专利名称：立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于车辆的检验技术领域，具体涉及到轮胎与路面之间相互作用的特性的
检验。
背景技术：
随着对环境的日益关注，噪声检测成为国内外路面及轮胎环保性能检测的一项重 要技术手段。在路面设计以及轮胎设计中，需要用试验设备对路面表面行驶性能和轮胎动 态性能进行测试，为产品研发提供依据。 目前，在国内外研制的模拟汽车轮胎在路面上行驶的试验装置多为卧轴式，大致 有两种，一种是轮胎外置滚筒式汽车轮胎动态特性试验台，该试验台将试验轮胎固定在滚 筒壁外，通过转动滚筒来带动轮胎转动，以实现模拟轮胎高速运行。这种装置的主要缺点 是，实际的路面材料无法承受滚筒高速旋转产生的离心力，试验轮胎与地面之间的摩擦特 性通过在滚筒外表面涂抹抗磨材料与轮胎摩擦来实现，不能模拟真实的路面。另一种是轮 胎内置滚筒式汽车轮胎试验台，该试验台将试验轮胎固定在滚筒内壁，通过转动滚筒来带 动轮胎转动，路面材料的离心力由滚筒承受，在实现高速旋转时，可以真实地模拟汽车轮胎 在路面的上行驶特性，其主要缺点是产品生产成本高，所用的动力装置噪音大，影响到试验 结果，污染了环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述卧轴式轮胎外置滚筒式汽车轮胎动态 特性试验台和轮胎内置滚筒式汽车轮胎试验台的缺点，提供一种测试数据真实可靠、自动 化程度高、动力装置噪音小、产品成本低的立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是在隔音室外设置有计算机、空调室外机
组，隔音室内的底部设置外表面铺筑有沥青混凝土路面层或水泥混凝土路面层的滚筒，滚
筒内的底部设置交流变频电动机、减速机、主轴，交流变频电动机通过皮带传动机构与减速
机相联，减速机通过皮带传动机构与主轴相联，主轴的上端设置旋转臂，旋转臂的左端设置
下端装有左汽车试验轮的左轮轴，旋转臂的右端设置下端装有右汽车试验轮的右轮轴，滚
筒内侧壁设置通过管道与空调室外机组相联通的空调室内机组，滚筒顶部设置有滚筒上
盖，滚筒上盖上设置通过导线与计算机相连的转速传感器，左轮轴上设置有通过导线与计
算机相连接的音频传感器，右轮轴上设置有通过导线与计算机相连的摄像头。
本发明的旋转臂为中心转臂设置在主轴上，左调整螺杆的一端设置在中心转臂
上、另一端设置在左伸縮转臂上，左伸縮转臂的左端设置左轮轴、中部设置通过导线与计算
机相连接的左拉力传感器；右调整螺杆的一端设置在中心转臂上、另一端设置在右伸縮转
臂上，右伸縮转臂的右端设置右轮轴、中部设置通过导线与计算机相连接的右拉力传感器。 本发明的音频传感器位于左汽车试验轮与滚筒接触面的距离为30 100mm处。本发明的摄像头位于右汽车试验轮与滚筒接触面的距离为100 300mm处。 本发明的左伸縮转臂、右伸縮转臂的横断面外形为矩形，左伸縮转臂横断面的四
周与中心转臂的内表面为间隙配合，右伸縮转臂横断面的四周与中心转臂的内表面为间隙配合。 本发明采用在旋转臂上一端设置左轮轴、另一端设置右轮轴，左轮轴上设置左汽 车试验轮，右轮轴上设置右汽车试验轮，左汽车试验轮和右汽车试验轮在铺筑有沥青混凝 土或水泥混凝土滚筒外壁模拟路面上行驶，模拟汽车轮胎在路面上的行驶过程，检测行驶 过程中轮胎与路面之间所产生的噪音、轮胎与路面之间的摩擦作用以及轮胎与路面的磨损 状况。本发明具有测试数据真实可靠、自动化程度高、动力装置噪音小、产品成本低等优点， 用于评价不同的轮胎在不同路面上行驶过程中所产生的噪音以及路表面行驶特性、耐久性 能，轮胎变形情况。
