Стенд для динамических испытаний пневматической шины

 

1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ, содержащий основание, механизм для установки и вертикального нагружения колесас испытуемой шиной, подвкжнзпо в горизонтальном направлении опорную плиту, связанную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качения установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружения, измерительные устройства , установленные по обе стороны кривошйпно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, связанный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей по исследованию жесткостных и диссипативных: характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов нагружения, он снабжен связанным с основанием механизмом углового нагружения колеса и приводом его бокового сдвига, при этом основание стенда установлено с возможностью углового поворота во- . круг плавающего центра, находящегося под проекцией средней зоны контакта испытуемой шины с опорной плитой на плоскость основания, а подвижная опорная плита выполнена из двух элементов , соединенных между собой с возможностью углового поворота в вер .тикальной плоскости, и снабжена устройством для их взаимной фиксации в требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращения которых параллельны плоскости основания стенда. 2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что для установки плавающего центра основание выполнено с пазами для прохода фиксирукицих болтов. 3.Стенд поп, 1,отличающ и и с я тем, что устройство для взаимной фиксации элементов опорной плиты выполнено в виде сектора с отверстиями для фиксирующих пальцев.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ЗШ G01M1702

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВАМ». i q

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3632040/25-1 1 (22) 24.06.83 (46) 30.12.84; Вюл. У 48 (72) Т.П.Русадзе (53) 620.178.3(088.8) (56) 1. Русадзе Т.П. Стенд для исследования поглощающей способности и жесткости шины в тангенциальном направлении. — "Автомобильная промышленность", 1981, N 4, с. 25-26.

2. Авторское свидетельство СССР

У 821997, кл. G 01 М 17/02, 1981.

3. Русадзе Т.П. Исследование влияния тангенциальной жесткости и демпфирования шины на нагруженность трансмиссии полноприводного грузового автомобиля. Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук.

Тбилиси, 1982, с. 9 (прототип) . (54)(57) 1. СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ, содержащий основание, механизм для установки и вертикального нагружения колеса- с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, связанную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качения установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружения, измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, связанный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направ4 ляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей по исследованию жесткостных и диссипативных: характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов нагружения, он снабжен связанным с основанием иеханизмом углового нагружения колеса и приводом его бокового сдвига, при этом основание стенда установлено с возможностью углового поворота во- . круг плавающего центра, находящегося под проекцией средней зоны контакта испытуемой шины с опорной плитой на плоскость основания, а подвижная опорная плита выполнена из двух элементов, соединенных между собой с возможностью углового поворота в вертикальной плоскости, и снабжена устройством для их взаимной фиксации в требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращения которых параллельны плоскости основания стенда.

2. Стенд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что для установки плавающего центра основание выполнено с пазами для прохода фиксирующих болтов.

3. Стенд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что устройство для взаимной фиксации элементов опорной плиты выполнено в виде сектора с отверстиями для фиксирующих пальцев.

113г1П

Изобретение относится к стендовому оборудованию, в частности к области исслепования пневматических шин транспортных средств.

Известен стенд для динамических испытаний пневматических шин, содержащиМ основание, механизм для установки и нагружения колеса с испытуемой шиной и подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, свя- >0 занную через динамометр с механизмом тангенциального нагружения шины (1) .

Однако данный стенд позволяет исследовать только переходные характеристики шины в режиме затухающих 15 колебаний, тогда как на практике во время движения шина ведущего колеса работает в режиме вынужденных колебаний.

Известен также стенд для динами- 20 ческих испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм для установки и нагружения колеса с испытуемой шиной, подвижную в го; ризонтальном направлении опорную 25 плиту, связанную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой для уравновешиван IH сил инерции, измерительные устройства,установленные по обе стороны.кри- g0 вошипно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами Г 3

Этот стенд позволяет определять динамическую жесткость и демпфирова- З ние шины в тангенциальном направлении в режиме вынужденных колебаний, однако конструкция стенда не позво ляет учесть влияние других изменяющихся эксплуатационных факторов. 40

Наиболее близким к изобретению является стенд для динамических испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм для установки и нагружения колеса с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, связанную через кривошипно-шатунный механизм с подвижной компенсационной плитой для уравновешивания сил инер- 0 ции, измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипношатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, при° чем на компенсационной плите на опо- 55 рах качения установлена каретка с дополнительным устройством нагружения,,а механизм установки и нагружения колеса снабжен элементом фиксации колеса и вибратором, связанным с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором P3) .

