[发明专利]一种消除内转鼓模拟路面变形的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于轮胎特性测试技术领域，具体涉及一种用于消除重载轮胎特性测试时内转鼓模拟路面变形的方法及装置。

背景技术

模拟路面作为轮胎特性试验机的重要组成部分，其能否真实的模拟实际路面对轮胎特性试验机的测量结果有重要的影响。目前，由于内转鼓模拟路面在测量水滑路面、冰雪路面、不平路面、变摩擦系数路面上轮胎特性的优势，使得内转鼓模拟路面成为了轮胎特性测试模拟路面的主要形式之一。

但因内转鼓模拟路面必须采用单侧辐板半封闭结构，当将航空轮胎、重卡轮胎等重载轮胎加载到内转鼓模拟路面进行轮胎特性试验时，内转鼓模拟路面很容易在大垂直力和大侧向力的作用下产生径向和端部变形，不仅降低了试验数据的精确度，在高速试验时还存在一定的安全隐患。因此，迫切需要一种用于消除重载轮胎特性测试时内转鼓模拟路面变形的装置。

为了解决在内转鼓模拟路面上加载重载轮胎进行轮胎特性测试时易发生变形的问题，目前主要的方法是通过拓扑结构优化提高内转鼓模拟路面的机械刚度，例如在内转鼓模拟路面上安装加强筋、采用变截面辐板等。这些方法虽然在一定程度上减小了变形，但其代价却是系统结构异常复杂，还通常导致制造加工成本大幅提高；此外，增加的转鼓质量也会降低模拟路面系统的固有频率，影响试验效果；还有，测试轮胎对内转鼓模拟路面的反复作用会导致内转鼓模拟路面慢慢产生疲劳变形。而本实用新型提出的消除内转鼓模拟路面变形的方法及装置能保证内转鼓模拟路面在轮胎特性测试过程中所受的外力基本为零，因此可以在长时间内保证内转鼓模拟路面不发生变形，大大提高了内转鼓模拟路面的寿命。

发明内容

本发明的目的是要提供一种消除内转鼓模拟路面变形的方法及装置，提高测试的精度和安全性。

结合附图，说明如下：

一种消除内转鼓模拟路面变形的方法，在内转鼓模拟路面的外鼓面上加载一个负载平衡轮胎，通过实时控制该轮胎施加于外鼓面的作用力来抵消测试轮胎施加于内鼓面上的作用力，从而保证内转鼓模拟路面不易发生变形，至少包括以下步骤：

第一步；在内转鼓模拟路面的外鼓面上加载一个能够在外鼓面上滚动的负载平衡轮胎，该负载平衡轮胎在外鼓面上的接地印迹中心与测试轮胎在内鼓面上的接地印迹中心，两者在内转鼓模拟路面上的周向位置和相对于内转鼓模拟路面辐板的侧向位置均一致；

负载平衡轮胎施加于外鼓面的作用力包括负载平衡轮胎在外鼓面滚动时作用于外鼓面的垂直力及侧向力，且侧向力为负载平衡轮胎侧偏运动产生的侧向力和/或侧倾运动产生的侧向力；

第二步：测量得到负载平衡轮胎在内转鼓模拟路面的外鼓面滚动时的垂直载荷、侧偏侧向力及侧倾侧向力特性的试验数据，建立描述负载平衡轮胎垂直力与径向变形量、侧偏侧向力与侧偏角及侧倾侧向力与侧倾角关系的模型；

第三步：实时采集在内鼓面上滚动的测试轮胎的垂直力和侧向力；

第四步：根据实时采集得到的测试轮胎的垂直力和侧向力，通过建立的负载平衡轮胎垂直力与径向变形量、侧偏侧向力与侧偏角及侧倾侧向力与侧倾角关系的模型，计算得到负载平衡轮胎的径向变形量、侧偏角和/或侧倾角；

第五步：给负载平衡轮胎实时加载计算得到的径向变形量、侧偏角和/或侧倾角，使负载平衡轮胎产生与测试轮胎作用方向相反但大小相等的垂直力和侧向力，刚好使负载平衡轮胎施加于外鼓面的垂直力和侧向力抵消测试轮胎施加于内鼓面的垂直力和侧向力，从而可以保证内转鼓模拟路面不易发生变形。

一种消除内转鼓模拟路面变形的装置，包括内转鼓模拟路面1、测试轮胎2、六分力传感器3，它还包括随动负载平衡执行装置、负载平衡轮胎4以及计算机控制单元9；

所述的随动负载平衡执行装置包括负责给负载平衡轮胎4加载相应径向变形的负载平衡轮胎垂直加载总成以及加载相应侧向力的负载平衡轮胎侧向力加载总成；

所述的侧向力为负载平衡轮胎侧偏运动产生的侧向力和/或侧倾运动产生的侧向力；

所述的随动负载平衡执行装置的负载平衡轮胎垂直加载总成的上部固定有支架15，负载平衡轮胎4与支架15转动连接；负载平衡轮胎4被负载平衡轮胎垂直加载总成加载到内转鼓模拟路面1的外鼓面上，并且可以在外鼓面上滚动，且该负载平衡轮胎在外鼓面上的接地印迹中心与测试轮胎在内鼓面上的接地印迹中心，两者在内转鼓模拟路面1上的周向位置和相对于内转鼓模拟路面1辐板的侧向位置均一致；

所述的测试轮胎2通过六分力传感器3与计算机控制单元9连接，计算机控制单元9的输出端分别与负载平衡轮胎垂直加载总成及负载平衡轮胎侧向力加载总成的驱动系统连接。