Устройство для вибрационных испытаний пневматических шин транспортных средств Советский патент 1992 года по МПК G01M17/02 

4:5 .N

5

Изобретение относится к оборудованию для испытаний пневматических шин и может быть использовано преимущественно на предприятиях автомобильной, авиационной промышленности и заводах, производящих пневматические шины.

Известно устройство для определения вибрационных характеристик пневматических шин, содержащее колесо с укрепленной на ободе шиКой, урановленное на неподвижной оси посредством подшипника С возможностью вращения относительно неподвижной оси, опирающееся на вращающийся барабан, который совершает колебательное движение в радиальном направлении, задаваемое злектромеханическим вибратором, а также пьезоэлектрический вибродатчик, измеряющий колебания оси в радиальном направлении.

Недостатками устройства являются искажение реальной картины взаимодействия катящейся пневматической шины по поверхности дороги, невозможность моделирования высокочастотных вибраций, дополнительные погрешности, вносимые вибрацией барабана и зазоров в подшипниках, дополнительные вибрации, создаваемые прибором. Все это в суМме создает принципиальные различия результатов испытаний и реальной картины качения колеса по поверхности дороги.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для вибрационных испытаний пневматических шин, позволяющее использовать вибрационные характеристики пневматических шин при воздействии радиальных возмущающих колебаний с возможностью задания их частоты и амплитуды, содержащее блок крепления колеса с пневматической шиной, механизм создания нормальной нагрузки, электродинамический вибратор, пьезоэлектрический вибродатчик, закрепленный на оси колеса, регистрирующее устройство.

Недостатком известного устройства является невозможность определения передаточных функций катящегося колеса и 1:)евозможность моделирования возмущающего воздействия шероховатости дорожного покрытия, что снижает достоверность испытаний, приводя к искажению реальной картины качения колёса пр поверхности дороги.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов вибрационных испытаний.

Устройство для вибрационных испытаний пневматических шин транспортных средств, содержащее ось, обод со смонтированной на нем испытуемой пневматической шиной, шарнирно установленный на этой оси, механизм крепления оси, опорную возмущающую поверхность, введенную в

5 контакт с пневматической шиной, импульсный датчик частоты вращения пневматических шин, вибродатчик, установленный на оси, блок обработки информации, первый вход которого подключен к выходу вибро0 датчика, а второй вход - к выходу импульсного датчика частоты вращения пневматического колеса, и блок регистрации, подключенный к выходу блока обработки информации, снабжено профилографом для

5 определения профиля опорной возмущающей поверхности, а блок обработки информации содержит первый и второй усилители, входы которых подключены к третьему входу блока обработки информации, соединенному с выходом профилографа, формирователь, вход которого подключен к второму входу блока обработки информации, блоком сравнения, входы которого подключены к выходам соответственно первого и третьего

5 усилителей, первый аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу блока сравнения, второй аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу третьего усилителя, счетчик

0 импульсов, вход которого подключен к выходу формирователя, и процессором, входы которого подключены к выходам соответственно , первого и второго аналого-цифровых преобразователей и счетчика импульсов, а выход - к

5 выходу блока обработки информации.

В отличие от известного устройства, в котором применяется лазерный профилограф для определения профиля поверхности, в предлагаемом с помощью лазерного

0 профилографа, подключенного к блоку сравнения, устройство получает возможность в сочетании с вибродатчиком, подключенным также к блоку сравнения, учитывать передаточную функцию пневматической

5 шины при возмущающем воздействии поверхности дороги.

Устройство содержит колесо (не доказано) с осью 1 и ободом ) (не показан) со смонтированной на нем испытуемой пневматической шиной 2, установленной на указанной оси 1 с помощью шарниров 3, и механизм 4 крепления оси 1, опорную возмущающую поверхность 5, введенную в контакт с пневматической шиной 2, вибро5 датчик 6, установленный на оси 1, и им-, пульсный датчик 7 частоты вращения пневматического колеса, подклирченные к устройству 8 обработки информации е помощью кабелей 9 и 10 соответственно, блок 11 обработки информации, профилограф 12

с чувствительным элементом 13, при этом устройство 8 обработки информации .выполнено в виде усилителей 14-16, формирователя 17, счетчика 18 импульсов, блока 19 сравнения, аналого-цифровых преобразователей 20 и 21 и процессора 22, к выходу которого подключен блок 11 обработки информации. Вибродатчик 6 и датчик 7 подключены к процессору 22, причем датчик 7 - через формирователь 17 и счетчик 18 импульсов, а вибродатчик 6 - с помощью двух каналов 23 и 24 связи, в каждом из которых установлен один из усилителей 15 и 16 и один из айалого-цифроаых преобразователей 20 и 21 соответственно, при этом в канале 23 связи между усилителем 15 и аналого-цифровым преобразователем 20 включен блок 19 сравнения, к которому через усилитель 14 подключен профилограф 12. Блок 11 обработки информации может, например, включать параллельно подключенные к процессору 22 принтер 25, графопостроитель 26 и дисплей 27.

Испытания пневматической шины могут проводиться, например, непосредственно на автомобиле. В качестве источника питания можно использовать аккумулятбрную батарею (не показана).

Устройствоработает следующим образом.

