[发明专利]一种测量轮胎横摆转动惯量的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于轮胎特性测试技术领域，特别是涉及一种测量轮胎横摆转动惯量的装置及方法。

背景技术

轮胎的转动惯量是轮胎一个非常重要的物理参数，轮胎的转动惯量包括两种形式，一种是绕轮胎的旋转轴的转动惯量值，一种是轮胎在做横摆运动时的转动惯量值。该参数在进行整车动力性，制动性能，前轮摆振特性，纵滑特性，以及整车仿真分析中有重要应用。由于轮胎本身结构和材料十分复杂，用计算的方法来得到转动惯量值十分困难，因此一般用试验的方法来测得该参数值。

目前，已经有测量第一种轮胎转动惯量的方法与装置，例如：专利(CN 203824703 U)使用三线摆装置可以测出轮胎绕旋转轴线的转动惯量，但是该装置不能测量轮胎横摆方向的转动惯量，也就是绕轮胎印迹坐标系中z轴的转动惯量。

发明内容

本发明的主要目的是要提供一种测量轮胎横摆转动惯量的装置及方法。

本发明的上述目的主要是通过以下技术方案解决的：

一种测量轮胎横摆转动惯量的装置，包括三线摆支撑框架，固定于三线摆支撑框架上部的上圆盘，连接于上圆盘的三根钢丝吊绳，与三根钢丝吊绳下端连接的下圆盘，其特征在于：该装置还包括通过连接螺母安装在下圆盘下方的定位支撑装置，在测试过程中需要安装在定位支撑装置上的调距螺母，轮胎总成。

所述的定位支撑装置是一个十字形状的杆件，其竖直杆与下圆盘垂直并通过连接螺母连接固定，与竖直杆垂直共面水平伸出的两臂为螺杆，用于支撑轮胎总成，两端用锁紧螺母固定，保证轮胎总成胎宽方向中分平面与水平伸出的两臂垂直。

所述的调距螺母为两个相同的螺母，安装在定位支撑装置水平伸出的两臂上，位于两个轮胎总成之间，用于改变轮胎总成的横摆转动半径进而改变转动惯量值。

所述的轮胎总成由轮辋、轮胎组成，定位支撑装置水平伸出的两臂分别穿过两个对称放置且完全相同的轮胎总成的轮辋中心孔，用锁紧螺母固定。

所述的测量轮胎横摆转动惯量的装置的测量方法，至少包括以下步骤：

第一步：将两个相同的轮胎总成安装到定位支撑装置水平伸出的两臂上并用锁紧螺母锁紧，同时标记出锁紧螺母的位置，测量出下圆盘中心到轮胎总成胎宽方向中分平面的距离l₁，令下圆盘中心与上圆盘中心的连线为z轴，把下圆盘及与其相连接的定位支撑装置及轮胎总成绕z轴转动一个小角度后松开，产生自由扭摆运动，待其稳定后，用秒表记录摆动30个周期的时间，重复试验三次并取平均值，计算出摆动周期T_a1，利用公式得到此状态下的转动惯量，其中钢丝吊绳的长度为H，下圆盘中心至钢丝吊绳的距离为R，单个轮胎总成的质量为m，下圆盘和定位支撑装置的总质量为m₁，单个锁紧螺母的质量为m₂；

第二步：将第一步中两个轮胎总成卸下，并将锁紧螺母还原到第一步中标记出的锁紧螺母的位置，把下圆盘及与其相连接的定位支撑装置绕z轴转动一个小角度后松开，产生自由扭摆运动，待其稳定后，用秒表记录摆动30个周期的时间，重复试验三次并取平均值，计算出摆动周期T_b1，利用公式得到除轮胎总成剩余部分的转动惯量，用公式J_t1＝J_a1-J_b1得到两个轮胎总成绕z轴且以l₁为半径旋转的转动惯量值，公式得到单个轮胎绕z轴且以l₁为半径旋转的转动惯量值；

第三步：将两个相同的调距螺母分别安装在定位支撑装置水平伸出的两臂上，位于两个轮胎总成之间，安装上两个轮胎总成并用锁紧螺母锁紧，同时标记出锁紧螺母的位置，测量出下圆盘中心到轮胎总成胎宽方向中分平面的距离l₂，把下圆盘及与其相连接的定位支撑装置及轮胎总成绕z轴转动一个小角度后松开，产生自由扭摆运动，待其稳定后，用秒表记录摆动30个周期的时间，重复试验三次并取平均值，计算出调距后的摆动周期T_a2，利用公式得到此状态下的转动惯量，其中单个调距螺母的质量为m₃；