Стендові методи випробування шин автотранспорту

Abstract

Українська мова У даній роботі представлено розроблену авторами кінематичну схему, конструкцію вузлів та програмно-математичного апарату універсального програмно-керованого стенду для випробування шин автотранспортних засобів в умовах, найбільш наближених до експлуатаційних. Проведено вимірювання і дослідження вібраційних характеристик коліс і шин, удосконалено методи випробування і надано пропозиції щодо вимог експлуатації автомобілів. В даній роботі пропонується використання механізму з паралельною структурою із чотирма штангами постійної довжини, які приводяться до руху каретками на напрямних, що утворюють пірамідальну каркасну компоновку. Запропонований стенд, який призначений для динамічних випробувань пневматичних шин і забезпечує визначення в лабораторних умовах терміну служби шини, залежність його від швидкості руху динамічного радіуса шини та шляху пройденого шиною до руйнування. Випробувальний стенд дозволяє відтворювати умови експлуатації шини, в тому числі найбільш екстремальні з точки зору вертикального навантаження, кута заносу і швидкості. Для побудови динамічних моделей механічних систем і тіл використовувався метод рівнянь Лагранжа, а для комп’ютерного моделювання процесу гальмування – середовище SIMULINK. Вказано, що кутові коливання корпусу автомобіля з незалежною підвіскою надають помітний вплив на стійкість руху керованих коліс, так як при цьому встановлюється двосторонній гіроскопічний зв'язок між колесами коліс у горизонтальній (навколо шкворней) і вертикальної плоскості. Описано проведені тестові випробування (силові і вібраційні) на багатокоординатному стенді з просторовим розташуванням приводів для відтворення орієнтації колеса в найбільш наближених до дорожніх умовах. Визначено радіальну жорсткість та коефіцієнт похибки шин при радіальних коливаннях для колеса, що обертається, залежно від швидкості прокачування, тиску повітря в шині, радіального навантаження та частот вібрацій, коефіцієнти демпфування шин легкових автомобілів від тиску повітря і зміни жорсткості. Російська мова В данной работе представлена разработанная авторами кинематическая схема, конструкцию узлов и программно-математический аппарат универсального программно-управляемого стенда для испытания шин автотранспортных средств в условиях, наиболее приближенных к эксплуатационным. Проведены измерения и исследования вибрационных характеристик колес и шин, усовершенствованы методы испытания и даны предложения по требованиям эксплуатации автомобилей. В данной работе предлагается использование механизма с параллельной структурой с четырьмя штангами постоянной длины, которые приводятся в движение каретками на направляющих, образующих пирамидальную каркасную компоновку. Предложенный стенд, который предназначен для динамических испытаний пневматических шин и обеспечивает определение в лабораторных условиях срока службы шины, зависимость его от скорости движения динамического радиуса шины и пути, пройденного шиной до разрушения. Испытательный стенд позволяет воспроизводить условия эксплуатации шины, в том числе наиболее экстремальные с точки зрения вертикальной нагрузки, угла заноса и скорости. Для построения динамических моделей механических систем и тел использовался метод уравнений Лагранжа, а для компьютерного моделирования процесса торможения - среда SIMULINK. Указано, что угловые колебания корпуса автомобиля с независимой подвеской оказывают заметное влияние на устойчивость движения управляемых колес, так как при этом устанавливается двусторонняя гироскопическая связь между колесами колес в горизонтальной (вокруг шкворней) и вертикальной плоскости. Описаны проведенные тестовые испытания (силовые и вибрационные) на многокоординатном стенде с пространственным расположением поводков для воспроизведения ориентации колеса в наиболее приближенных к дорожным условиях. Определены радиальная жесткость и коэффициент погрешности шин при радиальных колебаниях для вращающегося колеса в зависимости от скорости прокачки, давления воздуха в шине, радиальной нагрузки и частот вибраций, коэффициенты демпфирования шин легковых автомобилей от давления воздуха и изменения жесткости. Англійська мова This paper presents the kinematic scheme developed by the authors, the design of the nodes and the software-mathematical apparatus of a universal software-controlled test bench for tires of motor vehicles in conditions that are closest to operational. Measurements and studies of the vibration characteristics of wheels and tires were carried out, test methods were improved, and suggestions were given on the requirements for car operation. This paper proposes the use of a mechanism with a parallel structure with four rods of constant length, which are driven by carriages on guides that form a pyramidal frame layout. The proposed stand, which is designed for dynamic testing of pneumatic tires and provides for determining in laboratory conditions the life of the tire, its dependence on the speed of movement of the dynamic radius of the tire and the path traveled by the tire to failure. The test bench allows you to reproduce the operating conditions of the tire, including the most extreme in terms of vertical load, skid angle and speed. To build dynamic models of mechanical systems and bodies, the Lagrange equations method was used, and the SIMULINK environment was used for computer modeling of the braking process. It is indicated that the angular oscillations of the car body with independent suspension have a noticeable effect on the stability of the movement of the steered wheels, since it establishes a two-way gyroscopic connection between the wheels of the wheels in the horizontal (around pins) and vertical plane. The tests carried out (force and vibration) on a multi-axis bench with a spatial arrangement of leads for reproducing the orientation of the wheel in the closest to the road conditions are described. The radial stiffness and tire error ratio for radial vibrations for a rotating wheel are determined depending on the speed of pumping, air pressure in the tire, radial load and vibration frequencies, damping coefficients of passenger car tires from air pressure and changes in stiffness.