Колесо с ободом и щиной 2 катится по опорной поверхности 5 с фиксированной скоростью, которая определяется с помощью датчика 7, импульсы с которого по кабелю 9 поступают в формирователь 17 и счетчик 18 импульсов. В качестве профилографа 12, например, может быть использован лазерный, работающий по Нринципу интерферометра Майнельсона, который посылает двухчастотный лазерный луч с постоянной разностью фаз с помощью чувствительного, элемента 13, при этом лазерный луч сканирует по возмущающей поверхности 5 дороги, а отраженный луч через чувствительный элемент 13 передается обратно в профилограф 12, где по изменению фаз в двухчастотном лазерном луче определяется сигнал, характеризующий сумму двух колебательных процессов вибрации оси 1 и колебания высот возмущающей поверхности 5 дороги. Далее сигнал с профилографа 12 поступает на усилитель 14, а затем в блок 19 сравнения, сюда же поступает сигнал с вйбродатчика 6, где происходит выделение сигнала, характеризующего только профиль поверхности 5 дороги. Сигнал с вибродатчика 6 поступает по кабелю 10 и каналами 23 и 24 связи в усилители 15 и 16 соответственно. Все

сигналы преобразуются в цифровые с помощью аналого-цифровых преобразователей 20 и 21, кроме сигнала датчика 6 скорости, так как он имеет импульсный сигнал. Далее все сигналы подаются в процессор 22, где производится деление а мплитуды вибродатчика 6, снятой на оси 1, на сигнал, характеризующий возмущающую поверхность 5 дороги, что позволяет получить искомый сигнал, характеризующий передаточную функцию шины 2, которую регистрируют с помощью блока 11 обработки информации и получ;ают инфор-, мацию на одном Из трех устройств: принтере 25, графопостроителе 26 или дисплее 27. Кроме того, можно также фиксировать характеристику профиля поверхности 5,

В предлагаемом устройстве использование профилографа для определения профиля опорной возмущающей поверхности в совокупности с датчиками, измеряющими параметры линейной скорости и виброхарактеристик колеса, а также с устройством обработки информации, включающем усилители, аналого-цифровые преобразователи, блок сравнения, формирователь и счетчик импульсов, связанные с процессором, позволяет получить следующие преимущества:возможность получения пере.даточной функции пневматической шины как одной из самых важных характеристик испытуемой шины, в то время как в известных при испытаниях вносится ряд существенных искажений и не воссоздается действительная картина взаимодействия пневматической шины с дорожным покрытием, возможность получения данных о микропрофиле поверхности дорожного покрытия, используемых в качестве входного параметра возмущающего воздейстВИЯ, с помощью лазерного профилографа и вибродатчика в процессе движения автомобиля, тогда как в известных устройствах входной сигнал возмущающего воздействия задается и изменяется во времени только по гармоническому закону. Большая степень достоверности получаемых результатов достигается тленно в том случае, когда катящееся колесо находится в реальных эксплуатационных условиях и катится по реальному покрытию дороги с определенной шероховатостью, для контроля которой служит лазерный профилограф. Таким образом, искажение, которое вносится при испытании, связано только с приборной погрешностью, измерительной аппаратуры и не связано с изменением физического характера взаимодействия пневматической Ш1ЛНЫ с вибросоздающей опорной поверхностью дороги..

Формула изобретения Устройство для вибрационных испытаний пневматических шин транспортных средств, содержащее ось, обод со смонтированной на нем испытуемой пневматической шиной, шарнирно установленный на этой оси механизм крепления оси, опорную возмущающую поверхность, введенную в контакт с пневматической шиной, импульсный датчик частоты вращения пневматических шин, вибродатчик, установленный на оси, блок обработки информации, первый вход которого подключен к выходу вибродатчика, а второй - к выходу импульсного датчика частоты вращения пневматического колеса, и блок рег 1страции, подключенный к выходу блока обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов вибрационных испытаний, оно снабжено профилографом для определения профиля опорной возмущающей поверхности, а блок обработки информации содержит первый и второй усилители, входы которых подключены к первому входу блока обработки информации, третий усилитель, вход которого подключен к третьему входу блока обработки информации, соединенному с выходом профилографа, формирователь, вход которого подключен к второму входу блока обработки информации, блоком сравнения, входы которого подключены к выходам соответственно первого и третьего усилителей, первый аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу блока сравнения, второй аналого-цифровой преобразователь, вход

которого подключен к выходу третьего усилителя, счетчик импульсов, вход которого подключен к ВЫХОДУ формирователя, и процессором, входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго

аналого-цифровых преобразователей и счетчика импульсов, а выход - к выходу лока обработки информации.

Изобретение относится к оборудованию для испытания пневматических шин и может быть использовано в автомобильной, авиационной промышленности, а также на предприятиях, производящих пневматические шины. Цель изобретения состоит в повышении достоверности результатов испытаний. Устройство содержит установленное на оси 1 колесо с шиной 2, вибродатчик 6 и датчик 7 скорости для измерения характеристик колеса, связанные с регистрирующим устройством 11, и снабжено лазерным профилографом 12 и устройством 8 обработки информации, выполненным в виде не менее трех усилителей 14-16, формирователя 17 со счетчиком 18 импульсов, блока 19 сравнения, не менее двух аналогово^'^цифро- вых преобразователей 20, 21 и процессора 22. При дви>&йении колеса ho поверхности 5 дороги сигналы с вибродатчика 6, датчика 7 скорости и профилографа 12 преобразуются в элементах устройства 8 обработки информации и фиксируются регистрирующим устройством 11 в виде значений передаточной функции пневмошины, а также микропрофиля дороги. 1 ил.