SU1132177A1

SU1132177A1 - Stand for pneumatic tyre dynamic testing

Info

Publication number: SU1132177A1
Application number: SU833632040A
Authority: SU
Inventors: Тамази Платонович Русадзе
Original assignee: Rusadze Tamazi P
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1984-12-30

Abstract

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ, содержащий основание, механизм дл установки и вертикального нагружени колеса- с испытуемой шиной, подвкжнзпо в горизонтальном направлении опорную плиту, св занную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качени установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружени , измерительные устройства , установленные по обе стороны кривошйпно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, св занный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направл ющих с возможностью аксиального перемещени относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, отличающийс тем, что, с целью расширени его функциональных возможностей по исследованию жесткостных и диссипативных: характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов нагружени , он снабжен св занным с основанием механизмом углового нагружени колеса и приводом его бокового сдвига, при этом основание стенда установлено с возможностью углового поворота во- . круг плавающего центра, наход щегос под проекцией средней зоны контакта испытуемой шины с опорной плитой на плоскость основани , а подвижна опорна плита выполнена из двух элементов , соединенных между собой с возможностью углового поворота в вер .тикальной плоскости, и снабжена устройством дл их взаимной фиксации в требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращени которых параллельны плоскости основани стенда. 2.Стенд по п. 1, отличающийс тем, что дл установки плавающего центра основание выполнено с пазами дл прохода фиксирукицих болтов. 3.Стенд поп, 1,отличающ и и с тем, что устройство дл взаимной фиксации элементов опорной плиты выполнено в виде сектора с отверсти ми дл фиксирующих пальцев.1. STAND FOR DYNAMIC TESTS OF A PNEUMATIC TIRE, containing a base, a mechanism for mounting and vertical loading of a wheel with a test tire, horizontal support in a horizontal direction, a support plate connected through a crank mechanism with a movable compensation plate, with a sliding support plate, with a sliding compensation plate, with a sliding compensation plate that is positioned on a support, connected to a swing, with a sliding compensation plate that is positioned on the swing bearings, with a sliding compensation plate, with a slide, with a slide, a side plate, a positioning device with a sliding compensation plate that is positioned, and a positioning device, a positioning device with a sliding compensation plate, with a sliding compensation plate that is positioned by means of the quality, the sliding bearing a device for vertical loading, measuring devices installed on both sides of the crank-connecting-rod mechanism, between it, the supporting and compensating plates, a wheel fixation element and a vibrator connected to the wheel fixation element by means of vertical rods mounted in guides with axial movement relative to the weight mounted on elastic elements above the vibrator, characterized in that in order to expand its functionality for studying stiffness and dissipative : characteristics of tires with imitation of operating conditions of loading, it is equipped with a mechanism of angular loading of a wheel connected to the base and driving its side shear, while the base of the stand is installed with the possibility of angular rotation in - the circle of the floating center located under the projection of the middle zone of contact of the test tire with the base plate on the base plane, and the mobile base plate is made of two elements interconnected with the possibility of angular rotation in the vertical plane, and is equipped with a device for their mutual fixation in desired position, the lower of these elements being provided with stop rollers, the planes of rotation of which are parallel to the plane of the base of the stand. 2. A stand according to claim 1, characterized in that for mounting the floating center, the base is provided with slots for the passage of fixing bolts. 3. Stand pop, 1, is also distinguished by the fact that the device for mutual fixation of the elements of the support plate is made in the form of a sector with openings for fixing fingers.

Description

11eleven

Изобретение относитс к стендовому оборудованию, в частности к области исследовани пневматических шин транспортных средств.The invention relates to bench equipment, in particular to the field of research of pneumatic tires of vehicles.

Известен стенд дл динамических испытаний пневматических шин, содержащий основание, механизм дл установки и нагружени колеса с испытуемой шинрй и подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, св занную через динамометр с механизмом тангенциального нагружени шины lj .A stand for dynamic testing of pneumatic tires is known, comprising a base, a mechanism for mounting and loading a wheel with a test tire and a horizontal support movable in horizontal direction connected via a dynamometer with a tire tangential loading mechanism lj.

