輪胎水滑性能動(dòng)態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輪胎力學(xué)性能測試領(lǐng)域，具體地說是一種輪胎水滑性能動(dòng)態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺，適用于輪胎與路面之間相互作用特性的測試。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車能在道路上安全行駛依賴于輪胎與路面的接觸，在潮濕的天氣或雨后，當(dāng)車輛在濕滑路面上高速行駛時(shí)，由于路面上流體的動(dòng)力潤滑作用，輪胎將產(chǎn)生水滑現(xiàn)象。所謂水滑，是指當(dāng)路面有面層積水時(shí)，高速行駛的車輛由于水膜作用而使車輪產(chǎn)生飄浮滑移失控的現(xiàn)象，此時(shí)，車輛易失去方向的操控性以及減速的制動(dòng)性，從而致使車禍的發(fā)生。
[0003]目前，進(jìn)行輪胎的性能實(shí)驗(yàn)大都在汽車轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行，轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺采用轉(zhuǎn)鼓模擬地面，因?yàn)檗D(zhuǎn)鼓與被測輪胎的接觸面不是平面，所以采用轉(zhuǎn)鼓模擬地面的實(shí)驗(yàn)臺并不適合進(jìn)行水滑性能實(shí)驗(yàn)。因此，輪胎水滑性能測試是以下述場地實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行的:采用實(shí)際車輛在實(shí)驗(yàn)場地以一定速度行駛，當(dāng)輪胎通過有一定量的水散布的透明塑料板時(shí)，使用高速攝相機(jī)對輪胎的胎面進(jìn)行瞬間拍攝。在輪胎與透明塑料板接觸位置下方的地面上挖一個(gè)坑，將高速攝像機(jī)安裝在所述的坑內(nèi)，攝相機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，坑上覆蓋透明塑料板。在實(shí)驗(yàn)中，車輛以一定速度行駛，輪胎從透明塑料板上滾過，攝像機(jī)在輪胎靠近時(shí)持續(xù)拍攝，將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。
[0004]場地實(shí)驗(yàn)的方式還存在一些弊端:一是被測輪胎的拆裝比較麻煩，實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性差；二是所需實(shí)驗(yàn)人員多，效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，導(dǎo)致資源浪費(fèi)；三是上述場地實(shí)驗(yàn)僅僅是判斷輪胎胎面是否接地，存在無法實(shí)施更詳細(xì)的測試的不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種輪胎水滑性能動(dòng)態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺，該實(shí)驗(yàn)臺滿足輪胎實(shí)際運(yùn)行工況要求，能夠模擬輪胎與路面之間發(fā)生水滑現(xiàn)象，并在發(fā)生水滑現(xiàn)象時(shí)針對輪胎接地性能進(jìn)行詳細(xì)的測試，為輪胎研發(fā)和性能分析提供完善的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:輪胎水滑性能動(dòng)態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺，包括承載整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺的基臺，基臺上設(shè)置有組合框架、輪胎接觸盤、攝像頭和數(shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備；組合框架上安裝有電機(jī)和加壓水容器，組合框架帶動(dòng)電機(jī)上下移動(dòng)以適應(yīng)不同尺寸的輪胎；電機(jī)的輸出軸連接用于裝載被測輪胎的輪轂，加壓水容器通過水管與水膜噴射器相連通，水膜噴射器用于在被測輪胎的前方噴灑水膜，通過控制加壓水容器的水壓控制水膜厚度；所述的輪胎接觸盤為透明回轉(zhuǎn)盤，輪胎接觸盤位于被測輪胎的下方用于模擬與被測輪胎相接觸的地面，攝像頭位于被測輪胎與輪胎接觸盤相接觸位置的正下方，數(shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備與所述的攝像頭之間通過數(shù)據(jù)線相連接。