Извес гный стенд дает возможность определять динамическую жесткость и демпфирование шины как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях одновременно при одном эксперименте. Однако в реальных условиях эксплуатации автомобиля колесо испытывает еще целый ряд нагрузок, которые на известном стенде нельзя воспроизвести. Например, есть основания считать, что при движении переднего ведущего колеса на повороте на большой скорости вследствие движения шины с уводом резко меняются жесткостные и диссипативные характеристики шины. Неизученность этого явления приводит к возникновению в ряде случаев опасных автоколебаний шин в GHc теме рулевого управления, приводящих к уходу автомобиля с дороги. Кроме того, при повороте автомобиля на склоне деформация шины увеличивается в боковом направлении, что вызывает значительные изменения жесткостных и диссипативных характеристик шины.

Поэтому полученные в результате испатаний на известном стенде выходные динамические характеристики шины имеют значительные погрешнбсти.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей етенда по исследованию жесткостных и дисси- пативных характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов Нагружения.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для динамических испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм для установки и вертикального нагружения колеса с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, связанную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качения установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружения, измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипно-шатунного мехауглового нагружения колеса и приводом его бокового сдвига, при этом основание стенда установлено с возможностью углового поворота вокруг плавающего центра, находящегося под проекцией средней зоны контакта испытуемой шины с. опорной плитой на плоскость основания, а подвижная опорная плита выполнена из двух элементов, соединенных между собой с возможностью углового поворота в вертикальной плоскости, и снабжена устройством для их.взаимной фиксации в требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращения которых параллельны плоскости основания стенда.

20

Кроме того, для установки плавающего центра основание выполнено с па-З0 зами для прохода фиксирующих болтов.

Устройство для взаимной фиксации элементов опорной плиты выполнено в виде сектора с отверстиями для фиксирующих пальцев. 35 Указанное выполнение стенда позволяет проводить исследование диссипативных и жесткостных,характеристик шин в условиях, имитирующих работу шины ведущего управляемого колеса 40 на повороте, а именно позволяет моделировать: пульсации. крутящего момен\ та, возникающие, например, от колебаний в трансмиссии и шарнирах равных угловых скоростей; смещение на- 45 правления пульсаций крутящего момента относительно оси и центра колеса, вызываемое уводом и смещением центра отпечатка шины от действия центробежной силы на повороте; имитацию 50 перекоса оси вращения колеса в ре-. зультате поперечного крена автомобиля на повороте.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 — схема 55 устройства для нагружения шины в боковом направлении; на фиг. 3— схема устройства для исследования

3 11321 низма, между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, связанный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, снабжен связанным с основанием механизмом 1О

77 4 характеристик шины в наклонном положении; на фиг. 4 - схема устройства для углового нагружения испытуемого колеса.

Пневматическая шина 1 со ступицей 2 установлены жестко на элементе 3 фиксации колеса, связанном с обеих сторон со штангами 4, перемещающимися в направляющих цилиндрах 5. Штанги 4 связаны с горизонтальной плитой 6, на которой жестко закреплены упругие элементы 7, нагружаемые грузом 8, и вибратор 9, приводимый в действие электродвигателем постоянного тока. Кривошипношатунным механизмом 10 осуществляется возвратно-поступательное движение подвижной опорной плиты 11. Между подвижной опорной плитой 11 и полэуном 12 с помощью сферических шарниров,установлен тензометрический динамометр 13. На оси крепления колеса установлен тензометрический датчик 14 для измерения крутящего момента.

Кривошипно-шатунный механизм с помощью шатуна 15, ползуна 16 и тензометрического динамометра 17 связан с компенсационной подвижной плитой 18, на которой установлена подвижная нагрузочная тележка 19, нагружаемая винтом 20. Перемещение подвижной опорной плиты в горизонтальном направлении записывается реохордным датчиком 21. Для обеспечения равномерного вращения кривошипа предусмотрен маховик 22. Изменение амплитуды колебания производится за счет радиального смещения гайки 23 по винту 24.. Реохордным датчиком 25 записывается перемещение оси шины в вертикальном направлении, вертикальное усилие измеряется ладометром 26, расположенным под подвижной опорной плитой 11. При помощи винта 27 (фиг. 2) нагружают шину 1 боковыми усилиями.

