【正文】 胎力學(xué)特性的測試分為室內(nèi)試驗(yàn)和室外試驗(yàn)。隨著人們對環(huán)境保護(hù)的需要，輪胎滾動阻力的控制逐漸進(jìn)入人們的研究范圍。而汽車輪胎是汽車重要的部件之一，它的性能對汽車的牽引力、制動性、行駛的平穩(wěn)性、平順性、越野性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接的影響，所以說輪胎的性能直接影響汽車的使用性能。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞 ： 輪胎；轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺；功率；傳感器；滾動阻力 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Automobile is an important means of transport in the human plays a pivotal role in the national of every vehicle ponent properly determines the driving statement .And the tyre is one of the important of the tyre impacts the traction,the braking,the driving stability,the ride fort,the offroad and the fuel economy the performance of the tyre impacts the performance of the whole car. Turn roller tester is based on the actual working conditions,develops the measurement system which can simulate vehicle actually use statement of frition coefficient,investigates the structural characteristic of the drum test rig, sets up vehicle drive resistance’s equivalence chance test way on the road and the turn tyre tester, introduce totality plan of chassis measure power machine. The system adopt measure power machine e into power, brake system use up power, and can accurate measure revolution parameter of e into and output by speed torque sensor, and put through operation obtain the accurate numerical value of roll resistance coefficient. It’s supply theory parameter with develop roll resistance coefficient test installation. Keywords： Tyre。輪胎的性能對汽車的牽引力、制動性、行駛的平穩(wěn)性、平順性、越野性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接的影響，所以說輪胎的性能直接影響汽車的使用性能。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 彈性輪胎轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺 的 設(shè)計(jì) 院系 名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 071 班 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○ 一一 年六月 The Graduation Design for Bachelor39。 輪胎轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺是根據(jù)車輪的實(shí)際工作狀態(tài)，開發(fā)可以模擬汽車實(shí)際使用狀態(tài)的摩擦系數(shù)測定系統(tǒng)，探討了轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了車輛行駛阻力在道路上和轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺上等值轉(zhuǎn)換的試驗(yàn)方法，闡述了轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺的總體設(shè)計(jì)。 Turn Roller Tester。如果沒有出色的汽車輪胎，汽車的發(fā)展必將受到嚴(yán)重阻礙，因此各國汽車生產(chǎn)企業(yè)都十分重視汽車輪胎的開發(fā)、選用和試驗(yàn)，改善輪胎設(shè)計(jì)、增強(qiáng)輪胎性能一直是汽車輪胎發(fā)展中的一個重要目標(biāo)。本文將從多個角度探討和分析汽車輪胎滾動阻力以及測試技術(shù)。室內(nèi)外試驗(yàn)方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。