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1 在图1中，本实施例的立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置由主轴1、 交流变频电动机2、前主动皮带轮3、前传动皮带4、前从动皮带轮5、减速机6、滚筒7、左汽 车试验轮8、左轮轴9、音频传感器10、旋转臂11、后主动皮带轮12、后传动皮带13、后从动 皮带轮14、滚筒上盖15、转速传感器16、空调室内机组17、摄像头18、隔音室19、右轮轴20、 右汽车试验轮21、空调室外机组22、计算机23联接构成。 在隔音室19外设置有计算机23、空调室外机组22，计算机23用于对接收的信息 进行数据处理。隔音室19内的底部固定安装有滚筒7，滚筒7的外表面铺筑有沥青混凝土 路面层，模拟沥青混凝土路面，也可在滚筒7的外表面铺筑水泥混凝土路面层，模拟水泥混 凝土路面，滚筒7内的底部用螺纹紧固联接件固定联接安装有交流变频电动机2、减速机6， 滚筒7内的底部中心位置用轴承支承有主轴l，交流变频电动机2为本发明提供动力，交流 变频电动机2的输出轴上用键联接件固定联接有前主动皮带轮3，减速机6的输入轴上用键 联接件固定联接有前从动皮带轮5，前主动皮带轮3用前传动皮带4与前从动皮带轮5相 联，减速机6的输出轴上用键联接件固定联接有后主动皮带轮12，主轴1上用键联接件固定 联接有后从动皮带轮14，后主动皮带轮12用后传动皮带13与后从动皮带轮14相联。交流 变频电动机2通过前传动皮带4带动减速机6输入轴旋转，减速机6输出轴通过后传动皮 带13带动主轴1旋转。滚筒7的顶部安装有滚筒上盖15，主轴1的上端用联接件与旋转臂 11的中部固定联接，主轴1与滚筒上盖15之间安装有轴承，主轴1带动旋转臂11旋转，旋 转臂11的左端用联接件与左轮轴9的上端固定联接，左轮轴9的下端安装有左汽车试验轮 8，左轮轴9与左汽车试验轮8之间安装有轴承，左汽车试验轮8的轮胎胎面与滚筒7的外 表面接触。
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旋转臂11的右端用联接件与右轮轴20的上端固定联接，右轮轴20下端安装有右 汽车试验轮21 ，右轮轴20的质量与左轮轴9的质量相同，右汽车试验轮21的质量与左汽车 试验轮8的质量相同，右轮轴20与右汽车试验轮21之间安装有轴承，右汽车试验轮21的 轮胎胎面与滚筒7的外表面接触。主轴11旋转时，带动左轮轴9、右轮轴20绕主轴1旋转， 在轮胎胎面与滚筒7外表面的摩擦力作用下，左汽车试验轮8和右汽车试验轮21在滚筒7 外表面滚动，模拟汽车轮胎在路面上行驶。滚筒7的内壁上用螺纹固定联接件固定安装有 空调室内机组17，空调室内机组17通过管道与空调室外机组22相联通，空调室内机组17 与空调室外机组22构成制冷系统，为滚筒7内的设备提供适宜的温度环境。
滚筒上盖15的下面用螺纹紧固联接件固定联接安装有转速传感器16，转速传感 器16通过导线与计算机23相连，转速传感器16将接收到后从动皮带轮14的转速信号转 换成电信号输出到计算机23，计算机23内装有电信号采集与处理系统，计算机23按照事先 设定的程序计算出后从动皮带轮14的转速，并进行记录和数据处理。左轮轴9上用螺纹紧 固联接件固定联接安装有音频传感器IO，音频传感器10位于左汽车试验轮8与滚筒7接触 面的距离为30 100mm处，50mm为最佳，具体距离应按照音频传感器10的型号确定，音频 传感器10通过导线与计算机23相连接，音频传感器10将所接收到左汽车试验轮8的音频 信号转换成电信号输出到计算机23，计算机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理， 计算出左汽车试验轮8在滚筒7外表面滚动时所产生的噪声。