К поверхности фундамента 28 болтами 29 крепится основание 30, на icoтором установлены механизмы фиксации и нагружения колеса. Поперечное перемещение подвижной опорной плиты 11, установленной на рельсах 31, исключается упорными роликами 32. Боковое усилие измеряется с помощью датчика 33. Наклон подвижной опорной плиты 11 на заданный угол осуществляется при помощи сектора 34, который фиксирует ее под определенным углом (фиг. 3). Для углового нагружения

1132177 испытуемого колеса служит рычаг 35, соединенный с датчиком тензопреабразователя 36 и электромеханизмом 37 тйпа АПС-ЧИД (фиг. 4), который обеспечивает поворот основания 30 ° Параиетры силового нагружения шины п1 и испытаниях измеряют при помощи стандартных преобразователей типа PA.

Определение демпфирующей способ10 .ности шины в тангенциальном направлеУ нии производят при вынужденных колебаниях шины, задаваемых возвратнопоступательным движением опорной подвижной плиты 11 при помощи кривошипно-шатунного механизма 10, связанного

15 с компенсационной подвижной плитой 18, равной по массе опорной подвижной плите 11. Компенсационная подвижная плита 18 уравновешивает силу инерции опорной подвижной пли20 ты 11. При помощи винта 20 нагрузочная тележка 19 прижимается к компенсационной подвижной плите 18, создавая на ней такую же нагрузку, какая

25 приходится на опорную подвижную плиту 11, благодаря чему происходит уравновешивание сил трения опорной и компенсационной подвижных плит.

Необходимое усилие нагрузочной тележ. ки измеряется ладометром 26, который З0 заранее тарируется. Тензометрический динамометр 17 измеряет суммарную силу инерции и трения P =Р, + P . Тензометрический динамометр 13 измеряют суммарную силу Рс„ . Разность показате- З5 лей тензометрйческих динамометров 13 и 17 даст значение суммы упругой и неупругой сил Рсч -P= Ру, +Р„ „> . Тензодатчики динамометров 13 и 17 соединяют так, чтобы получить сигнал раз- 40 ности, Сигнал деформации записывается на двухкатодном осциллографе, который дает динамометрическую петлю гистерезиса.

Для определения динамической жест-45 кости и демпфирования шины в радиальном направлении одновременно запнсывают перемещение оси шины в вертикальном направлении реохордным дат-, чиком 25 и вертикальное усилие ладометром 26. Стенд дает возможность также определять жесткость и демпфнрующие свойства упругого элемента 7, записывая аналогично перемещение груза 8 и усилие на ладометре 26, тогда, когда известны динамическая жесткость и демпфирование шины в радиальном направлении ; Чтобы учесть прн определении жесткости и демпфирующей способности инны боковую нагрузку, при помощи винта 27 сдвигают основание 30 и тем самым нагружают колесо боковым усилием. Величину бокового усилия измеряют с помощью датчика 33.

Для углового нагружения испытуемого колеса прн помощи рычага 35 поворачивают основание 30 вокруг болтов 29, расположенных в пазах осно1вания. Параметры силового нагружения шины при испытании измеряют при помощи стандартных преобразователей типа РА. наклонную поверхность, часто встречающуюся в реальных условиях эксплуатации, можно воспроизвести при помощи верхнего элемента подвижной опорной плиты 11, который посредством сектора 34 осуществляет угловой поворот опорной поверхности колеса в вертикальной плоскости и фиксирует его под определенным углом.

Нагружая шину комплексно постоянными усилиями в тангенциальном, радиальном, боковом и окружном направлениях, а потом изменяя амплитуду и частоту колебаний, можно задавать колебания шины в радиальном и тангенциальном направлениях, имеющие место в реальных дорожных условиях.

Расширение функциональных возможностей стенда способствует повышению точности измерения выходных характеристик шин, приближая нх к ре-, альным.

1132177

9 0

1132177

ЗНКИПИ Заказ 9781/35 Тираж 822 Подписное

Филиал ШШ "Патемт", r.Óèrîðîä, ул.Проектная, 4