專利名稱：一種單軸爆胎實現(xiàn)裝置及其實驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種爆胎現(xiàn)象實現(xiàn)裝置及實驗方法，具體為ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置及其實驗方法。
背景技術(shù)：
21世紀將是ー個汽車無處不在的社會。目前中國汽車的數(shù)量已超過I億輛，而汽車離不開輪胎。輪胎是連接車輛與路面的唯一部件，除空氣作用力外，汽車的各種運動包括制動、加速及轉(zhuǎn)向等，都是通過滾動的輪胎作用于地面完成的，因此輪胎對于汽車的行駛安全性具有十分重要的影響。輪胎對汽車行車安全的影響一直受到汽車業(yè)界和社會公眾的關(guān)注，爆胎則是重大交通事故的元兇，特別是發(fā)生在高速公路上的爆胎。隨著國內(nèi)高速公路的日漸增多，汽車行車速度大幅提高，高速行車中發(fā)生爆胎事故的概率也隨之増大。
爆胎是引起高速公路交通事故的重要原因。據(jù)公安部統(tǒng)計，國內(nèi)高速公路上發(fā)生的重大交通事故約70%是由于爆胎引起的，在美國這ー比例更高達80%。汽車爆胎造成的嚴重后果引起了人們對爆胎現(xiàn)象的關(guān)注，促使人們對高速行駛汽車的爆胎現(xiàn)象及其對汽車操縱穩(wěn)定性影響進行深入研究。開發(fā)爆胎現(xiàn)象簡易實現(xiàn)裝置和設(shè)計其實驗方法，獲得輪輞下沉量與胎壓變化關(guān)系是研究和解決爆胎過程汽車操縱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。。
然而，這一方面的研究似乎還沒有引起足夠的重視。根據(jù)我們掌握的資料，盡管爆胎通常造成較為嚴重的后果，但迄今為止針對爆胎過程胎壓變化與輪輞下沉量的研究卻很少。由于缺乏可靠的實驗數(shù)據(jù)來源，研究人員在對爆胎過程進行分析研究時，無法全面定量考察爆胎過程對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。由于爆胎過程時間很短，常見的輪胎爆胎開ロ直徑為25_左右，按一般輪胎充氣壓カ來算，泄完氣僅0. 8秒。在爆胎現(xiàn)象及對操縱穩(wěn)定性影響研究中，獲得爆胎過程胎壓變化與輪輞下沉量關(guān)系非常重要。本發(fā)明可以獲得爆胎過程胎壓變化、輪輞下沉量，為全面定量考察爆胎過程及其對汽車操縱穩(wěn)定性的影響提供基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種單軸爆胎實現(xiàn)裝置及實驗方法，通過本發(fā)明可獲得爆胎輪胎胎壓變化和輪輞下沉量的實驗方法，具體技術(shù)方案如下。一種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，包括車輪、車輪軸、導(dǎo)向支座、質(zhì)量塊、爆胎裝置、固定支架、導(dǎo)氣管、壓カ傳感器和位移傳感器；車輪軸安放在導(dǎo)向支座的豎直導(dǎo)向槽中，兩個車輪分別通過法蘭固定在車輪軸上，車輪軸軸端均安裝有用于定位車輪的定位塊，車輪軸上靠近兩車輪內(nèi)側(cè)的位置各加載有質(zhì)量塊；任一質(zhì)量塊均有ー側(cè)靠近車輪的內(nèi)側(cè)，另ー側(cè)的車輪軸上設(shè)有用于定位質(zhì)量塊的定位塊；爆胎裝置通過固定支架固定在車輪輪輻外側(cè)上，爆胎裝置上的泄氣孔通過導(dǎo)氣管與輪輞上開設(shè)的排氣孔連接；所述壓カ傳感器安裝在輪輞上，用于測量爆胎過程胎壓變化；所述位移傳感器固定在車輪的軸端，用于測出爆胎過程輪輞下沉量。