[0007]所述的電機(jī)采用伺服電機(jī)，加壓水容器上設(shè)有接水口，所述的水膜噴射器由并列排列的一排噴嘴構(gòu)成，為了滿足輪胎實(shí)際運(yùn)行工況的要求，水膜噴射器在被測輪胎的正前方噴灑水膜，噴灑水膜的寬度應(yīng)大于被測輪胎的寬度。
[0008]所述的攝像頭采用CCD高速攝像頭，CCD是Charge Coupled Device (電荷親合器件)的縮寫，它是一種半導(dǎo)體成像器件，因而具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長以及抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備可采用電腦，為了便于使用，基臺上放置電腦的位置應(yīng)設(shè)置一個(gè)放置臺。由于輪胎接觸盤整體為透明的，所以基臺上的攝像頭可以透過輪胎接觸盤拍攝被測輪胎與輪胎接觸盤接觸的情況，攝像頭和數(shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備相連以獲取圖像數(shù)據(jù)。
[0009]輪胎接觸盤采用透明材料制作，可選用鋼化玻璃或有機(jī)玻璃等，便于看清輪胎接地變形狀況及水流通過輪胎花紋狀態(tài)，判斷輪胎的排水性能。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述電機(jī)的輸出軸上安裝有六分力傳感器用以對被測輪胎進(jìn)行輪胎力測量，六分力傳感器與所述數(shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備之間通過數(shù)據(jù)線相連接。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述電機(jī)的一側(cè)設(shè)置有側(cè)偏液壓缸，側(cè)偏液壓缸的活塞桿帶動(dòng)電機(jī)至不同的側(cè)偏角度，從而調(diào)節(jié)被測輪胎的側(cè)偏角度。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的組合框架包括支撐架、升降梁和橫梁；所述支撐架的底端與基臺固定連接，所述升降梁沿支撐架上下滑動(dòng)，升降梁和支撐架之間設(shè)有垂直加載液壓缸；所述橫梁連接在升降梁上，所述的電機(jī)和加壓水容器均安裝在橫梁上，橫梁帶動(dòng)電機(jī)在其輸出軸的軸線方向移動(dòng)以及在上下方向傾斜。
[0013]所述的支撐架包括一根橫向支撐桿和兩根縱向支撐桿，橫向支撐桿位于縱向支撐桿的頂端且連接在兩根縱向支撐桿之間，縱向支撐桿的底端與所述基臺固定連接，縱向支撐桿上設(shè)置有支撐架導(dǎo)向槽，所述支撐架導(dǎo)向槽為沿縱向支撐桿軸線方向設(shè)置的長條狀通孔。
[0014]所述的升降梁包括橫向部分和縱向部分，升降梁與支撐架的形狀相同，升降梁的橫向部分位于支撐架橫向支撐桿的下方，升降梁的縱向部分位于支撐架縱向支撐桿的內(nèi)側(cè)；升降梁的橫向部分與支撐架橫向支撐桿之間設(shè)有垂直加載液壓缸，升降梁縱向部分的外側(cè)對稱的設(shè)有導(dǎo)向頭，導(dǎo)向頭位于所述支撐架導(dǎo)向槽內(nèi)并沿支撐架導(dǎo)向槽上下滑動(dòng)。
[0015]所述橫梁的兩端分別連接在升降梁兩個(gè)縱向部分的內(nèi)側(cè)，垂直加載液壓缸能夠驅(qū)動(dòng)升降梁上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)位于橫梁上的電機(jī)移動(dòng)，以滿足不同尺寸輪胎的測試要求。
[0016]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:在所述的垂直加載液壓缸處設(shè)置有壓力傳感器和百分表以獲取力的變化和升降梁上下運(yùn)動(dòng)的位移數(shù)據(jù)，從而評價(jià)被測輪胎的承載性能；壓力傳感器和百分表分別通過數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備相連接。
