[实用新型]一种研究轮胎与实际路面摩擦特性的试验装置

说明书

本实用新型公开的一种研究轮胎与实际路面摩擦特性的试验装置，属于检测装置技术领域。通过加载套筒、加载套筒底座、转臂和机架等机械结构，较好地模拟了带载轮胎在不同路面上行驶时的实际工况，可用来测试轮胎与路面之间的摩擦系数，研究轮胎与路面之间的磨损情况，可根据需要通过加载螺杆调整加载弹簧的压紧量，进而调节试验载荷；同时通过传动系统调整轮胎行驶速度；还能通过调整测试轮与辅助轮之间的连接关系，对轮胎与路面之间的滑转率或滑移率进行变化，模拟轮胎在路面上的多种行驶状况，通过传感器实时检测出负载、转速和转矩等数据，进而通过公式计算得出测试轮胎与测试路面之间的摩擦系数。

技术领域

本实用新型属于检测装置技术领域，具体涉及一种研究轮胎与实际路面摩擦特性的试验装置。

背景技术

当前各种机动车辆数量不断增加，车辆载荷对路面的作用频率也在加大。车辆载荷的重力作用会使路面变形并形成车辙，在车辆的启动、制动、变速、转向及克服各种阻力前进时会对路面施加水平剪切力，这个剪切力会使路面产生水平推移等剪切破坏，在上述复杂的交变载荷作用下，路面的使用寿命也大幅缩减。具体表现为，一方面随着轮胎表面和路面的磨损变光会使得轮胎与路面的摩擦系数降低，增加了制动距离，同时轮胎在路面行驶时的抗滑性能也会下降；另一方面路面材料本身的各种病变，包括龟裂、变形、脱落等会严重影响驾乘体验和行车安全。由此可见，如何通过试验手段来研究带载车辆轮胎在不同路面材料上行驶时两者之间的相对滑动与轮胎-路面间的作用力规律、路面材料的磨损情况以及轮胎和路面材料磨损所形成颗粒物的存在状态，评估轮胎和路面的使用寿命及其磨损后对环境的影响，已成为公路交通领域所面临的一个重要问题。

中国专利公布第CN 101532934A号，公开了“一种主驱动轮式路面材料加速加载测试方法及装置”，该装置将试验用的路面材料固定在一个旋转的圆筒外表面，试验路面材料在试验中做圆周运动，由于离心力对试验路面材料有破坏作用，试验圆筒不可能做高速转动，只能进行低速试验，因而所得结论与实际差别相对较大。另外，其技术方案采用给试验轮胎制动的方法进行滑差试验，存在如下问题：(1)制动器在工作过程中其摩擦片会产生大量的热量，温度升高导致试验无法持续进行；(2)制动过程消耗大量的能量，使设备功率增加；(3)在刹车时车轮的滑移率较难控制，这会导致数据分析困难。

综上，现有的模拟试验装置的模拟结论普遍与实际情况有较大差别，不能准确地反应实际情况，不能满足摩擦过程研究的需要。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种研究轮胎与实际路面摩擦特性的试验装置，通过模拟带载轮胎在不同路面上行驶时的实际工况，来测试轮胎与路面之间的摩擦系数，研究轮胎、路面的磨损，该装置结构设计合理、成本低廉、能够准确反应实际情况。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种研究轮胎与实际路面摩擦特性的试验装置，包括加载套筒、加载套筒底座、转臂和机架；加载套筒底座和机架固定在地基上，机架上固定有加载螺母和电动机，电动机通过传动系统与中心管轴连接，中心管轴与加载套筒连接，加载套筒可旋转地设置在加载套筒底座上，中心管轴与加载套筒内部穿设有加载螺杆；加载螺杆一端与加载螺母配合螺接，另一端连接有加载弹簧座，加载弹簧座活动套设在加载套筒内部，加载弹簧座连接有加载弹簧，加载弹簧另一端顶在加载套筒内部固定的上隔板上；

加载套筒和转臂固定连接，转臂内部穿设有传动轴，传动轴上设有转速转矩传感器，传动轴一端与测试轮连接，另一端与动力传动箱的输入轴连接，动力传动箱的传动比为负值；动力传动箱的输出轴与辅助轮轴连接，辅助轮轴上固定连接有辅助轮；测试轮和辅助轮的半径相等，均放置在机架底部的地基上布设的测试环道上；转臂上布置有负载传感器，转速转矩传感器和负载传感器通过信号传输线与外部仪器相连；转臂上设有配重块。

优选地，加载螺杆上设有锁紧螺母。

优选地，加载套筒和转臂穿套设置，通过若干驱动销轴连接。