Изобретение относится к области испытаний колес транспортных средств, в частности колес с резиновыми пневматиками. Изобретение может быть использовано в автомобиле- и тракторостроении.
Известен способ испытания колес с шинами, когда пневмошину поджимают к поверхности подвижной опоры, после чего к осям объекта испытаний прикладывают вертикальную нагрузку, а на подвижную опору последовательно воздействуют усилиями в соответствии с заданной программой эксперимента [1] Использование данного способа сопряжено со значительными техническими трудностями его осуществления, способ не достаточно оперативен. Все это усложняет его практическую реализацию. Кроме того, при этом способе не учитывается также особенность деформации шин на роликовом стенде.
Наиболее близким техническим решением является способ определения колесной мощности автомобиля на роликовом стенде [2] где согласно принятой методике испытаний относительные механические потери в роликовом стенде представляются постоянным коэффициентом, определяющим долю потерь в стенде от передаваемой мощности. В действительности потери в стенде не могут быть достоверно определены с помощью постоянного коэффициента, т.к. они (потери) существенно зависят от целого ряда факторов: от технического состояния стенда, которое меняется в процессе его эксплуатации, в частности, ввиду износа элементов стенда); от размеров колеса, устанавливаемого на ролики стенда, и геометрических параметров последнего; величины вертикальной нагрузки, действующей на систему роликовый стенд колесо. Следовательно, этот способ не может точно определить величину механических потерь в шине.
Целью изобретения является повышение точности и оперативности определения механических потерь в шине.
Указанная цель достигается тем, что испытания системы роликовый стенд - колесо проводят в два этапа: на первом этапе (тарировка стенда) определяют потери в системе при использовании в качестве колеса его недеформируемого аналога, фиксируют потери в системе в виде зависимости момента МC1 сопротивления системы прокручиванию от вертикальной нагрузки GH на колесо; на втором этапе проводят испытания системы роликовый стенд колесо с использованием того же стенда, на котором вместо недеформируемого аналога устанавливается испытуемое колесо с деформируемой шиной, испытания проводят по той же программе и определяют вторую зависимость MC2 сопротивления системы прокручиванию от вертикальной нагрузки GH и по разности моментов сопротивлений на втором и первом этапах испытаний системы роликовый стенд колесо определяют механические потери в шине в виде момента сопротивления MC3 от вертикальной нагрузки:
MC3 f(GH) MC2-MC1.
Таким образом, учитывается влияние на величину механических потерь в стенде его технического состояния и геометрических параметров системы роликовый стенд колесо.
Прокручивание системы роликовый стенд колесо с недеформируемым аналогом обеспечивает точное определение механических потерь в самом стенде в условиях максимально приближенных к воздействию на стенд со стороны конкретного испытуемого колеса с шиной, что позволяет разделить механические потери в шине и в стенде.
Силовые зависимости в системе роликовый стенд колесо с учетом их геометрических размеров определяются следующими формулами (см. фиг. 1):
МC PC • R;
где PC сила сопротивления качению колеса;
МC момент сопротивления прокручиванию системы роликовый стенд - колесо;
fk коэффициент сопротивления качению;
GH вертикальная нагрузка на колесо (на систему роликовый стенд - колесо).
Из геометрии роликового стенда и испытуемого колеса следует (см. фиг.1):
L = 2(R+r)•sinα;
откуда
где L межосевое расстояние роликов стенда;
R радиус качения испытуемого колеса с шиной (радиус деформируемого аналога колеса);
r радиус ролика стенда.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что система роликовый стенд колесо подвергается специальной тарировочной операции, выполняемой с использованием недеформируемого аналога колеса, позволяющей точно определить механические потери в самом стенде в соответствии с конкретными условиями испытаний. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 показан один из возможных вариантов реализации способа: 1 - испытуемое колесо с шиной, 2 ролики стенда, 3 рычаг для нагружения системы крутящим моментом, 4 сектор рычага, 5 динамометр, 6 нерастяжимая нить, соединяющая сектор рычага с динамометром.
Способ реализуется следующим образом.
Сначала на роликовый стенд устанавливают недеформируемый аналог испытуемого колеса. При этом радиус аналога принимают равным радиусу R качения колеса. Ось колеса (недеформируемого аналога) нагружают вертикальной силой GH, постепенно увеличивая ее значение от минимального до максимально допустимого, и определяют при каждом значении GH величину усилия P1, возникающую при прокручивании системы роликовый стенд колесо. Определяют величину момента сопротивления системы прокручиванию по формуле
МC P1•Rp.
Таким образом, получают зависимость момента сопротивления системы от вертикальной нагрузки при использовании в качестве колеса недеформируемого аналога (первый этап испытаний):
МC1=f(GH).
На фиг.2 эта функция показана под номером 1.
Затем вместо недеформируемого аналога на стенд устанавливают испытуемое колесо с шиной. Испытания проводят по описанной выше программе и получают зависимость момента сопротивления в системе от вертикальной нагрузки при наличии колеса с деформируемой шиной (второй этап испытаний):
МC2 f(GH).
На фиг.2 эта функция показана под номером 2.
На основании первой и второй зависимостей определяют механические потери в шине в виде функции момента МC3 сопротивления от нагрузки GH как разность между второй и первой функциональной зависимостью:
МC3=f(GH) МC2-МC1.
На фиг. 2 эта функция показана под номером 3.
Литература
1. А.с. N 217673, G 01 M 17/02, 1968.
2. Техническая эксплуатация автомобилей. Под ред. проф. Г.В. Крамаренко. М. Транспорт, 1983.
Использование: в области испытания колес транспортных средств, в частности колес с резиновыми пневматиками. Сущность: проводят испытания системы роликовый стенд - колесо в два этапа: на первом этапе определяют потери в системе при использовании в качестве колеса его недеформируемого аналога, на втором этапе определяют потери в системе при прокручивании ее с испытуемым колесом и по разности результатов испытаний на втором и первом этапе определяют потери в шине. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Мc3 f (Gн) Мс2 Мс1.
Pc= fк•Gн• cosα,
где Pс сила сопротивления качению колеса;
fк коэффициент сопротивления качению;
Gн вертикальная нагрузка на колесо;
α - угол между вертикалью и прямой, проходящей через центр колеса, установленного на роликовом стенде, и центр ролика стенда;
где L межосевое расстояние роликов стенда;
r радиус ролика;
R радиус недеформируемого аналога колеса, равный радиусу качения испытуемого колеса.
| Техническая эксплуатация автомобилей / Под ред | |||
| проф | |||
| Крамаренко Г.В | |||
| - М.: Транспорт, 1983. |