[0017]垂直加載液壓缸缸體的上端固定在支撐架上，垂直加載液壓缸活塞桿的下端通過壓力傳感器與升降梁固定連接；百分表一端的磁性座吸附在升降梁上，另一端的標(biāo)尺與支撐架接觸，升降梁上下運(yùn)動(dòng)的位移數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)與圖像采集設(shè)備。
[0018]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的橫梁包括橫梁內(nèi)管和橫梁套管，橫梁內(nèi)管對稱的分布在橫梁套管的兩端；橫梁內(nèi)管一端鉸接在所述升降梁上，另一端與橫梁套管連接，橫梁套管沿橫梁內(nèi)管軸線方向前后滑動(dòng)，所述的電機(jī)和加壓水容器均安裝在橫梁套管上。
[0019]所述的橫梁內(nèi)管包括兩根，兩根橫梁內(nèi)管分別安裝在所述升降梁兩個(gè)縱向部分的內(nèi)側(cè)；所述的橫梁套管兩端對稱的設(shè)置有直角拐角，橫梁套管的兩端分別套置在兩根橫梁內(nèi)管上。
[0020]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述基臺上設(shè)置有側(cè)傾千斤頂，側(cè)傾千斤頂?shù)幕钊麠U將橫梁套管頂至不同高度以使電機(jī)側(cè)傾，從而調(diào)節(jié)被測輪胎的側(cè)傾角度。
[0021]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的電機(jī)和側(cè)偏液壓缸均安裝在橫梁套管中部的安裝槽內(nèi)，側(cè)偏液壓缸的缸體固定在安裝槽內(nèi)，側(cè)偏液壓缸的活塞桿末端鉸接在電機(jī)上，電機(jī)遠(yuǎn)離側(cè)偏液壓缸的一側(cè)與安裝槽的側(cè)壁之間設(shè)有電機(jī)側(cè)偏余量。電機(jī)安裝在安裝槽內(nèi)可使電機(jī)更加穩(wěn)固，同時(shí)也使實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0022]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的輪胎接觸盤為圓盤，圓盤的邊緣處設(shè)有凸起沿從而使圓盤呈凹槽狀，圓盤通過平面軸承安裝在基臺上并繞圓盤軸在水平方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)；圓盤上設(shè)置有泄水槽，泄水槽為將圓盤上下貫通的槽，所述基臺上對應(yīng)泄水槽的位置設(shè)置有儲水箱。
[0023]圓盤呈凹槽狀，可以避免圓盤內(nèi)的水流到基臺上，設(shè)置泄水槽和儲水箱，多余的水經(jīng)泄水槽流入儲水箱，當(dāng)儲水箱中的水滿了之后，將儲水箱取出將水倒掉，便于廢水的清理和再利用。為避免泄水槽對被測輪胎構(gòu)成影響，泄水槽應(yīng)設(shè)置在靠近圓盤軸的位置。
[0024]圓盤通過平面軸承可實(shí)現(xiàn)水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在車輛實(shí)際行駛中輪胎是不斷向前運(yùn)行的，但是本實(shí)用新型中被測輪胎在電機(jī)的帶動(dòng)下原地運(yùn)轉(zhuǎn)，因此為了充分模擬輪胎實(shí)際運(yùn)行工況，將圓盤設(shè)置為水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬與被測輪胎相接觸的地面。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0026]1、采用平面回轉(zhuǎn)圓盤模擬被測輪胎接觸的地面，而不是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)鼓模擬地面，更加貼合輪胎實(shí)際運(yùn)行工況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，同時(shí)實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)更加緊湊；
[0027]2、設(shè)有平面回轉(zhuǎn)圓盤、平面軸承和水膜噴射器等，實(shí)現(xiàn)輪胎水滑動(dòng)態(tài)工況加載，滿足輪胎動(dòng)態(tài)水滑性能測試實(shí)際運(yùn)行工況要求，并可分別實(shí)現(xiàn)輪胎在干、濕路面上輪胎滾動(dòng)