【摘要】：隨著人們生活水平的不斷提高,汽車(chē)已成為常用的交通工具。輪胎作為保持車(chē)輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部件,其耐磨性能對(duì)輪胎壽命、汽車(chē)行駛及安全都有較大影響。路面作為車(chē)輛行駛的唯一載體,其耐磨性會(huì)直接影響道路壽命和車(chē)輛行駛安全。因此,對(duì)輪胎與路面耐磨性研究具有重大意義。由于大多數(shù)傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)無(wú)法真實(shí)模擬輪胎-路面相互作用下的磨損狀態(tài),為了使研究過(guò)程更接近實(shí)際情況,本文提出了一種主要用于測(cè)試輪胎-路面相互作用下耐磨性的試驗(yàn)裝置,并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。由于正常情況下輪胎-路面的磨損周期長(zhǎng)且耗能大。本文通過(guò)對(duì)車(chē)輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,提出磨損測(cè)試裝置采用兩輪模式使測(cè)試車(chē)輪產(chǎn)生一定滑移率,在鋪有實(shí)際路面材料的環(huán)道上直立運(yùn)行的方案。該方案可加快輪胎-路面磨損,縮短試驗(yàn)周期。由于沒(méi)有制動(dòng)裝置,有效地降低了能耗。本文分析了磨損測(cè)試裝置的連接方式及運(yùn)行機(jī)制,并從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度討論了該裝置的力學(xué)狀態(tài)和和動(dòng)力傳遞方式。根據(jù)功率分析和運(yùn)行速度要求,選定了配套用的變頻電機(jī)。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)并校核其強(qiáng)度、壽命,特別考慮了高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的影響。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)采用有限元方法進(jìn)行仿真分析,確保結(jié)構(gòu)性能滿(mǎn)足要求。對(duì)該裝置的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),給出了測(cè)試車(chē)輪與路面之間的摩擦力及摩擦系數(shù)的計(jì)算方法。設(shè)計(jì)了用于測(cè)量摩擦力和輪胎負(fù)載力的傳感器,并選配了信號(hào)調(diào)理器。
【圖文】：

圖 1.1 輪胎磨損影響因素胎結(jié)構(gòu)與材料[8-10]常見(jiàn)的輪胎胎體結(jié)構(gòu)有斜交線(xiàn)與子午線(xiàn)，由于結(jié)構(gòu)特性不同，子午線(xiàn)高一些。胎面花紋作為輪胎結(jié)構(gòu)的一部分，可以改善輪胎性能和美化影響輪胎耐磨性。在確保輪胎的貯水和排水能力下，花紋密度高，高耐磨性能。炭黑作為提高輪胎耐磨性的主要補(bǔ)強(qiáng)材料，其含量及耐磨性就越高。此外，胎面膠料硬度也會(huì)影響耐磨性。氣壓力及輪胎負(fù)載大小會(huì)直接影響輪胎磨損程度及乘車(chē)舒適感，因此輪胎氣壓應(yīng)該保持輪胎氣壓偏高，就會(huì)減小胎冠中部與路面接觸面積，使胎冠中部的磨低，胎面與路面間的摩擦力增大，負(fù)載主要由肩部承受，兩肩磨損接地壓力會(huì)伴隨著載荷增加而增大。若負(fù)載過(guò)大，造成輪胎變形量過(guò)量增加，溫度及摩擦力均變大，輪胎兩肩磨耗加劇，易發(fā)生爆胎[12

1）單輪模式從動(dòng)輪的受力狀態(tài)如圖 2.1 所示，不計(jì)空氣阻力的條件下，車(chē)輪受到與運(yùn)動(dòng)方推力、路面摩擦阻力及輪胎滾動(dòng)阻力偶矩。作為從動(dòng)輪時(shí)，由于只需施加很小以使輪子運(yùn)動(dòng)，路面摩擦阻力較小，輪子的滑移程度低，短時(shí)間內(nèi)輪胎與路面損程度均不明顯。雖然這種工況接近車(chē)輛在路面正常行駛狀態(tài)，但是會(huì)造成試長(zhǎng)，影響研究進(jìn)程。另外，，此種狀態(tài)下也不是造成路面損壞的主要因素。圖 2.2 是制動(dòng)輪的受力狀態(tài)，車(chē)輪制動(dòng)過(guò)程可以看作是制動(dòng)力矩和路面摩擦力阻礙滾動(dòng)”和“保持滾動(dòng)”的相互作用過(guò)程[26]，路面上輪胎花紋印跡也由清漸模糊直至呈現(xiàn)拖行滑移黑線(xiàn)。作為制動(dòng)輪時(shí)，滑移率的會(huì)迅速增加，并很快大值，而路面摩擦阻力也會(huì)逐漸增大，但不會(huì)超過(guò)車(chē)輛自身重量在路面上能夠大附著力。雖然這種工況下輪胎與路面間相互作用效果明顯，也會(huì)縮短試驗(yàn)周由于這個(gè)過(guò)程中滑移率不斷變化且數(shù)值較大，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分同時(shí)剎車(chē)系統(tǒng)大量產(chǎn)熱，造成運(yùn)行功率增加，能耗增大。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U467

【參考文獻(xiàn)】

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1 謝軍;陳海軍;韓懷陽(yáng);;輪胎磨損對(duì)汽車(chē)制動(dòng)性能的影響探究[J];電子測(cè)試;2015年07期

2 王定華;李國(guó)振;;中重型汽車(chē)輪胎異常磨損淺析[J];汽車(chē)實(shí)用技術(shù);2014年08期

3 張利雯;楊朝英;張玉泉;;汽車(chē)輪胎磨損分析[J];科技信息;2011年10期

4 秦貞龍;;淺談電動(dòng)機(jī)的選用[J];電氣開(kāi)關(guān);2010年03期

5 馬良清;王琰;孫寧;紀(jì)滔;焦會(huì)云;;我國(guó)汽車(chē)輪胎行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展[J];輪胎工業(yè);2009年12期

6 吳桂忠;李福軍;;汽車(chē)輪胎試驗(yàn)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];輪胎工業(yè);2006年10期

7 江華;;汽車(chē)輪胎的磨損分析[J];農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程;2006年07期

8 彭旭東,郭孔輝,丁玉華,單國(guó)玲,侯汝成;輪胎磨損的影響因素[J];橡膠工業(yè);2003年10期

9 邵元和 ,王玉林 ,郭東線(xiàn) ,宋海燕;汽車(chē)輪胎與道路交通安全[J];世界汽車(chē);2002年11期

10 李建群;輪胎的使用環(huán)境與磨損[J];汽車(chē)維修;2001年04期

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1 薛雪;輪胎試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)與研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

2 文湘;透水性瀝青混合料耐久性研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2012年

3 仇勝斌;輪胎試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2661770