一种用于车轮模拟实况冲击试验的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车零部件模拟试验领域，具体涉及一种用于车轮模拟实况冲击试验 的方法。
【背景技术】
[0002] 目前在进行车轮模拟冲击试验时，往往采用台架方法来进行径向冲击、13度冲击 等试验，从而考察车轮在各种冲撞条件下的反应并判断车轮是否符合汽车生产商及使用者 的要求。
[0003] 台架试验是对现实驾驶条件的模拟，其模拟结果可能无法完全反映实际驾驶过程 中遇到各种不理想路面的真实反应。为了提供交通事故条件下的车辆质量，整车厂商往往 使用真车冲撞墙面等试验来考察整车在交通事故下的表现。然而目前还没有针对车轮等零 部件在非事故条件下的考验来进行试验的方法和装置。
【发明内容】
[0004] 为了在非事故条件下对车轮等零部件进行模拟实况冲击试验，本发明提供了一种 用于车轮模拟实况冲击试验的方法。
[0005] 本领域的技术人员知道，在汽车的行驶过程中可能遭遇路面上的凸起物。该凸起 物可能是泥土路面上的隆起部分、村道或乡镇道路上为农业浇灌而铺设的水管及护泥、小 区或学校周边铺设的减速带或者道路上出现的其他隆起物或者障碍物。汽车行驶过程中也 可能遭遇凹陷，凹陷可能是泥土路面、沥青路面和水泥路面上的凹陷部分，路面涂层型减速 带等等。汽车当行驶通过以上的路面结构时，车胎将对车轮造成一定的作用力。该作用力随 后通过轴和悬挂系统分散到车身。作为直接面对冲击的汽车零部件，车轮在这一行驶事件 中可能遭受损伤。作为车轮生产企业，中信戴卡希望在更接近现实状态的条件下进行车轮 性能检测。
[0006] 在本发明的一个方面，提供了一种用于车轮模拟实况冲击试验的方法，其特征在 于，该方法是用如下的系统来进行的:所述的系统包括用于车轮模拟实况冲击试验的车辆、 路面(3)、高频照明设施(4)、标准障碍物块(5)、高速摄像机(6)、牵引电机及钢缆(7);牵引 电机及钢缆(7)的牵引电机固定到路面(3)的第一端并且与钢缆的第一端固定，钢缆的另一 端固定到车轮模拟实况冲击试验的车辆的牵引挂钩适配机构（104);前文所述的用于车轮 模拟实况冲击试验的车辆位于路面(3)的第一端;标准障碍物块(5)固定到路面(3)的第二 端;高速摄像机(6)安装到路面(3)侧面，标准障碍物块(5)上方;高频照明设施(4)安装到标 准障碍物块(5)的上方;所述的用于车轮模拟实况冲击试验的车辆由碰撞车辆总成（1)和测 试的实车车轮及悬架系统(2)构成，所述的碰撞车辆总成（1)包括台车车体(101 )、砝码及固 定装置（102)、后轮及轮轴总成（103)和牵引挂钩适配机构（104);所述的台车车体（101)中 部设置有砝码及固定装置（102)，在台车车体（101)前部安装有测试的实车车轮及悬架系统 (2)，台车车体（101)后部安装后轮及轮轴总成（103)，并且台车车体（101)底部固定有牵引 挂钩适配机构（104);并且所述的方法包括步骤:其包括步骤：（A)将待测车轮轮胎(201)所 对应的真车的装配条件下的轮毂轴承（202)、转向节（203)、阻尼器及弹簧(204)、转向拉杆 (205)和控制臂（206)组装到实车车轮及悬架系统(2)，并且通过悬架固定背板(207)固定到 台车车体（101);(B)按照待测车轮轮胎(201)所对应的真车的车重，在台车车体（101)前部、 中部和后部固定砝码，构成砝码及固定装置（102); (C)对安装好的用于车轮模拟实况冲击 试验的车辆进行前轮定位校正，以保证其在牵引电机及钢缆（7)的驱动下沿着直线运动； (D)将安装好的用于车轮模拟实况冲击试验的车辆移动到路面(3)的第一端，并且固定到牵 引电机及钢缆(7); (E)在路面(3)设置标准障碍物块(5); (F)开启高频照明设施(4)和高速 摄像机(6); (G)通过牵引电机及钢缆(7)牵引用于车轮模拟实况冲击试验的车辆；（H)车轮 通过障碍物块时，高速摄像机录像，然后减速停车；（I)检查车轮变形情况。
[0007] 在本发明优选的方面，所述的台车车体（101)由方管钢材焊接而成，并且其底部铺 设有钢板。
[0008] 在本发明优选的方面，所述的砝码及固定装置（102)包括位于固定到台车车体 (101)前部、中部和后部的砝码，并且固定到台车车体（101)前部、中部和后部的砝码分别为 50~200千克、50~400千克和50~200千克。
[0009] 在本发明进一步优选的方面，所述的砝码及固定装置（102)中单块的砝码为直径 400mm，厚度50mm的圆柱体，中间有直径60mm的通孔;单块的砝码通过固定杆固定到台车车 体(101 )，固定杆为长度500mm，M48的螺纹杆;固定杆底端通过螺纹固定在台车底部车体上。
