ШИННЫЙ ТЕСТЕР Российский патент 1999 года по МПК G01M17/02 

Изобретение относится к устройствам для испытания шин транспортных средств в дорожно-полевых условиях.

Известен шинный тестер (а.с. СССР N 1557469 МПК⁵ G 01 M 17/02, 1990), содержащий тягач, соединенную с тягачом шарнирную раму, испытуемый движитель, ось которого смонтирована в измерительных узлах, закрепленных на раме, механизм привода, механизм компенсации реактивного момента, измерительные звенья и регистрирующую аппаратуру.

Однако данный тестер позволяет проводить испытания шин в дорожных и полевых условиях только при заданной, постоянной во время опыта вертикальной нагрузке на испытуемое колесо, что не соответствует условиям эксплуатации шин, установленных на сельскохозяйственных машинах.

Известен шинный тестер (патент РФ N 2085891, МПК⁵ G 01 M 17/02, 1997 г. ), содержащий тягач, шарнирную раму, на которой закреплено испытуемое колесо, механизм компенсации реактивного момента, механизм привода, устройство нагружения колеса гидравлического типа, измерительные звенья и регистрирующую аппаратуру.

Недостатком данного тестера является то, что он позволяет проводить испытания шин с постоянной или медленно изменяющейся по известному закону вертикальной нагрузкой, что не соответствует реальным условиям эксплуатации.

Известен шинный тестер (а.с. СССР N 1767381, МПК⁵ G 01 M 17/02, 1992 г. ), выбранный за прототип, содержащий тягач, шарнирную раму с закрепленным на ней испытуемым колесом, механизм компенсации реактивного момента, механизм привода, устройство нагружения колеса, измерительные звенья и регистрирующую аппаратуру.

Тестер позволяет проводить испытания шин с постоянной и с циклически изменяющейся по известному закону вертикальной нагрузкой, что не соответствует реальным условиям эксплуатации шин, т.к. изменение вертикальной нагрузки происходит по произвольному закону.

Задача изобретения - повышение точности измерений путем улучшения имитации внешних воздействий, действующих на колесо.

Поставленная задача решается тем, что у шинного тестера, содержащего нагрузочный механизм, способный задавать циклическую вертикальную нагрузку, на грузовой секции тягача установлено устройство управления частотой колебаний вертикальной нагрузки, которое выполнено в виде регулируемого дросселя, подсоединенного к нагнетательной магистрали гидромотора, и генератора случайных величин, соединенного через стабилизатор с катушкой соленоида, управляющей дросселем.

На фиг. 1 показан шинный тестер, вид сбоку; на фиг. 2 - кинематическая схема тестера; на фиг. 3 - измерительный узел; на фиг. 4 - принципиальная схема устройства управления частотой колебаний вертикальной нагрузки.

Шинный тестер содержит тягач 1, шарнирную раму 2, присоединенную к привалочным плоскостям 3 грузовой секции тягача 1 и верхним рычагом навески 4, что обеспечивает возможность регулировки рамы по высоте при испытании шин различного диаметра. Рама 2 имеет три шарнира: поперечный 5 - для копирования рельефа поля, вертикальный 6 - для установки испытуемого колеса 7 с необходимым углом увода и маневрирования при транспортных переездах и продольный 8 - для установки испытуемого колеса 7 с требуемым углом развала.

Испытуемое колесо 7 (фиг. 2) крепится к водилу 9 планетарного редуктора, корпус 10 которого и ось 11 являются продолжением водила 9, опирается на раму 2 тестера через наборные шариковые подшипники 12. Подшипники 12 установлены в измерительных узлах 13, 14, закрепленных на раме 2 тестера. В измерительных узлах 13, 14 установлены измерительные звенья: 15 - для регистрации боковой силы, 16 и 17 - для регистрации продольных сил, 18 (фиг. 3) - для регистрации нормальной нагрузки, действующей на колесо 7; измерительное звено 15 - для регистрации боковой силы связано с осью 11 с помощью упорного подшипника 19 и шариков 20; измерительные звенья 16 и 17 - для регистрации продольных сил через роккерные толкатели 21 и шарики 20, измерительные звенья 18 - для регистрации нормальной нагрузки через толкатель 22 и шарики 20.

Механизм привода испытуемого колеса 7 выполнен следующим образом. В качестве привода применена гидрообъемная передача, например ГСТ-90. На грузовой секции тягача 1 установлен аксиально-поршневой насос 23 с переменной подачей масла, который кинематически связан с ВОМ тягача 1. Гидромотор 24 кинематически связан и коробкой перемены передач 25, которая с помощью предохранительной муфты 26 соединена с коническим редуктором 27. Цепная передача 28 связывает конический редуктор с входным валом 29 планетарного редуктора, к водилу которого крепится испытуемое колесо 7.

Корпус планетарного редуктора 10 соединен с рамой тягача 1 посредством реактивных штанг 30, 31, 32, 33, 34. Вертикальные штанги 30, 31 являются измерительными звеньями и служат для измерения реактивного момента, равного и противоположно направленного крутящему (тормозному) моменту колеса 7, а штанги 32, 33 - транспортными тягами и служат для предохранения измерительных звеньев 30, 31 при транспортных переездах.

