspension and damper simulation working condition tests platform | |
US9404834B2 (en) | Active resistance dynamometer for wheel testing | |
RU2629636C1 (en) | Floor-mounted compact testing bench for motor transport vehicle suspension mount study case | |
RU2765193C1 (en) | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
JPH0562940B2 (en) | ||
RU2765512C1 (en) | Test stand for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspenders | |
RU2765397C1 (en) | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765389C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765581C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765582C1 (en) | Test stand for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspenders | |
CN104198165A (en) | Shock absorber durability testing device | |
ITMO20110136A1 (en) | BALANCING MACHINE FOR WHEEL BALANCING OF VEHICLES | |
CN107884207B (en) | A kind of Independent Suspension fatigue test monitor station | |
RU2765585C1 (en) | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765315C1 (en) | Test stand for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspenders | |
RU2765322C1 (en) | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765514C1 (en) | Test bench for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765195C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765586C1 (en) | Test stand for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspenders | |
RU2765510C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765316C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765194C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765390C1 (en) | Stand for testing pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspensions | |
RU2765388C1 (en) | Test stand for pneumatic tires and elastic elements of vehicle suspenders |