ШИННЫЙ ТЕСТЕР Российский патент 2001 года по МПК G01M17/02 

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

Известен шинный тестер (патент РФ N 2085891, МПК⁶ G 01 M 17/02, 1997 г. ), содержащий тягач, шарнирную раму, на которой закреплено испытуемое колесо, механизм компенсации реактивного момента, механизм привода, устройство для погружения 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 1557469 МПК⁵ G 01 M 17/02, 1990 г.), содержащий тягач, соединенную с тягачом шарнирную раму, испытуемый движитель, ось которого смонтирована на 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 с/х машинах.

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, т.к. изменение вертикальной нагрузки происходит по произвольному закону.

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

Поставленная задача решается тем, что у шинного тестера, содержащего нагрузочный механизм, который способен задавать постоянную или циклическую вертикальную нагрузку, на грузовой секции тягача установлено устройство управления амплитудой колебаний, которое содержит: переключаемый распределитель, включенный в нагнетательную и сливную магистрали гидроцилиндров, и генератор случайных величин, соединенный через стабилизатор с катушкой соленоида, управляющий распределителем.

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

Шинный тестер содержит тягач 1, шарнирную раму 2, присоединенную к привалочным плоскостям 3 грузовой секции тягача 1 и верхним рычагам 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, являющаяся продолжением водила 9, опирается на продольную раму 2 тестера через наборные шариковые подшипники 12. Подшипники 12 установлены в измерительных узлах 13 и 14, закрепленных на раме 2 тестера. В измерительных узлах 13 и 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 связано с осью 11 с помощью упорного подшипника 19 и шариков 20, измерительные звенья 16 и 17 - для регистрации продольных сил через рокерные 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.

Гидромотор 24 кинематически связан с 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 и 34. Реактивные штанги 30, 31 являются измерительными звеньями и служат для измерения реактивного момента, равного и противоположно направленного крутящему (тормозному) моменту колеса 7, а штанги 32 и 33 - транспортными тягами и служат для предохранения реактивных штанг 30 и 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 гидроцилиндрами 43 и 44 производится посредством устройства управления амплитудой колебаний вертикальной нагрузки, которое размещено на грузовой секции тягача 1. Оно состоит из переключаемого распределителя 45 (фиг. 4), включенного в нагнетательную и сливную магистрали гидроцилиндров 43 и 44. Распределитель 45 управляется через стабилизатор 46 генератором случайных величин 47 при помощи соленоида 48 через систему тяг.

Предохранительный клапан 49 служит для защиты системы от чрезмерного повышения давления, перепускаемое распределителем 45 масло от гидроцилиндров 43, 44 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 шины 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 переключение 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 задается частотой вращения гидромотора 41.

Амплитуда колебаний вертикальной нагрузки может изменяться посредством поворота гидроцилиндрами 43 и 44 кронштейнов 37 и 38 относительно шарнира 42. Генератор случайных величин 47 задает через стабилизатор 46 напряжения питания, подающееся на катушку соленоида 48, который управляет переключаемым распределителем 45, направляющим потоки масла в надпоршневые или подпоршневые полости гидроцилиндров 43 и 44.

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 с помощью 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 снимаются транспортная тяга 33, число 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 повысить достоверность результатов испытаний путем улучшения имитации внешних возмущающих воздействий, действующих на шину.

Изобретение относится к устройствам для испытания шин транспортных средств в дорожных и полевых условиях. Шинный тестер содержит тягач, шарнирную раму с закрепленным на ней испытуемым колесом, механизм компенсации реактивного момента, механизм привода, устройство нагружения колеса, измерительные звенья и регистрирующую аппаратуру. На грузовой секции тягача установлено устройство управления амплитудой колебаний вертикальной нагрузки, позволяющее задавать ее по произвольному закону. Оно выполнено в виде переключаемого распределителя, подсоединенного к гидроцилиндрам поворота кронштейнов, и генератора случайных величин, соединенного через стабилизатор с катушкой соленоида, управляющего распределителем. В результате повышается точность измерений. 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 амплитудой колебаний вертикальной нагрузки, выполненное в виде переключаемого распределителя, включенного в нагнетательную и сливную магистрали гидроцилиндров, и генератора случайных величин, соединенного через стабилизатор с катушкой соленоида, управляющего распределителем.