Однако данный стенд позвол ет исследовать только переходные характеристики шины в режиме затухающих колебаний, тогда как на практике во врем движени шина ведущего колеса работает в режиме вынужденных колебаний .However, this stand only allows to study the transient characteristics of the tire in the damped oscillation mode, whereas in practice, while driving, the drive wheel works in the forced oscillation mode.

Известен также стенд дл динамических испытаний пневматической шины , содержащий основание, механизм дл установки и нагружени колеса с испытуемой шиной, подвижную в го,ризонтальном направлении опорную плиту, св занную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой дл уравновешивани сил инерции, измерительные устройства , установленные по обе стороны кри- вошипно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами JYJ .Also known is a stand for dynamic testing of a pneumatic tire, comprising a base, a mechanism for mounting and loading a wheel with a test tire, a support plate moving in a horizontal direction, connected through a crank mechanism with a movable compensation plate for balancing inertia forces, measuring devices mounted along both sides of the crank mechanism, between it, the support and the compensation plates JYJ.

Этот стенд позвол ет определ ть динамическую жесткость и демпфирование шины в тангенциально направлении в режиме вынужденных колебаний, однако конструкци стенда не позвол ет учесть вли ние других измен ющихс эксплуатационных факторов. This test bench allows determining the dynamic stiffness and damping of the tire in the tangential direction in the mode of forced vibrations, however, the design of the test bench does not allow to take into account the effect of other changing operating factors.

Наиболее близким к изобретению вл етс стенд дл динамических испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм дл установки и нагружени колеса с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, св занную через крйвошипно-шатунный механизм с подвижной компенсационной плитой дл уравновешивани сил инерции , измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипношатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, причем на компенсационной плите на опоpax качени установлена каретка с дополнительным устройством нагружени , ,а механизм установки и нагружени Closest to the invention is a stand for dynamic testing of a pneumatic tire, comprising a base, a mechanism for mounting and loading a wheel with a test tire, a horizontal support plate movable in a horizontal direction, connected via a red-crank mechanism with a moving compensation plate for balancing inertia forces, measuring devices installed on both sides of the crank mechanism, between it, the support and compensation plates, and on the compensation plate on the rolling bearings Credited carriage with additional device the stress, and the stress and Fitting

77, 277, 2

колеса снабжен элементом фиксации колеса и вибратором, св занным с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направл ющих с возможностью аксиального перемещени относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором 3j .the wheels are provided with a wheel locking element and a vibrator connected with the wheel locking element by means of vertical rods mounted in guides with the possibility of axial movement relative to the weight mounted on elastic elements above the vibrator 3j.

Известный стенд дает возможность определ ть динамическую жесткость и демпфирование шины как в радиальном , так и в тангенциальном направлени х одновременно при одном эксперименте . Однако в реальных услови х эксплуатации автомобил колесо испытывает еще целый р д нагрузок, которые на известном стенде нельз воспроизвести. Например, есть основани считать, что при движении переднего ведущего колеса на повороте на большой скорости вследствие движени шины с уводом резко мен ютс жесткостные и диссипативные характеристики шины. Неизученность этого влени приводит к возникновению в р де случаев опасных автоколебаний шин в системе рулевого управлени , привод щих к- уходу автомобил с дороги. Кроме того, при повороте автомобил на склоне деформаци шины увеличиваетс в боковом направлении, что вызывает значительные изменени жесткостных и диссипативных характеристик шины. Поэтому полученные в результате испатаний на известном стенде выходные динамические характеристики шины имеют значительные по-грешнбсти.The known bench makes it possible to determine the dynamic stiffness and damping of the tire, both in the radial and in the tangential directions simultaneously in a single experiment. However, under actual operating conditions, the wheel is still experiencing a whole series of loads that cannot be reproduced at a well-known stand. For example, there is reason to believe that when driving the front wheel on a turn at high speed due to the movement of the tire with tilting, the stiffness and dissipative characteristics of the tire change dramatically. The lack of knowledge of this phenomenon leads to a series of cases of dangerous self-oscillations of tires in the steering system, leading to the departure of the car from the road. In addition, when turning the car on a slope, the tire deformation increases in the lateral direction, which causes significant changes in the stiffness and dissipative characteristics of the tire. Therefore, the output dynamic characteristics of the tire obtained as a result of testing on a well-known stand are significant.

