一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统及方法，该测试系统包括轮胎试件、轮胎试件加载及测量机构、路面试件和仿真路面机构，路面试件由多个路面试件块组成，仿真路面机构包括链条和至少两个链轮，链条沿链轮的外周设置，多个路面试件块可拆卸地连续布置在链条上，轮胎试件可拆卸地连接在轮胎试件加载及测量机构内，轮胎试件加载及测量机构安装在仿真路面机构的上方，轮胎试件加载及测量机构包括测量设备和加载装置，轮胎试件通过加载装置与路面试件接触或分离。本发明专利技术可以模拟真实路面和轮胎，并可更换不同的轮胎试件和路面试件，可调节测试参数，以满足不同的测试需求，促进轮胎‑路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统及方法
本专利技术涉及一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统及方法，该仿真测试系统能够模拟轮胎与路面之间的相互作用。
技术介绍
轮胎、路面作为安全环保交通运输体系建设的主要载体材料，轮胎的材质和表面纹理、公路表面材料特性和几何特性、轮胎和路面的作用界面和环境条件等都是影响行驶安全的主要因素，但汽车轮胎材料与结构的设计和制造、公路路面结构与材料的设计和施工分属两个行业，在研究和应用过程中考虑轮胎-路面相互作用下的安全环保特性明显不足。在公路行业，开发了组尺寸加速加载设备或缩尺加速加载设备来研究不同结构和材料的路面的使用状况，研究对象为仅为路面，不考虑轮胎的花纹和材质，并且需要在室内或室外试验场修筑各种结构和材料的组尺寸路面，同时存在占地面积大、路面更换困难、资金投入高的问题。在轮胎或汽车行业，采用轮胎耦合道路模拟试验台来研究不同花纹和材质的轮胎在道路上的行驶状况，研究对象仅为轮胎，不考虑路面的结构与材料。轮胎、路面作为相互作用的两个载体，当前两个行业的相对孤立的研究制约了轮胎-路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究进展。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统及方法，该仿真测试系统可以模拟真实路面和轮胎以及二者之间的相互作用。进一步地，本专利技术允许根据测试要求更换不同的轮胎试件和路面试件，可以调节测试参数，以满足不同的测试需求，从而促进了轮胎-路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其包括轮胎试件、轮胎试件加载及测量机构、路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块组成，所述仿真路面机构包括链条和沿横向方向成排布置的至少两个链轮，所述链条沿着这些链轮的外周设置以通过这些链轮驱动链条，所述多个路面试件块可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面，所述轮胎试件可拆卸地连接在所述轮胎试件加载及测量机构内，所述轮胎试件加载及测量机构通过机架安装在所述仿真路面机构的上方，所述轮胎试件加载及测量机构包括测量设备和用于驱动轮胎试件升降并向轮胎试件施加荷载的加载装置，轮胎试件通过所述加载装置与路面试件接触或分离。优选地，所述轮胎试件加载及测量机构进一步包括轮胎架、轮轴和制动器，所述测量设备为扭矩传感器，轮胎试件通过所述轮轴可旋转地连接在所述轮胎架上，所述制动器通过制动器架沿轴向方向安装在轮胎试件的一侧，所述扭矩传感器安装在轮胎试件与制动器之间。优选地，所述轮胎架通过导轨可上下移动地安装在所述机架内。优选地，所述加载装置为液压装置，所述液压装置位于所述轮胎架上方，所述液压装置的活塞杆与轮胎架连接。优选地，所述仿真路面机构进一步包括底座、链轮机架和驱动装置，所述链轮机架安装在所述底座上，所述链轮安装在所述链轮机架内并通过所述驱动装置驱动。优选地，所述多个路面试件块分别可拆卸地连接在各自的试件固定底板上，所述试件固定底板通过连杆连接在所述链条上。优选地，所述试件固定底板通过驱动连杆和活动连杆连接在所述链条上，所述驱动连杆和所述活动连杆沿链条的转动方向依次铰接在所述试件固定底板的底部。优选地，所述活动连杆由相互铰接的第一连接杆和第二连接杆构成，所述第一连接杆的相对于与所述第二连接杆铰接的一端的另一端与试件固定底板铰接，所述第二连接杆的相对于与所述第一连接杆铰接的一端的另一端与链条固定连接。优选地，所述多个路面试件块通过试件固定底板和连杆连续地布满整个链条。优选地，链轮的外部设有罩壳，所述罩壳的上部开口。优选地，进一步包括显示及控制系统以控制及显示测试条件和测试结果。优选地，进一步包括用于向轮胎试件和路面试件喷水的喷淋系统以模拟雨天路面。本专利技术的另一技术方案为：一种轮胎与路面相互作用的仿真测试方法，该方法利用上述的仿真测试系统进行测试，具体包括以下步骤：1)制备路面试件块，路面试件块通过车辙成型机采用模具制备；2)路面试件块可拆卸地连接在试件固定底板上，试件固定底板通过连杆连接在链条上，路面试件块连续地排布在链条上，链轮旋转带动链条、试件固定底板及路面试件块运动，当运行进入到直线阶段时路面试件块连接形成了平直的路面，轮胎试件与路面试件块接合所形成的平直路面接触，路面的移动带动轮胎试件旋转模仿轮胎在路面行驶时的工况；3)轮胎试件通过轮轴可拆卸地连接在轮胎架上，轮胎试件与轮轴固结，轮胎试件的旋转带动轮轴旋转，制动器及扭矩传感器作用于轮轴上，实现扭矩、制动及相关数据的采集；4)加载装置的载荷施加在轮胎架上，载荷大小由电脑控制，载荷通过轮胎作用于路面上，速度是通过控制链轮的转速实现试件的线速度即车速；5)安装好待测试的轮胎试件及路面试件，设定运行速度及轮胎试件对地面的压力，启动链轮，待其达到设定速度并稳定后降下轮胎试件并加载，当达到设定压力且速度稳定后进行测试，能够测试扭矩、噪音、粉尘，操作轮轴安装的制动器实现轮胎制动，能够进行与制动相关的测试；6)试验结束后显示及控制系统显示试验结果并储存，轮胎试件自动回原位，所有运行停止。