Стенд для динамических испытаний пневматической шины

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Русадзе Т.П. Стенд для исследования поглощающей способности и жесткости шины в тангенциальном направлении. - "Автомобильная промышленность", 1981, У 4,. с. 25-26.2. Авторское свидетельство СССР У 821997, кл. С 01 М 17/02, 1981.3. Русадзе Т.П. Исследование влияния тангенциальной жесткости и демпфирования шины на нагруженность трансмиссии полноприводного грузового автомобиля. Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук, Тбилиси, 1982, с. 9 (прототип) . (54)(57) 1, СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ, содержащий основание, механизм для установки и вертикального нагружения колеса с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, связанную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качения установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружения, измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, связанный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направ 1ляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей по исследованию жесткостных и диссипативных: характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов нагружения, он снабжен связанным с основанием иеханизмом углового нагружения колеса и приводом его бокового сдвига, при этом основание стенда установлено с возможностью углового поворота во-, круг плавающего центра, находящегося под проекцией средней зоны контакта испытуемой шины с опорной плитой на плоскость основания, а подвижная опорная плита выполнена из двух элементов, соединенных между собой с возможностью углового поворота в вертикальной плоскости, и снабжена устройством для их взаимной фиксации в требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращения которых параллельны плоскости основания стенда.2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для установки плавающего центра основание выполнено с пазами для прохода фиксирующих болтов.3. Стенд по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что устройство для взаимной фиксации элементов опорной плиты выполнено в виде сектора с отверстиями для фиксирующих пальцев.Изобретение относится к стендовому оборудованию, в частности к области исследования пневматических шин транспортных средств.Известен стенд для динамических испытаний пневматических шин, содер- жащиМ основание, механизм для установки и нагружения колеса с испытуемой шиной и подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, свя О занную через динамометр с механизмом тангенциального нагружения шины 1 .Однако данный стенд позволяет исследовать только переходные характеристики шины в режиме затухающих 15 колебаний, тогда как на практике во время движения шина ведущего колеса работает в режиме вынужденных колебаний.Известен также стенд для динами ческих испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм для установки и нагружения колесас испытуемой шиной, подвижную в го; ризонтальном направлении опорную 25 плиту, связанную через кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой для уравновешиван.я сил инерции, измерительные устройства,установленные по обе стороны кри- З 0 вошипно-шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами 2 Д .Этот стенд позволяет определять динамическую жесткость и демпфирова- З ние шины в тангенциальной направлении в режиме вынужденных колебаний, однако конструкция стенда не позволяет учесть влияние других изменяющихся эксплуатационных факторов. 40Наиболее близким к изобретению является стенд для динамических испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм для установки и нагружения колеса с испытуемой 45 шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, связанную через кривошипно-шатунный механизм с подвижной компенсационной плитой для уравновешивания сил инер ции, измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипно- шатунного механизма, между ним, опорной и компенсационной плитами, при чем на компенсационной плите на опо рах качения установлена каретка с дополнительным устройством нагружения, ,а механизм установки и нагружения колеса снабжен элементом фиксации колеса и вибратором, связанным с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором 3.