Цель изобретени - расширений функциональных возможностей етенда по исследованию жесткостных и диссипативных характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов цагруженй .The purpose of the invention is extensions of functionality of the study to study the stiffness and dissipative characteristics of tires with imitation of operating modes of loads.

Поставленна цель достигаетс тем что стенд дл динамических испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм дл установки и вертикального нагружени колеса с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, св заннуЮдчерез крйвошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качени установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружени , измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипно-шатунного меха311The goal is achieved by the fact that a stand for dynamic testing of a pneumatic tire, comprising a base, a mechanism for mounting and vertical loading of a wheel with a test tire, a horizontal support movable in a horizontal direction, is connected via a bearing wheel mechanism with a movable compensation plate on which a carriage is mounted on roll bearings additional device for vertical loading, measuring devices mounted on both sides of the crank connecting rod mech311

низма,-между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, св занный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направл ющих с возможностью аксиального перемещени относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, снабжен св занным с основанием механизмом углового нагружени колеса и приводом его бокового сдвига, при этом основание стенда установлено с возможностью углового поворота вокруг плавающего центра, наход щегос под проекцией средней зоны контакта испытуемой шины с. опорной плитой на плоскость основани , а подвижна опорна плита выполнена из двух элементов , соединенных между собой с возможностью углового поворота в вертикальной плоскости, и снабжена устройством дл их взаимной фиксации в требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращени которых параллельны плоскости оснбвани , стенда.the bottom, —between it, the supporting and compensating plates, the wheel fixation element and the vibrator connected to the wheel fixation element by means of vertical rods installed in the guides with axial displacement relative to the load mounted on elastic elements above the vibrator, are provided with a base the mechanism of angular loading of the wheel and the drive of its lateral shift, while the base of the stand is installed with the possibility of angular rotation around the floating center, located under the projection of the average contact of the tested tire with. the base plate on the base plane, and the mobile base plate is made of two elements interconnected with the possibility of angular rotation in the vertical plane, and is equipped with a device for their mutual fixation in the desired position, and the lower of these elements is provided with stop rollers whose planes of rotation are parallel plane of the base, stand.

Кроме того, дл установки плаваю|щего центра основание выполнено с па {зами дл прохода фиксирующих болтов.In addition, for the installation of a floating center, the base is made with pas {fasteners for the passage of fixing bolts.

Устройство дл взаимной фиксации элементов опорной плиты выполнено в виде сектора с отверсти ми дл фиксирующих пальцев.The device for mutual fixation of the support plate elements is made in the form of a sector with openings for fixing fingers.