需要注意的是 ,室內(nèi)試 驗(yàn)是單個車輪的試驗(yàn) ,因此車輛懸架和轉(zhuǎn)向系的側(cè)傾轉(zhuǎn)向以及懸架的變形轉(zhuǎn)向?qū)兇獾妮喬椥詡?cè)偏特性的影響可以控制到最小甚至不發(fā)生。 20 世紀(jì) 70 年代起，在美國、日本和歐洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，為了解決能源短缺和環(huán)境質(zhì)量惡化問題，對汽車輪胎滾動阻力進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和研究工作。由于產(chǎn)品技術(shù)含量高、配置先進(jìn)、質(zhì)量可靠，除供應(yīng)國內(nèi)市場 外，還得到了國際認(rèn)可，日本的普利斯通和法國的米其林兩大全球輪胎行業(yè)的巨頭都曾批量購買過該公司的輪胎試驗(yàn)機(jī)。為研制開發(fā)滾動阻力系數(shù)試驗(yàn)裝置提供理論參考。此外，除了由軸承摩擦和輪胎與地面相對滑動造成的摩擦阻力外，胎內(nèi)氣流流動以及轉(zhuǎn)動的輪胎對外部空氣造成的風(fēng)扇效應(yīng)都會引起輪胎的滾動阻力，但均為次要影響因素，因此通常它們包含于車輪阻力中，并不單獨(dú)列出。實(shí)際中充氣輪胎在靜態(tài)壓縮作用下會產(chǎn)生變形并且回彈，并 由于其內(nèi)部的摩擦作用而引起能量損失。輪胎胎面的彈簧和阻尼特性對路面附著力也有影響，選用低阻尼的胎面材料會導(dǎo)致附著摩擦力降低。由于部分滑動引起輪胎磨損，其能量被轉(zhuǎn)換成熱，由此產(chǎn)生了車輛動力傳動系統(tǒng)不得不克服的附加阻力。因此，輪胎在硬路面上的滾動阻力主要由胎體變形所引起的輪胎材料遲滯作用造成。而以上問題在室內(nèi)固定輪胎試驗(yàn)臺測試中可以避免。但由于離心力的作用，很難在外轉(zhuǎn)鼓上設(shè)置不同的道路條。由于弧形支撐面的影響，所有的支撐試驗(yàn)臺基本上都存在測量誤差。 平板試驗(yàn)臺在最大程度上保證了輪胎的滾動表面，為車輪控制和車輪運(yùn)動提供了寬闊的空間，同時也方便了輪胎的安裝。 滾動阻力系數(shù)的測量與計(jì)算 在輪胎試驗(yàn)臺上測量輪胎的滾動阻力系數(shù) 的方法 ， 是用 轉(zhuǎn)鼓輪胎試驗(yàn)臺 ，如 圖 所示 [3]。但是現(xiàn)用設(shè)備的轉(zhuǎn)鼓直徑不盡相同，有 、 、 、 2m、 、3m等。 轉(zhuǎn)鼓表面應(yīng)為光滑的鋼制表面或有紋理的表面，轉(zhuǎn)鼓表面應(yīng)保持清潔。 4． 溫度環(huán)境 (1)標(biāo)準(zhǔn)條件 標(biāo)準(zhǔn)室溫是指在距輪胎側(cè) 1m處的輪胎旋轉(zhuǎn)軸上測得的溫度，應(yīng)為 25176。 6． 試驗(yàn)速度 （ 1）載荷指數(shù)不小于 122的試驗(yàn)速 度 速度級在 K到 M之間的輪胎轉(zhuǎn)鼓速度為 80km/h，速度級在 F到 J之間的輪胎轉(zhuǎn)鼓 速度為 60 km/h。 （ 3） 壓力調(diào)整 溫度調(diào)節(jié)結(jié)束后，將充氣壓力調(diào)整到試驗(yàn)壓 力， 10min后再檢查一遍。這種損失即為彈性物質(zhì)的遲滯損失。后者采用表面噴涂技術(shù)，將滾筒表面的附著系數(shù)提高到 左右，接近于一般水泥路面的附著系數(shù)，則可避免滑拖現(xiàn)象。 輪胎氣壓對滾動阻力系數(shù)影響很大，氣壓低時在硬路面上輪胎變形大，滾動時遲滯損失增加，為了減少該項(xiàng)所引起的檢測誤差，要求在 動力性檢測前必須將輪胎氣壓充至標(biāo)準(zhǔn)氣壓 ??7 。 選擇電動機(jī)應(yīng) 綜合考慮的問題 ① 根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速以及工作環(huán)境等要求，選擇電動機(jī)類型及安裝方式。 ③ 根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。 驅(qū)動電機(jī)的選擇 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式要根據(jù)電源（交流和直流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況）來選擇，沒有特殊要求時均應(yīng)選用交流電動機(jī)，并且由試驗(yàn)臺的試驗(yàn)條件限制電機(jī)需具有進(jìn)行調(diào)速的能力。從轉(zhuǎn)速公黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 式 可知改變電動機(jī)的極對數(shù) p、改變定子供電頻率 f 以及改變轉(zhuǎn)差率 s 都可達(dá)到調(diào)速的 目的。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩 T=120N m，轉(zhuǎn)速 nw=3500r/min。 kw05 46 ??? 總? wd PP （ ） 式中： Pd—工作機(jī)實(shí)際需要的電動機(jī)輸出功率， kw； η 總 —電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率。因此應(yīng)全面分析比較其利弊來選定電動機(jī)轉(zhuǎn)速。 則 T， =960 N m。 傳感器的選擇 根據(jù)試驗(yàn)的條件這里選擇 NJ2 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。