优选地，在轮胎试件行进方向上的轮胎试件的前方设置喷淋系统，当需要对湿滑路面进行测试时打开此装置，模仿雨天路况。本专利技术的有益效果为：该仿真测试系统可以模拟真实路面和轮胎以及二者之间的相互作用，并允许根据测试要求更换不同的轮胎试件和路面试件，并可调节测试参数，其中轮胎荷载和行驶速度可以大范围调节，路面温度及路面干湿程度可调，轮胎滚动阻力可测，该系统可以结合其它辅助装置实现在实验室内对不同速度、不同载重、干燥或雨天时产生的噪音、粉尘、制动力等等项目的测试，从而促进了轮胎-路面安全抗滑、降噪、耐磨及舒适性等方面的研究。附图说明图1为本专利技术的实施例所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统的主视图；图2为本专利技术的实施例所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统的侧视图；图3为本专利技术的实施例所述的轮胎试件加载及测量机构的局部截面图；图4为本专利技术的实施例所述的仿真路面机构的局部放大图；图5为本专利技术的实施例的其中一个路面试件块与链条连接的视图。附图标记说明：1.轮胎试件；2.轮胎试件加载及测量机构；3.罩壳；4.路面试件块；5.链条；6.链轮；7.机架；8.轮胎架；9.轮轴；10.制动器；11.扭矩传感器；12.制动器架；13.液压装置；14.底座；15.链轮机架；16.驱动装置；17.试件固定底板；18.驱动连杆；19.活动连杆。具体实施方式下面结合具体实施例及相应附图对本专利技术作进一步说明。应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本专利技术的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本专利技术的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。如图1和图2所示，本专利技术实施例所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其包括轮胎试件1、轮胎试件加载及测量机构2、路面试件和仿真路面机构。所述路面试件由多个路面试件块4组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，包括轮胎试件、轮胎试件加载及测量机构、路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块组成，所述仿真路面机构包括链条和沿横向方向成排布置的至少两个链轮，所述链条沿着这些链轮的外周设置以通过这些链轮驱动链条，所述多个路面试件块可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面，所述轮胎试件可拆卸地连接在所述轮胎试件加载及测量机构内，所述轮胎试件加载及测量机构通过机架安装在所述仿真路面机构的上方，所述轮胎试件加载及测量机构包括测量设备和用于驱动轮胎试件升降并向轮胎试件施加荷载的加载装置，轮胎试件通过所述加载装置与路面试件接触或分离。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，包括轮胎试件、轮胎试件加载及测量机构、路面试件和仿真路面机构，所述路面试件由多个路面试件块组成，所述仿真路面机构包括链条和沿横向方向成排布置的至少两个链轮，所述链条沿着这些链轮的外周设置以通过这些链轮驱动链条，所述多个路面试件块可拆卸地连续布置在所述链条上以模拟真实路面，所述轮胎试件可拆卸地连接在所述轮胎试件加载及测量机构内，所述轮胎试件加载及测量机构通过机架安装在所述仿真路面机构的上方，所述轮胎试件加载及测量机构包括测量设备和用于驱动轮胎试件升降并向轮胎试件施加荷载的加载装置，轮胎试件通过所述加载装置与路面试件接触或分离。2.根据权利要求1所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述轮胎试件加载及测量机构进一步包括轮胎架、轮轴和制动器，所述测量设备为扭矩传感器，轮胎试件通过所述轮轴可旋转地连接在所述轮胎架上，所述制动器通过制动器架沿轴向方向安装在轮胎试件的一侧，所述扭矩传感器安装在轮胎试件与制动器之间。3.根据权利要求2所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述轮胎架通过导轨能够上下移动地安装在所述机架内。4.根据权利要求3所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述加载装置为液压装置，所述液压装置位于所述轮胎架上方，所述液压装置的活塞杆与轮胎架连接。5.根据权利要求1所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述仿真路面机构进一步包括底座、链轮机架和驱动装置，所述链轮机架安装在所述底座上，所述链轮安装在所述链轮机架内并通过所述驱动装置驱动。6.根据权利要求5所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述多个路面试件块分别可拆卸地连接在各自的试件固定底板上，所述试件固定底板通过连杆连接在所述链条上。7.根据权利要求6所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述试件固定底板通过驱动连杆和活动连杆连接在所述链条上，所述驱动连杆和所述活动连杆沿链条的转动方向依次铰接在所述试件固定底板的底部。8.根据权利要求7所述的轮胎与路面相互作用的仿真测试系统，其特征在于，所述活动连杆由相互铰接的第一连接杆和第二连接杆构成，所述第一连接杆的相对于与所述第二连接杆铰接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭朝阳，赵蔚，罗代松，杨建国，王书杰，田苗苗，李亚非，闫瑾，柴智，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11