Указанное вьтолнение стенда позвол ет проводить исследование диссипативных и жесткостных.характеристик шин в услови х,- имитирующих работу шины ведущего управл емого колеса на поворотеi а именно позвол ет моделировать: пульсации, крут щего момента , возникающие, например, от колебаний в трансмиссии и шарнирах равных угловых скоростей; смещение направлени цульсаций крут щего момента относительно оси и центра колеса, вызываемое уводом и смещением центра отпечатка шины от действи центробежной силы на повороте; имитацию перекоса оси вращени колеса в результате поперечного крена автомобил на повороте.The specified stand implementation allows the study of dissipative and stiffness characteristics of tires under conditions that imitate the operation of the driving wheel on a turn, namely, it allows you to simulate: pulsations, torque, arising, for example, from oscillations in transmissions and hinges equal angular velocities; the displacement of the direction of torque torque fluctuations relative to the axis and center of the wheel, caused by retracting and displacing the center of the tire footprint from the centrifugal force on the turn; imitation of the skew axis of rotation of the wheel as a result of the transverse roll of the car on the turn.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - схема устройства дл нагружени шины в боковом направлении; на фиг. 3 схема устройства дл исследовани FIG. 1 shows the proposed stand, a general view; in fig. 2 is a schematic of a tire loading device in the lateral direction; in fig. 3 diagram of the device for the study

7 4.7 4.

характ.еристик шины в наклонном положении; на фиг. 4 - схема устройства дл углового нагружени испытуемого колеса.tire characteristics in inclined position; in fig. 4 is a diagram of the device for the angular loading of the test wheel.