Вертикальная нагрузка на ось испытуемого колеса 7 задается с помощью балласта 35, размещенного на коленчатой оси 36, закрепленной в кронштейнах 37 и 38. Ось 36 кинематически связана с понижающим цилиндрическим редуктором 39, который с помощью предохранительной муфты 40 связан с гидромотором 41. Кронштейны 37 и 38 установлены с возможностью поворота относительно оси шарнира 42 с помощью гидроцилиндров 43 и 44, что дает возможность изменять нагрузку на испытуемое колесо 7. Управление гидромотором 41 производится с помощью устройства управления частотой колебаний вертикальной нагрузки, которое размещено на грузовой секции тягача 1. Оно состоит из регулируемого дросселя 45 (фиг. 4), включенного в нагнетательную магистраль гидромотора 41. Дроссель 45 управляется через стабилизатор 46 генератором случайных величин 47 при помощи соленоида 48 через систему тяг. Отсеченное дросселем 45 масло через предохранительный клапан 49 поступает в гидробак 50 тягача 1.

Для измерения скорости испытуемого колеса 7 и угла бокового увода служит флюгерное колесо 51.

Регистрирующая аппаратура и пульт управления расположены в кабине тягача 1.

Предлагаемый шинный тестер позволяет проводить испытания шин в ведомом, ведущем и тормозном режимах качения, с постоянной или произвольно изменяющейся нормальной нагрузкой на испытуемое колесо, соответствующей настройкой обеспечиваются свободный и нейтральный режимы.

Шинный тестер работает следующим образом. Испытуемое колесо 7 закрепляют на раме 2, которую устанавливают с необходимыми углами увода и развала колеса и фиксируют в этом положении, затем устанавливают в шине необходимое давление воздуха. При испытании шин в ведущем режиме качения рама 2 тестера с испытуемым колесом 7 буксируется тягачом 1, а буксование колеса задается путем кинематического рассогласования скоростей испытуемого колеса 7 и тягача 1 посредством переключения передач в трансмиссии тягача, изменения подачи масла от гидронасоса 23 к гидромотору 24 так, чтобы обеспечивались его прямое вращение и переключения передач в механизме привода тестера с помощью коробки перемены передач 25.

С помощью балласта 35 устанавливают вертикальную нагрузку на ось испытуемого колеса 7. Посредством того, что балласт 35 имеет возможность вращаться с коленчатой осью и имеет ряд фиксированных положений относительно колена, имеется возможность создавать переменную вертикальную нагрузку на испытуемое колесо. Частота колебаний вертикальной нагрузки определяется частотой вращения гидромотора 41, которая регулируется устройством управления. Генератор случайных величин 47 задает через стабилизатор 46 напряжение, подающееся на катушку соленоида 48, который управляет регулирующим дросселем 45, уменьшающим или увеличивающим подачу масла к гидромотору 41.

Амплитуда колебаний вертикальной нагрузки может изменяться посредством поворота кронштейнов 37 и 38 (относительно шарнира 42) и перемещением балласта 35 вдоль оси колена.

Продольные усилия, действующие в пяте контакта, через роккерные толкатели 21 и шарики 20 передаются измерительным звеньям 17, боковые усилия - измерительному звену 15 через упорный подшипник 19 и шарики 20, вертикальная нагрузка на колесо через толкатели 22 и шарики 20 измерительному звену 18 и регистрируются посредством регистрирующей аппаратуры, расположенной в кабине тягача 1.

Одновременно с измерением этих параметров идет измерение и регистрация крутящего момента с помощью измерительного звена 30, для чего снимается транспортная тяга 33, числа оборотов или скорости испытуемого колеса 7 и флюгерного колеса 36, времени проведения опыта и угла бокового увода шины.

При испытании шин в ведомом режиме включается "нейтральное" положение коробки перемены передач 25 механизма привода, а рама 2 тестера с испытуемым колесом 7 буксируется тягачом 1.

Использование предлагаемого шинного тестера позволяет расширить функциональные возможности тестера и повысит достоверность результатов испытаний путем улучшения имитации внешних возмущающих воздействий, действующих на колесо.

Тестер относится к устройствам для испытания шин транспортных средств в дорожных и полевых условиях. Шинный тестер содержит тягач, шарнирную раму, на которой закреплено испытуемое колесо, механизм компенсации реактивного момента, механизм привода и механизм нагружения, способный задавать циклическую вертикальную нагрузку. На грузовой секции тягача установлено устройство управления частотой колебаний вертикальной нагрузки, позволяющее задавать ее по произвольному закону. Оно выполнено в виде регулируемого дросселя, подсоединенного к нагнетательной магистрали гидромотора, и генератора случайных величин, соединенного через стабилизатор с катушкой соляноида, управляющей дросселем. В результате использования тестера повышается точность измерений путем улучшения имитации внешних воздействий, действующих на колесо. 4 ил.

Шинный тестер, содержащий тягач, шарнирную раму с закрепленным на ней испытуемым колесом, механизм компенсации реактивного момента, механизм привода, устройство нагружения колеса, измерительные звенья и регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что на грузовой секции тягача установлено устройство управления частотой колебаний вертикальной нагрузки, выполненное в виде регулируемого дросселя, подсоединенного к нагнетательной магистрали гидромотора и генератора случайных величин, соединенного через стабилизатор с катушкой соляноида, управляющего дросселем.