Извесгный стенд дает возможность определять динамическую жесткость и демпфирование шины как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях одновременно при одном эксперименте. Однако в реальных условиях эксплуатации автомобиля колесо испытывает еще целый ряд нагрузок, которые на известном стенде нельзя воспроизвести. Например, есть основания считать, что при движении переднего ведущего колеса на повороте на большой скорости вследствие движения шины с уводом резко меняются жесткостные и диссипативные характеристики шины. Неизученность этого явления приводит к возникновению в ряде случаев опасных автоколебаний шин в системе рулевого управления, приводящихк уходу автомобиля с дороги. Крометого, при повороте автомобиля насклоне деформация шины увеличиваетсяв боковом направлении, что вызываетзначительные изменения жесткостныхи диссипативных характеристик шины. Поэтому полученные в результате испатаний на известном стенде выходные динамические характеристики шины имеют значительные погрешнбсти. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей етенда по исследованию жесткостных и дисси-пативных характеристик шин с имитацией эксплуатационных режимов Нагружения.Поставленная цель достигается тем, что стенд для динамических испытаний пневматической шины, содержащий основание, механизм для установки и вертикального нагружения колеса с испытуемой шиной, подвижную в горизонтальном направлении опорную плиту, связаннуюзчерез кривошипношатунный механизм с подвижной компенсационной плитой, на которой на опорах качения установлена каретка с дополнительным устройством вертикального нагружения, измерительные устройства, установленные по обе стороны кривошипно-шатунного мехауглового нагружения колеса и приводом его бокового сдвига, при этомоснование стенда установлено с возможностью углового поворота вокругплавающего центра, находящегося подпроекцией средней зоны контакта испытуемой шины с. опорной плитой наплоскость основания, а подвижнаяопорная плита выполнена из двух элементов, соединенных между собойс возможностью углового поворотав вертикальной плоскости, и снабженаустройством для их,взаимной Фиксациив требуемом положении, причем нижний из этих элементов снабжен упорными роликами, плоскости вращениякоторых параллельны плоскости основания стенда. 20 25 Кроме того, для установки плавающего центра основание выполнено с па-ЗОзами для прохода фиксирующих болтов.Устройство для взаимной фиксацииэлементов опорной плиты выполненов виде сектора с отверстиями для фиксирующих пальцев. 35Указанное выполнение стенда позволяет проводить исследование диссипативных и жесткостных,характеристикшин в условиях, имитирующих работушины ведущего управляемого колеса 40на повороте, а именно позволяет моделировать: пульсации. крутящего момента, возникающие, например, от колебаний в трансмиссии и шарнирах равных угловых скоростей; смещение направления пульсаций крутящего момента относительно оси и центра колеса,вызываемое уводом и смещением центраотпечатка шины от действия центробежной силы на повороте; имитацию 50перекоса оси вращения колеса в результате поперечного крена автомобиля на повороте,На фиг. 1 изображен предлагаемыйстенд, общий вид; на фиг. 2 - схема 55устройства для нагружения шиныв боковом направлении; на фиг. 3 -схема устройства для исследования 3 11321 низма, между ним, опорной и компенсационной плитами, элемент фиксации колеса и вибратор, связанный с элементом фиксации колеса посредством вертикальных штанг, установленных в направляющих с возможностью аксиального перемещения относительно груза, установленного на упругих элементах над вибратором, снабжен связанным с основанием механизмом 1 О 77 4характеристик шины в наклонном положении; на фиг. 4 - схема устройства для углового нагружения испытуемого колеса.Пневматическая шина 1 со ступицей 2 установлены жестко на элементе 3 Фиксации колеса, связанном с обеих сторон со штангами 4, перемещающимися в направляющих цилиндрах 5. Штанги 4 связаны с горизонтальной плитой 6, на которой жестко закреплены упругие элементы 7, нагружаемые грузом 8, и вибратор 9, приводимый в действие электродвигателем постоянного тока. Кривошипношатунным механизмом 10 осуществляется возвратно-поступательное движение подвижной опорной плиты 11. Между подвижной опорной плитой 11 и полэуном 12 с помощью сферических шарниров установлен тензометрический динамометр 13. На оси крепления колеса установлен тензометрический датчик 14 для измерения крутящего момента.