[0010] 在本发明优选的方面，所述的测试的实车车轮及悬架系统（2)包括测试车轮轮胎 (201)、轮毂轴承(202)、转向节(203)、阻尼器及弹簧(204)、转向拉杆(205)、控制臂(206)和 悬架固定背板（207);测试车轮轮胎（201)、轮毂轴承（202)、转向节（203)、阻尼器及弹簧 (204)、转向拉杆(205)和控制臂(206)按照真车的装配方式进行装配;控制臂(206)和阻尼 器及弹簧（204)分别固定到悬架固定背板（207);悬架固定背板（207)固定到台车车体 (101)〇
[0011]在本发明进一步优选的方面，所述的轮毂轴承(202)、转向节(203)、阻尼器及弹簧 (204)、转向拉杆(205)和控制臂(206)是待测车轮轮胎(201)真车装配配套的部件。
[0012] 在本发明优选的方面，在步骤(F)中，牵引使得用于车轮模拟实况冲击试验的车辆 速度为 40_80km/h。
[0013] 在本发明优选的方面，牵引使得用于车轮模拟实况冲击试验的车辆速度为64kM/ h，所使用的轮胎为205/55R16型号轮胎，轮胎的胎压为200kPa，满载前轴重为900kg，后轴重 820kg〇
[0014] 在本发明优选的方面，所述的标准障碍物块(5)是凸起障碍物，其由凸起障碍物块 (1)、三轴力传感器(2)、传感器底座(3)和槽沟(5)构成，其特征在于:所述的槽沟(5)位于测 试路面(4)上;传感器底座(3)安放在槽沟(5)的底部;三轴力传感器(2)的一端安装在传感 器底座(3)的上表面，另一端安装到凸起障碍物块(1)的下表面;所述的凸起障碍物块(1)沿 槽沟(5)的长度方向的横截面在上部为梯形;并且，所述的凸起障碍物块（1)设置为当安装 完毕后，梯形的底边和路面平齐;并且所述的凸起障碍物选自以下的一种：（A)所述的凸起 障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为430mm，短底 边长度为1 〇〇mm，梯形的高度为80_，所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截 面下部为矩形，矩形的尺寸为430X70mm;(B)所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟（5)的长度方 向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为400mm，短底边长度为80mm，梯形的高度为 50mm，所述的凸起障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面下部为矩形，矩形的尺寸为 400X50mm;(C)所述的凸起障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的 长底边长度为450mm，短底边长度为130mm，梯形的高度为90mm，所述的凸起障碍物块（1)沿 槽沟(5)的长度方向的横截面下部为矩形，矩形的尺寸为450 X 90mm。
[0015] 在本发明优选的方面，所述的标准障碍物块（5)是凹陷障碍物，由凹陷障碍物块 (1)、三轴力传感器(2)、传感器底座(3)和槽沟(5)构成，其特征在于:所述的槽沟(5)位于测 试路面(4)上;传感器底座(3)安放在槽沟(5)的底部;三轴力传感器(2)的一端安装在传感 器底座(3)的上表面，另一端安装到凹陷障碍物块(1)的下表面;所述的凹陷障碍物块(1)沿 槽沟(5)的长度方向的横截面具有梯形的凹陷；并且，所述的凹陷障碍物块（1)设置为当安 装完毕后，凹陷的梯形的底边和路面(4)平齐;并且所述的凹陷障碍物选自以下的一种：（A) 所述的凹陷障碍物块（1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度为 1400mm，短底边长度为100mm，梯形的高度为100mm，凹陷障碍物块(1)的顶部宽度为1600mm; (B) 所述的凹陷障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度 为1200mm，短底边长度为80mm，梯形的高度为80mm，凹陷障碍物块(1)的顶部宽度为1400mm; (C) 所述的凹陷障碍物块(1)沿槽沟(5)的长度方向的横截面的等腰梯形部分的长底边长度 为1500mm，短底边长度为120mm，梯形的高度为120mm，凹陷障碍物块（1)的顶部宽度为 1800mm〇
[0016] 在本发明的各个技术方案中，除非另外地说明，否则凸起障碍物块的安装路面 (1004)和凹陷障碍物块的安装路面(1104)在系统中为路面(3)。
[0017] 本发明的用于车轮模拟实况冲击试验的方法的优点在于，通过使用通配型的碰撞 台车，使得可以使用一套设备来满足多种车轮的测试需求，从而避免针对每一款车轮使用 相应的真车来进行试验。这使得试验成本大为降低，同时还确保了试验状态接近真