在右轮轴20上，用螺纹紧固 联接件固定联接安装有摄像头18，摄像头18位于右汽车试验轮21与滚筒7接触面的距离 为100 300mm处，200mm为最佳，具体距离应按照摄像头18的型号确定，摄像头18通过导 线与计算机23相连接，摄像头18将所接收到右汽车试验轮21的变形信号转换成电信号输 出到计算机23，计算机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理，计算出右汽车试验轮 21在滚筒7外表面滚动时所产生的变形。 图2给出了图1的A-A剖视图。在图2中，本实施例的旋转臂11由左伸縮转臂 11-l、左调整螺杆11-2、调整螺母11-3、左拉力传感器11-4、中心转臂11-5、右伸縮转臂 11-6、右调整螺杆11-7、右拉力传感器11-8联接构成。中心转臂11-5用螺纹固定联接件 固定联接安装在主轴1的上端，左调整螺杆11-2的一端与中心转臂11-5铰接、另一端用调 整螺母11-3与左伸縮转臂11-1联接，通过旋转调整螺母11-3，调节左伸縮转臂11-1向外 伸出的长度，左伸縮转臂11-1的左端用联接件与左轮轴9相联。左伸縮转臂11-1的横断 面外形为矩形，左伸縮转臂11-1横断面的四周与中心转臂11-5的内表面为间隙配合关系。 左调整螺杆11-2的中部通过螺纹联接安装有左拉力传感器11-4，左拉力传感器11-4通过 导线与计算机23相连接，左拉力传感器11-4将所接收到的左汽车试验轮8的受力信号转 换成电信号输出到计算机23，计算机23按照事先设定的程序进行记录和数据处理，计算出 左汽车试验轮8在滚筒7外表面滚动时所受的力。 右调整螺杆11-7的一端与中心转臂11-5铰接、另一端用调整螺母11-3与右伸縮 转臂11-6联接，右伸縮转臂11-6的质量与左伸縮转臂11-1的质量相同，通过旋转调整螺 母11-3，调节右伸縮转臂11-6向外伸出的长度，右伸縮转臂11-6的右端用联接件与右轮轴 20相联。右伸縮转臂11-6的横断面外形为矩形，右伸縮转臂11-6横断面的四周与中心转 臂11-5的内表面为间隙配合关系。右调整螺杆11-7的中部通过螺纹联接安装有右拉力传 感器11-8，右拉力传感器11-8通过导线与计算机23相连接，右拉力传感器11-8将所接收到的右汽车试验轮21的受力信号转换成电信号输出到计算机23，计算机23按照事先设定 的程序进行记录和数据处理，计算出右汽车试验轮21在滚筒7外表面滚动时所受的力。
本发明的工作过程如下 开始实验时，安装左汽车试验轮8、右汽车试验轮21，调整左侧的调整螺母11-3， 左伸縮转臂11-1移动，左汽车试验轮8与滚筒7搭接，通过左拉力传感器11-4、使左汽车 试验轮8的负荷达到设定值；调整右侧的调整螺母11-3，右伸縮转臂11-6，由汽车试验轮 21与滚筒7搭接，通过右拉力传感器11-8、使右汽车试验轮21的负荷达到设定值。启动交 流变频电动机2，经减速机6减速，通过减速机6带动主轴1转动，主轴1带动旋转臂11旋 转，旋转臂11通过左轮轴9带动左汽车试验轮8绕着滚筒7外壁的环形路面滚动；旋转臂 11通过右轮轴20带动右汽车试验轮21绕着滚筒7外壁的环形路面滚动，模拟汽车轮胎在 路面上行驶所产生的噪音和汽车轮胎与路面摩擦及磨损变形状况。转速传感器16将接收 到后从动皮带轮14的转速信号转换成电信号输出到计算机23，音频传感器10将所接收到 左汽车试验轮8的音频信号转换成电信号输出到计算机23，摄像头18将所接收到右汽车试 验轮21的变形信号转换成电信号输出到计算机23，左拉力传感器11-4将所接收到的左汽 车试验轮8的受力信号转换成电信号输出到计算机23，右拉力传感器ll-8将所接收到的右 汽车试验轮21的受力信号转换成电信号输出到计算机23，计算机23按照事先设定的程序 进行记录和数据处理，计算出左汽车试验轮8和右汽车试验轮21在滚筒7外表面滚动时的 速度、受力，并计算出左汽车试验轮8所产生的噪声、右汽车试验轮21所产生的变形。