Кривошипно-шатунный механизм с помощью шатуна 15, ползуна 16 и тензометрического динамометра 17 связан с компенсационной подвижной плитой 18, на которой установлена подвижная нагрузочная тележка 19, нагружаемая винтом 20. Перемещение подвижной опорной плиты в горизонтальном направлении записывается реохордным датчиком 21. Для обеспечения равномерного вращения кривошипа предусмотрен маховик 22, Изменение амплитуды колебания производится за счет радиального смещения гайки 23 по винту 24 Реохордным датчиком 25 записывается перемещение оси шины в вертикальном направлении, вертикальное усилие измеряется ладометром 26, расположенным под подвижной опорной плитой 11. При помощи винта 27 (фиг. 2) нагружают шину 1 боковыми усилиями.К поверхности фундамента 28 болтами 29 крепится основание 30, на котором установлены механизмы фиксации и нагружения колеса. Поперечное перемещение подвижной опорной плиты 11, установленной на рельсах 31, исключается упорными роликами 32. Боковоеусилие измеряется с помощью датчика 33. Наклон подвижной опорной плиты 11 на заданный угол осуществляетсяпри помощи сектора 34, который фиксирует ее под определенным углом (Фиг. 3). Для углового нагруженияиспытуемого колеса служит рычаг 35,соединенный с датчиком тензопреабразователя 36 и электромеханизмом 37тйпа АПС-ЧИД (фиг. 4), который обеспечивает поворот основания 30Параиетры силового нагружения шины п 1 и испытаниях измеряют при помощи стандартных преобразователей типа РА.Определение демпфирующей способ 10 ности шины в тангенциальном направлении производят при вынужденных колебаниях шины, задаваемых возвратно- поступательным движением опорной подвижной плиты 11 при помощи кривошипно-шатунного механизма 10, связанного15 с компенсационной подвижной плитой 18, равной по массе опорной подвижной плите 11. Компенсационная подвижная плита 18 уравновешивает силу инерции опорной подвижной пли 20 ты 11. При помощи винта 20 нагрузочная тележка 19 прижимается к компенсационной подвижной плите 18, создавая на ней такую же нагрузку, какая25 приходится на опорную подвижную плиту 11, благодаря чему происходит уравновешивание сил трения опорной и компенсационной подвижных плит. Необходимое усилие нагрузочной тележ. ки измеряется ладометром 26, который З 0 заранее тарируется. Тензометрический динамометр 17 измеряет суммарную силу инерции и трения г =Р, + Г . Тензометрический динамометр 13 измеряют суммаРнУю силУ Рс . Разность показате- З 5 лей тензометрйческих динамометров 13 и 17 даст значение суммы упругой иил уф Р Р+фф зодатчики динамометров 13 и 17 соединяют так, чтобы получить сигнал раз ности, Сигнал деформации записывается на двухкатодном осциллографе, который дает динамометрическую петлю гистерезиса.Для определения динамической жесткости и демпфирования шины в радиальном направлении одновременно запнсывают перемещение оси шины в вертикальном направлении реохордным дат-, чиком 25 и вертикальное усилие ладо- метром 26. Стенд дает возможность также определять жесткость и демпфнрующие свойства упругого элемента 7, записывая аналогично перемещение груза 8 и усилие на ладометре 26, тогда, когда известны динамическая жесткость и демпфирование шины в радиальном направлении; Чтобы учесть прн определении жесткости и демпфирующей способности инны боковую нагрузку, при помощи винта 27 сдвигают основание 30 и тем самым нагружают колесо боковым усилием, Величину бокового усилия измеряют с помощью датчика 33.Для углового нагружения испытуемого колеса прн помощи рычага 35 поворачивают основание 30 вокруг болтов 29, расположенных в пазах осно 1 вания. Параметры силового нагружения шины при испытании измеряют при помощи стандартных преобразователей типа РА. Наклонную поверхность, часто встречающуюся в реальных условиях эксплуатации, можно воспроизвести при помощи верхнего элемента подвижной опорной плиты 11, который посредством сектора 34 осуществляет угловой поворот опорной поверхности колеса в вертикальной плоскости и фиксирует его под определенным углом.Нагружая шину комплексно постоянными усилиями в тангенциальном, радиальном, боковом и окружном направлениях, апотом изменяя амплитуду и частоту колебаний, можно задавать колебания шины в радиальном и тангенциальном направлениях, имеющие место в реальных дорожных условиях.Расширение функциональных возможностей стенда способствует повышению точности измерения выходных характеристик шин, приближая нх к рек альным.1132177 Тираж 822 ПодпвсноЗаказ 9781 ал ШШ фП г,г.Уа 37