這兩組交流電信號的頻率相同且與軸的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以用來測量轉(zhuǎn)速。把這兩組交流電信號用專用屏蔽電纜線送入 NC型扭矩測量儀或具有其功能的扭矩卡送入計(jì)算機(jī)，即可得到轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率的精確值。套筒的作用是當(dāng)彈性軸的轉(zhuǎn)速較低或者不轉(zhuǎn)時，通過傳感器頂部的小電動機(jī)及齒輪或皮帶傳動鏈帶動套筒，使內(nèi)齒輪反向轉(zhuǎn)動，提高了內(nèi)、外齒輪之間的相對轉(zhuǎn)速，保證了轉(zhuǎn)矩測量精度。 NJ*D 型低速轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的解決方法是增加了套筒測速頭及安裝在套筒上的測速齒輪，其測速頭的信號送入NC 系列扭矩測量儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不論套筒是否轉(zhuǎn)動，其輸出的轉(zhuǎn)速信號始終是彈性軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速，即使轉(zhuǎn)速為零也是如此。這里主要對電液比例加載系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析。液控單向閥 4 用以防止立置缸在系統(tǒng)卸荷 及不工作時活塞（桿）及壓頭因自重而自行下落。試驗(yàn)完成后，電磁鐵 2YA 通電使換向閥 5 切換至右位，液壓泵 9經(jīng)閥 4 向大腔 c供油，同時， 3YA 斷電使換向閥 3復(fù)至左位，腔 b與 c 連通為差動回路，因此，活塞（桿）及壓頭快速上升（回程）。因此，根據(jù)載荷 油壓 電壓的模擬關(guān)系：載荷 =油壓 ? 活塞面積 =電壓 ? 模擬系數(shù) ? 活塞面積，間接測力。 技術(shù)特點(diǎn) ① 加載液壓系統(tǒng)采用定量泵供油，復(fù)合缸加載，通過液壓缸的面積變化實(shí)現(xiàn)快慢速自動轉(zhuǎn)換，減小了液壓泵的流量規(guī)格，減小了試驗(yàn)期間的 能耗。確定上述尺寸的原始依據(jù)是液壓缸的負(fù)載、運(yùn)動速度、行程長度和結(jié)構(gòu)形式等。 由于高度差及作用面積相差不大，故加載面積可近似看作 224 DS ??,則 ?PFD ?? （ ） 式中： —系統(tǒng)壓力差 P0，其中 P0 為回油背壓，按一般執(zhí)行元件背壓力推薦取 P0=，故 P0 ； —液壓缸效率，對于橡膠密封圈 =。 導(dǎo)向套長度 LA=（ ） D=48 120 mm ,這里取 LA=50mm 。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。 表 液壓缸活塞行程第一系列 （ mm） 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 20xx 2500 3200 4000 故由 H + = , B=70mm , H=60mm ,則 C=60 (50+70)=0 10．液壓缸活塞（如圖 所示） ： 圖 活塞 （ 1） 活塞與活塞桿的聯(lián)接方式 本試驗(yàn)液壓缸活塞與活塞桿的聯(lián)接選用螺紋聯(lián)接。 計(jì)算速比主要是為了確定活塞桿的直徑和是否需要設(shè)置緩沖裝置。通常是通過節(jié)流作 用，使液壓缸運(yùn)動到端點(diǎn)附近時形成足夠的內(nèi)壓，降低液壓缸的運(yùn)動速度，以減少沖擊。其中較可靠的方法是在液壓缸上設(shè)置排氣塞（排氣閥），排氣塞的位置一般放在液壓缸的端部，雙作用液壓缸則應(yīng)設(shè)置兩個排氣塞。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 油口孔大多數(shù)屬于薄壁孔（指孔的長度與直徑之比 l/d 的孔）。 最后，還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力 DDlP gb ?? ? MPa （ ） 式中： —缸筒材料屈服點(diǎn)， MPa ； PN—缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力， MPa ； Pr—缸筒耐壓試驗(yàn)壓力， MPa ； E—缸筒材料彈性模量， MPa ； —缸筒材料泊松比，鋼材 = ； D—缸筒外徑， m 。 則 由 上述代入得： = 73504 2 ??? 5600?=120MPa 所以 ，強(qiáng)度滿足條件。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 當(dāng)液壓缸支撐長度 LB (10 15)d 時，需驗(yàn)算活塞桿彎曲穩(wěn)定性 Fk=2261 10BLKIE ?? （ ） 式中： Fk—活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮 力， N ； E1—實(shí)際彈性模數(shù)， E1= MPa ； I—活塞桿橫截面慣性矩，對于圓形截面 I=644d? ； K—液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù)，查表取為 K=1 ； LB—伸長時總長度， m ； 若 Fmax sKnF? ,式中 ns 為屈服極限安全系數(shù)， ns 6，則滿足要求。 液壓缸的材料和技術(shù)要求 （ 1） 缸蓋的材料 液壓缸的缸蓋可選用