Пневматическа шина 1 со ступицей 2 установлены жестко на элементе 3 фиксации колеса, св занном с обеих сторон со штангами 4, перемещающимис в направл ющих цилинд- pax 5. Штанги 4 св заны с горизонтальной плитой 6, на которой жестко закреплены упругие элементы 7, нагружаемые грузом 8, и вибратор 9, приводимый в действие электродвигателем посто нного тока. Кривошипношатунным механизмом 10 осуществл етс возвратно-поступательное движение подвижной опорной плиты 11. Между подвижной опорной плитой 11 и ползуном 12 с помощью сферических шарниров установлен тензометрический динамометр 13. На оси креплени колеса установлен тензометрический датчик 14 дл измерени крут щего момента. Кривошипно-шатунньй механизм с помощью шатуна 15, ползуна 16 и тензометрического динамометра 17 св зан с компенсационной подвижной плитой 18, на которой установлена подвижна нагрузочна тележка 19, нагружаема винтом 20. Перемещение подвижной опорной плиты в горизонтальном направлении записываетс реохордным датчиком 21. Дл обеспечени равномерного вращени кривошипа предусмотрен маховик 22. Изменение амплитуды колебани производитс за счет радиального смещени гайки 23 по винту 24. Реохордным датчиком 25 записываетс перемещение оси шины в вертикальном направлении, вертикальное усилие измер етс ладометром 26, расположенным под подвижной опорной плитой 11. При помощи винта 27 (фиг. 2) нагружают шину 1 боковыми усили ми. К поверхности фундамента 28 болтами 29 крепитс основание 30, на котором установлены механизмы фиксации и нагружени колеса. Поперечное перемещение подвижной опорной плиты 11, установленной на рельсах 31, исключаетс упорными роликами 32. Боковое усилие измер етс с помощью датчика 33. Наклон подвижной опорной плиты 11 на заданный угол осуществл етс при помощи сектора 34, который фиксирует ее под определенным углом (фиг. 3). Дл углового нагружени испытуемого колеса служит рычаг 35, соединенный с датчиком тензопреобразовател 36 и электромеханизмом 37 типа АПС-чад (фиг. 4), который обеспечивает поворот основани 30. Параметры силового нагружени шины при испытани х измер ют при помощи стандартных преобразователей типа РА Определение демпфирующей способности шины в тангенциальном направле нии производ т при вынужденных колебани х шины, задаваемых возвратнопоступательным движением опорной под вижной плиты 11 при помощи кривошипно-шатунного механизма 10, св занног с компенсационной подвижной плитой 18, равной по массе опорной подвижной плите 11. Компенсационна подвижна шшта 18 уравновешивает си лу инерции опорной подвижной плиты 11. При помовщ винта 20 нагрузочна тележка 19 прижимаетс к компенсационной подвижной плите 18, создава на ней такую же нагрузку, кака Приходитс на опорную подвижную плиту 1 1 , благодар чему происходит уравновешивание сил трени опорной и компенсационной подвижных плит. Необходимое усилие нагрузочной тележ ки измер етс ладометром 26, который заранее тарируетс . Тензометрический динамометр 17 измер ет суммарную сил инерции и трени Р Р + Р. Тензометри ческий динамометр 13 измер ют суммарную силу Разность показателей тензометрических динамометров- 13 и 17 даст значение суммы упругой и неупругой сил РСЧ« -Р Pjjnp Ривипр Тен зодатчики динамометров 13 и 17 соеди н ют так, чтобы получить сигнал разности . Сигнал деформации записбшаетс на двухкатодном осциллографе, который дает динамометрическую петлю гистерезиса. Дл определени динамической жест кости и демпфировани шины в радиальном нащхавлешш одновременно записывают перемещение оси шины в вертикальном направлении реохордньм датчиком 25 и вертикальное усилие ладометром 26. Стенд дает возможность также определ ть жесткость и демпфирующие свойства упругого элемента 7, записыва аналогично перемещение груза В и усилие на ладометре 26, тогда, когда известны динамическа жесткость и демпфирование шины в радиальном направлении; Чтобы учесть при определении жесткости и демпфирующей способности пшны боковую нагрузку , при помощи винта 27 сдвигают основание 30 и тем самым нагружают колесо боковым усилием. Величину бокового усили измер ют с помощью датчика 33. Дл углового нагружени испытуемого колеса при помощи рычага 35 поворачивают основание 30 вокруг болтов 29, расположенных в пазах осно (вани . Параметры силового нагружени шины при испытании измер ют при помощи стандартных преобразователей типа РА. Чаклонную поверхность, часто встречающуюс в реальных услови х эксплуатации, .можно воспроизвести при помощи верхнего элемента подвижной опорной плиТы 11, который посредством сектора 34 осуществл ет угловой поворот опорной поверхности колеса в вертикальной плоскости и фиксирует его под определенным углом. Нагружа шину комплексно посто нными усили ми в тангенциальном, радиальном , боковом и окружном направлени х , апотом измен амплитуду и частоту колебаний, можно задавать колебани шины в радиальном и тангенциальном направлени х, имеющие место в реальных дорожных услови х. Р.асширение функциональных возможностей стенда способствует повьш1ению точности измерени выходньк характеристик шин, приближа их к per альным.A pneumatic tire 1 with a hub 2 is rigidly mounted on the element 3 fixing the wheel, connected on both sides with the rods 4 moving in the cylinders-pax guides 5. The rods 4 are connected with a horizontal plate 6 on which elastic elements 7 are rigidly fixed a load 8, and a vibrator 9 driven by a DC motor. The crank mechanism 10 performs the reciprocating movement of the movable support plate 11. Between the movable support plate 11 and the slider 12, a tensometric dynamometer 13 is installed using spherical hinges. A tensometric sensor 14 is installed on the axis of attachment of the wheel for measuring the torque. A crank mechanism with a connecting rod 15, a slider 16 and a strain gauge dynamometer 17 is connected to a compensating movable plate 18 on which a movable load trolley 19 is installed, loaded with a screw 20. The moving base plate is horizontally recorded by a rheochord sensor 21. For uniform rotation of the crank provides a flywheel 22. The variation of the amplitude of oscillation is due to the radial displacement of the nut 23 along the screw 24. The rheochord sensor 25 records the movement of the pivot axis In the vertical direction, the vertical force is measured by a gauge 26 located under the movable support plate 11. With the help of a screw 27 (Fig. 2) the tire 1 is loaded with lateral forces. The base 30 is fastened to the surface of the foundation 28 with bolts 29, on which the mechanisms for fixing and loading the wheels are mounted. The transverse movement of the movable support plate 11 mounted on the rails 31 is eliminated by the thrust rollers 32. The lateral force is measured with the aid of the sensor 33. The inclination of the movable support plate 11 at a predetermined angle is performed with the help of sector 34, which fixes it at a certain angle (Fig. 3). For angular loading of the test wheel, there is a lever 35 connected to a strain gauge sensor 36 and an APS-Chad type electrical mechanism 37 (Fig. 4), which rotates the base 30. The tire loading parameters are measured using standard PA transducers. Definition of damping the ability of the tire in the tangential direction to be carried out with forced vibrations of the tire, specified by the reciprocating movement of the support under the sliding plate 11, using a crank mechanism 10, with a compensating movable plate 18, equal to the mass of the movable base plate 11. The compensatory movable pin 18 balances the inertia of the movable base plate 11. With the screw 20, the load carriage 19 is pressed against the compensating movable plate 18, creating the same load on it as It comes on the supporting movable plate 1 1, due to which the friction forces of the supporting and compensating movable plates are balanced. The required load carriage force is measured by a gauge 26, which is calibrated in advance. The strain gauge dynamometer 17 measures the total inertia forces and the friction of the P R + P. The tensometric dynamometer 13 measures the total force. connect to get the difference signal. The warp signal is recorded on a two-loop oscilloscope, which provides a torque hysteresis loop. To determine the dynamic stiffness and damping of the tire in radial pressure, simultaneously record the movement of the tire axis in the vertical direction with a rheochord sensor 25 and the vertical force with a palmometer 26. The stand also makes it possible to determine the rigidity and damping properties of the elastic element 7, recording similarly the movement of the load B and the force on 26, when the dynamic stiffness and damping of the tire in the radial direction are known; In order to take the lateral load into account when determining the stiffness and damping capacity of the pinch, with the aid of a screw 27, the base 30 is shifted and thereby the wheel is loaded with lateral force. The amount of lateral force is measured using sensor 33. For an angular loading of the test wheel, the base 30 is rotated around the base bolts 29 located in the main grooves (vanes. The tire loading force parameters are measured using standard PA transducers. Test , often encountered in actual operating conditions, can be reproduced using the upper element of the movable support plate 11, which, through sector 34, performs the angular rotation of the support surface the tire in a vertical plane and fixes it at a certain angle. By loading the tire with complex constant forces in the tangential, radial, lateral and circumferential directions, by varying the amplitude and frequency of oscillations, the tire oscillations in the radial and tangential directions occurring in Real road conditions. Extending the functionality of the stand contributes to increasing the accuracy of measuring the output characteristics of tires, bringing them closer to permal.

