一种轮胎径向冲击试验装置和试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车轮胎碰撞试验装置及方法，具体涉及一种轮胎径向冲击试验装置 和试验方法。
【背景技术】
[0002] 众所周知，轮胎的作用主要是：支持车辆的全部重量，承受汽车的载荷；传送牵引 和制动的扭力，保证车轮与地面的附着力；减轻和吸收汽车在行驶过程中产生的震动和冲 击力；防止汽车零部件受到剧烈震动和早期损坏，适应汽车的高速性能并降低行驶时的噪 音，保证行驶的安全性、操作稳定性、舒适性和节能稳定性，因此就要求对轮胎耐冲击性能 进行检测。目前检测汽车轮胎冲击性能的试验机一般采用自由落体加载的方式，即将加载 物悬置于所述待测轮胎的上方，瞬间释放所述加载物，以此检测轮胎的耐冲击性能，这种方 式在做完试验后需要人工整理所述加载物，容易造成遗失；另外对于不同的轮胎需要频繁 更换不同的冲击载荷，耗费了人力。为了克服上述检测汽车轮胎冲击性能试验机存在的不 足，CN 202501971 U开了一种轮胎冲击试验机，包括机架、升降机构、加载机构、冲击机构以 及受载机构，所述机架包括顶板和底座；所述升降机构包括升降丝杆、电机以及导杆；所述 加载机构包括砝码、升降平台A以及固定气缸A ;所述冲击机构包括冲击头、升降平台B以 及固定气缸B ;所述受载机构包括夹具和待检测轮胎，所述轮胎冲击试验机自动化程度高、 检测准确且不需要频繁更换载荷。这种轮胎冲击试验机是对轮胎的侧向（轴向）进行冲击 试验，而不能对轮胎的径向进行冲击试验。
[0003] 在碰撞安全性能研发中，轮胎在碰撞安全的前碰撞，尤其是偏置碰撞中充当了一 条较为重要的传力路径，对64km/h偏置碰撞试验工况影响很大，但目前仿真中轮胎参数通 过简单金属材料模拟，碰撞过程中无回弹现象，不能真实的反应实际情况，直接影响仿真分 析精度。为了提高仿真分析精度，支持后续车型的碰撞安全性能开发，就需要通过轮胎径向 (水平）冲击试验，对轮胎在撞击工况下的动态性能进行测试，采集如加速度等相关数据， 为轮胎仿真分析提供数据支持。目前还没有专门的轮胎水平冲击试验的装置及方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种轮胎径向冲击试验装置，其通过采集轮胎在C-NCAP评 价体系中的64km/h偏置碰撞试验数据，分析该工况下轮胎动态性能变化，为轮胎仿真分析 提供数据支持。
[0005] 本发明还提供一种轮胎径向冲击试验方法。
[0006] C-NCAP是中国汽车技术研宄中心在深入研宄和分析国外NCAP (New Car Assessment Program)的基础上，结合我国的汽车标准法规、道路交通实际情况和车型特 征，并进行广泛的国内外技术交流和实际试验确定了 C-NCAP的试验和评分规则。与我国现 有汽车正面和侧面碰撞的强制性国家标准相比，不仅增加了偏置正面碰撞试验，还在两种 正面碰撞试验中在第二排座椅增加假人放置，以及更为细致严格的测试项目，技术要求也 非常全面。C-NCAP对试验假人及传感器的标定、测试设备、试验环境条件、试验车辆状态调 整和试验过程控制的规定都要比国家标准更为严谨和苛刻，与国际水平一致。
[0007] 本发明所述的一种轮胎径向冲击试验装置，包括刚性壁障、设在刚性壁障上的轮 胎固定夹具、数据采集系统和摄像系统，被实验的轮胎水平安装在轮胎固定夹具上，其特征 是：一碰撞小车的前部在对被实验的轮胎，该碰撞小车的底部与牵引机构连接，能够来回移 动；在所述碰撞小车的前部设有触发传感器，该触发传感器与数据采集系统和摄像系统电 连接；在所述碰撞小车的中部设有加速度传感器，该加速度传感器与所述数据采集系统电 连接。
[0008] 进一步，所述摄像系统包括设在被实验的轮胎左方的第一高速摄像机、设在被实 验的轮胎右方的第二高速摄像机，设在被实验的轮胎上方的第三高速摄像机。
[0009] 本发明所述的一种轮胎径向冲击试验方法，包括以下步骤：
[0010] 第一步，安装轮胎并进行状态检查；
[0011] 通过轮胎固定夹具将被实验的轮胎水平固定在刚性壁障上，使被实验的轮胎的碰 撞部位处于碰撞小车的正中位置，对所述轮胎进行检查并记录检查结果及相关参数；
[0012] 第二步，调试试验系统；
[0013] 2. 1)布置及调试摄像系统，对布置于被实验的轮胎左方的第一高速摄像机、布置 于被实验的轮胎右方的第二高速摄像机和布置于被实验的轮胎上方的第三高速摄像机进 行位置以及焦距的调试，直到能够在摄像机中清晰的观察到轮胎的胎面状况为止；
[0014] 2. 2)布置及调试数据采集系统，首先，将触发传感器布置在碰撞小车的碰撞面上， 并位于被实验的轮胎胎面的正前方；然后，将加速度传感器布置在碰撞小车前后左右轮胎 正中位置；
[0015] 2. 3)碰撞小车预运行，通过牵引机构的牵引碰撞小车，使之与被实验的轮胎发生 轻微接触，观察摄像系统的清晰度、触发传感器以及数据采集系统是否正常工作，以及牵引 机构的运行是否正常；
[0016] 第三步，试验及数据记录；
[0017] 通过牵引机构，给距离轮胎IOOm的碰撞小车8km/h初速度水平（径向）冲击固定 的轮胎，在冲击发生前激活数据采集系统、摄像系统，采集并记录碰撞小车加速度、轮胎胎 面的正面以及侧面变形情况等动态数据；
[0018] 第四步，数据处理与分析；
[0019] 4. 1)数据处理：
[0020] 对碰撞小车上采集到的加速度和速度数据进行数据处理；删除试验开始前与结束 后记录的多余数据，将碰撞小车加速度波形数据整理为EXCEL (微软电子表格软件）格式， 并生成曲线图，采用CFC60 (频率等级为60滤波通道）对加速度以及速度数据进行滤波，按 照实验轮胎的型号以及实验日期对加速度、速度和录像统一编号并保存；
[0021] 4. 2)数据分析：
[0022] 根据采集到的加速度以及速度和录像数据，分析试验数据是否真实有效，如差异 较大，进行原因分析，确定试验数据是否满足设计要求，整理试验报告。