试验时，也可以将音频传感器10、摄像头18都安装在左汽车试验轮8的相应位置， 研究左汽车试验轮8的受力、变形、噪声、载荷之间的关系。
权利要求
一种立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征在于在隔音室(19)外设置有计算机(23)、空调室外机组(22)，隔音室(19)内的底部设置外表面铺筑有沥青混凝土路面层或水泥混凝土路面层的滚筒(7)，滚筒(7)内的底部设置交流变频电动机(2)、减速机(6)、主轴(1)，交流变频电动机(2)通过皮带传动机构与减速机(6)相联，减速机(6)通过皮带传动机构与主轴(1)相联，主轴(1)的上端设置旋转臂(11)，旋转臂(11)的左端设置下端装有左汽车试验轮(8)的左轮轴(9)，旋转臂(11)的右端设置下端装有右汽车试验轮(22)的右轮轴(20)，滚筒(7)内侧壁设置通过管道与空调室外机组(22)相联通的空调室内机组(17)，滚筒(7)顶部设置有滚筒上盖(15)，滚筒上盖(15)上设置通过导线与计算机(23)相连的转速传感器(16)，左轮轴(9)上设置有通过导线与计算机(23)相连接的音频传感器(10)，右轮轴(20)上设置有通过导线与计算机(23)相连的摄像头(18)。
2. 按照权利要求1所述的立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征在 于所说的旋转臂(11)为中心转臂(11-5)设置在主轴(1)上，左调整螺杆(11-2)的一端 设置在中心转臂(11-5)上、另一端设置在左伸縮转臂(11-1)上，左伸縮转臂(11-1)的左 端设置左轮轴(9)、中部设置通过导线与计算机(23)相连接的左拉力传感器(11-4);右调 整螺杆(11-7)的一端设置在中心转臂(11-5)上、另一端设置在右伸縮转臂(11-6)上，右 伸縮转臂(11-6)的右端设置右轮轴(20)、中部设置通过导线与计算机(23)相连接的右拉 力传感器(11-8)。
3. 按照权利要求1所述的立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征在 于所说的音频传感器(10)位于左汽车试验轮(8)与滚筒(7)接触面的距离为30 100mm 处；所说的摄像头(18)位于右汽车试验轮(21)与滚筒(7)接触面的距离为100 300mm 处。
4. 按照权利要求2所述的立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，其特征 在于所说的左伸縮转臂(11-1)、右伸縮转臂(11-6)的横断面外形为矩形，左伸縮转臂 (11-1)横断面的四周与中心转臂(11-5)的内表面为间隙配合，右伸縮转臂(11-6)横断面 的四周与中心转臂(11-5)的内表面为间隙配合。
全文摘要
一种立轴式汽车轮胎在路面上行驶特性模拟试验装置，在隔音室外设计算机、空调室外机组，隔音室内的底部设外表面铺筑有沥青混凝土路面层或水泥混凝土路面层的滚筒，滚筒内的底部设交流变频电动机、减速机、主轴，交流变频电动机通过皮带传动机构与减速机相联，减速机通过皮带传动机构与主轴相联，主轴的上端设旋转臂，旋转臂的左端设下端装有左汽车试验轮的左轮轴，旋转臂的右端设下端装有右汽车试验轮的右轮轴，滚筒内侧壁设通过管道与空调室外机组相联通的空调室内机组，滚筒顶部设滚筒上盖，滚筒上盖上设通过导线与计算机相连的转速传感器，左轮轴上设通过导线与计算机相连接的音频传感器，右轮轴上设通过导线与计算机相连的摄像头。
文档编号G01M17/02GK101762397SQ20091025463
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者崔步安, 徐鸥明, 李波, 郁录平, 闫胜利, 韩森, 高巍 申请人:长安大学