30thirty

Claims

1. A STAND FOR DYNAMIC TESTS OF A PNEUMATIC TIRE, comprising a base, a mechanism for installing and vertically loading a wheel with a test tire, a horizontally movable support plate connected through a crank mechanism with a movable compensation plate, on which a carriage with an additional device is mounted on the rolling bearings vertical loading, measuring devices installed on both sides of the crank mechanism, between it, support and compensation plates, element f ixation of the wheel and the vibrator associated with the element of fixation of the wheel by means of vertical rods installed in the guides with the possibility of axial _η · movement relative to the load mounted on the elastic elements above the vibrator, characterized in that, in order to expand its functional capabilities for the study of stiff and dissipative : characteristics of tires with simulated operational loading conditions, it is equipped with a wheel angular loading mechanism connected to the base and a drive of its lateral shift, at the base of the stand is installed with the possibility of angular rotation in.

the circle of the floating center, located under the projection of the middle zone of contact of the test tire with the base plate on the base plane, and the movable base plate is made of two elements connected with each other with the possibility of angular rotation in ver-g. a vertical plane, and is equipped with a device for their mutual fixation in the required position, the lower of these elements being provided with thrust rollers whose rotation planes are parallel to the plane of the stand base.

2. The stand according to claim 1, characterized in that for the installation of a floating center, the base is made with grooves for the passage of the fixing bolts.

3. Stand pop. 1, characterized in that the device for the mutual fixation of the elements of the base plate is made in the form of a sector with holes for the fixing fingers.