способ построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе путем измерения нормальной нагрузки и радиальной деформации шины, отличающийся тем, что измерения осуществляются одновременно, непрерывно, в конкретном сечении по периметру шины и синхронно с частотой вращения колеса, загруженного двойной номинальной нагрузкой.

2. Устройство для построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе, содержащее раму, соединенную с буксирующим автомобилем, ось, являющуюся вместе с наклеенными на нее тензорезисторами измерительньм звеном нормальной нагрузки и установленную в опорных узлах рамы и в ступице, которая обеспечивает крепление колеса с испытуемой шиной, отличающееся тем, что в одной плоскости с измерительным звеном нормальной нагрузки на колесе устанавливается измерительное звено радиальной деформации шины с возможностью вращения обоих звеньев синхронно с колесом.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что измерительное звено радиальной деформации шины выполнено в форме рамки с двумя чувствительными элементами в виде балок равного сопротивления изгибу, с наклеенными на их поверхности тензорезисторами, которые установлены на диске колеса и при помощи регулируемых тяг связаны с поперечной пластинкой, жестко закрепленной на протекторе шины.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ось установлена в ступице с возможностью свободного деформирования в плоскости наклейки тензорезисторов и одновременного вращения синхронно с колесом.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к испытательной технике, в частности к устройствам тензометрического типа для построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе.

Известен способ, позволяющий строить характеристики радиальной упругости шины в квазистатическом режиме нагружения [1], в котором путем ступенчатого приложения к колесу нормальной нагрузки с одновременным измерением ее величины и величины радиальной деформации шины осуществляется построение по точкам их функциональной зависимости.

Развитием данного способа является непрерывное квазистатическое приложение нормальной нагрузки к колесу с одновременным измерением этой нагрузки и радиальной деформации шины и регистрацией их функциональной зависимости на носитель информации [2] . Данный способ построения характеристик упругости шины может быть распространен и на вращающееся колесо при установке его на беговый барабан.

К недостаткам известного способа относят то, что в известном способе характеристика радиальной упругости при вращении колеса получается как осредненная по периметру шины за период нагружения и, следовательно, будет иметь искаженный вид вследствие силовой неоднородности шины по ее периметру, что не позволяет использовать эту характеристику для оценки упругих и поглощающих (демпфирующих) свойств шины.

Известно устройство для измерения сил на колесе транспортного средства, включающее измерительное звено нормальной нагрузки (см. авт. свид. СССР 1515077, кл. G 01 L 1/22, 1989).

К недостаткам известного устройства относят то, что в известном устройстве отсутствует звено для измерения радиальной деформации шины, позволяющее устанавливать его на колесо в одной плоскости с измерительным звеном нормальной нагрузки с возможностью их синхронной работы на вращающемся колесе.

Технический результат группы изобретений заключается в оценке упругих и поглощающих (демпфирующих) свойств шины по характеристикам радиальной упругости, построенным в результате измерения нормальной нагрузки и радиальной деформации шины на вращающемся колесе.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способу достигается тем, что, в отличие от известного способа построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе путем измерения радиальной нагрузки и радиальной деформации шины, особенность заключается в том, что измерения осуществляются одновременно, непрерывно, в конкретном сечении по периметру шины и синхронно с частотой вращения колеса, загруженного двойной номинальной нагрузкой.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что, в отличие от известного устройства для построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе, содержащем раму, соединенную с буксирующим автомобилем, ось, являющуюся вместе с наклеенными на нее тензорезисторами измерительным звеном нормальной нагрузки и установленную в опорных узлах рамы и в ступице, которая обеспечивает крепление колеса с испытуемой шиной, особенность заключается в том, что в одной плоскости с измерительным звеном радиальной нагрузки на колесе устанавливается измерительное звено радиальной деформации шины и обеспечивается возможность вращения обоих звеньев синхронно с колесом. Кроме того, особенность устройства заключается в том, что измерительное звено радиальной деформации шины выполнено в форме рамки с двумя чувствительными элементами в виде балок равного сопротивления изгибу, с наклеенными на их поверхности тензорезисторами, которые установлены на диске колеса и при помощи регулируемых тяг связаны с поперечной пластинкой, жестко закрепленной на протекторе шины, и что ось устройства установлена в ступице с возможностью свободного деформирования в плоскости наклейки тензорезисторов и одновременного вращения синхронно с колесом.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид устройства для построения характеристик радиальной упругости шины на вращающемся колесе; на фиг. 2 - разрез по оси колеса; на фиг.3 - вид на крышку ступицы колеса.

Устройство содержит раму 1, соединенную при помощи шарнирного узла 2 с буксирующим автомобилем 3. На раме смонтированы грузы 4 для нагружения колеса 5 с испытуемой шиной и опорные узлы 6. В свою очередь ось 12 установлена в опорных узлах 6 и в ступице 11 при помощи сферических шарикоподшипников 8 и 9 по посадке с гарантированным зазором, на ее наружной поверхности в центральном сечении наклеены тензорезисторы 13. Крышки 10 фиксируют положение оси 12 относительно ступицы 11 таким образом, чтобы ось могла свободно деформироваться в плоскости наклейки тензорезисторов 13 и одновременно вращаться синхронно с колесом. Колесо 5 с испытуемой шиной установлено и закреплено через переходной диск 19 на фланце ступицы 11.

К переходному диску 19 крепятся чувствительные элементы звена радиальной деформации, выполненные в виде двух балок равного сопротивления 21, с наклеенными на их поверхности тензорезисторами 18 и шарнирно связанные свободными концами при помощи регулируемых тяг 7 с поперечной пластиной 20, которая жестко закреплена на протекторе шины.

Балки равного сопротивления в сборе с регулируемыми тягами и поперечной пластиной образуют рамку - измерительное звено радиальной деформации шины, которая устанавливается в одной плоскости с тензорезисторами 13 измерительного звена нормальной нагрузки.

Тензорезисторные датчики 13 и 18 включены через токосъемник 14 в измерительную цепь, состоящую из тензоусилителя 15, аналого-цифрового преобразователя 16 и ПЭВМ 17.

Устройство работает следующим образом.

При вращении колеса 5, нагруженного нормальной силой, равной двойной номинальной нагрузке, происходит деформация оси 12 звена нагрузки и балок равного сопротивления 21 звена деформации. Это вызывает соответствующую деформацию решеток тензорезисторов 13 и 18, наклеенных соответственно на поверхностях оси 12 и балок 21, и, следовательно, изменение их активных сопротивлений, которые пропорциональны, соответственно, нормальной нагрузке на колесо и радиальной деформации шины. При включении тензорезисторов звена нагрузки и звена деформации в измерительную цепь происходит преобразование изменения сопротивлений тензорезисторов в электрические напряжения, усиление их по величине, преобразование в цифровой код и обработка на ЭВМ с построением характеристик радиальной упругости шины, как функциональной зависимости нагрузки на колесо в измеряемом сечении от радиальной деформации шины в том же сечении.

Источники информации

1. ОН 025-305-67 "Методы определения параметров, влияющих на плавность хода автомобиля".

2. Балабин И.В. и др. Стенд для испытания пневматических шин //Автомобильная промышленность. - 1979. - 11. - С. 18-20.