進ー步的，壓カ傳感器通過螺紋連接安裝在輪輞上。進ー步的，導(dǎo)向支座通過螺栓固定在地板上。進ー步的，法蘭上開設(shè)有數(shù)目與車輪輪輻上螺栓孔數(shù)目一致的孔。法蘭圓周方向上開設(shè)有兩個孔(夾角為120度)，法蘭圓周方向上開設(shè)有兩個用于通過螺栓將法蘭固定在車輪軸上的孔，通過開設(shè)的孔上的螺栓防止車輪軸與法蘭相對滑動，進而通過法蘭把車輪軸與車輪連接起來。進ー步的，固定支架一端通過螺栓與車輪輪輻上開的螺栓孔連接，另一端通過螺栓與爆胎裝置上的螺栓孔連接。 進ー步的，車輪軸兩端的定位塊加工有內(nèi)螺紋，通過螺紋與車輪軸連接；定位質(zhì)量塊的定位塊通過自身開有的孔與車輪軸間隙配合，在定位塊側(cè)面上開設(shè)有2個螺栓孔(夾角為120度)，通過擰緊螺栓將定位塊固定在車輪軸上，防止質(zhì)量塊滑動。進ー步的，爆胎裝置上的泄氣孔與輪輞上開設(shè)的排氣孔都安裝有采用螺紋連接的金屬接頭，導(dǎo)氣管為金屬軟管。進ー步的，爆胎裝置包括圓柱筒、電磁閥、流量控制器、電源及遙控開關(guān)，圓柱筒、電磁閥、流量控制器之間用螺紋連接，在圓柱筒封閉一端的側(cè)面圓周方向鉆有進氣ロ，通過導(dǎo)氣管和金屬接頭把輪輞上的排氣ロ與圓柱筒上的所述進氣ロ連接起來，圓柱筒的開ロ端通過螺紋與電磁閥的進氣端相連，電磁閥的出氣端通過螺紋與流量控制器的進氣端相連，通過遙控開關(guān)控制電磁閥的開閉使輪胎放氣，實現(xiàn)輪胎爆胎。利用所述單軸爆胎實現(xiàn)裝置的實驗方法，具體是通過控制爆胎裝置使輪胎快速放氣，實現(xiàn)輪胎爆胎，可達到與真實爆胎一祥的效果；通過壓カ傳感器測出爆胎輪胎胎壓變化；通過位移傳感器測出軸端下沉量變化。進ー步的，爆胎裝置設(shè)有流量控制器，流量控制器的口徑可控，通過調(diào)節(jié)流量控制器的口徑模擬不同情況下的爆胎，獲得不同爆胎情況下的爆胎輪胎胎壓變化和輪輞下沉量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果采用上述單軸爆胎實現(xiàn)裝置的實驗方法，在質(zhì)量塊的重力作用下，輪胎下沉變形，車輪軸向下運動，傳感器測出爆胎輪胎胎壓變化和車輪輪輞下沉量。本發(fā)明采用上述的技術(shù)方案，可得到爆胎輪胎胎壓變化和車輪輪輞下沉量，成本低，結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)。


圖I為實例中未安裝輪胎時單軸爆胎實現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實例中爆胎裝置與輪胎輪輞的安裝示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明的具體實施做進ー步說明，但本發(fā)明的實施和保護不限于此。如附圖I和2所示，一種單軸爆胎實現(xiàn)裝置中，兩個車輪11分別通過法蘭3與車輪軸5固定在一起，車輪軸5軸端安裝有定位塊7，自重加載用緊靠車輪內(nèi)側(cè)的質(zhì)量塊4，質(zhì)量塊4內(nèi)側(cè)用定位塊7定位，導(dǎo)向支座5通過螺栓固定在地板上，爆胎裝置I (該裝置包括圓柱筒、電磁閥、流量控制器、電源及遙控開關(guān)。圓柱筒、電磁閥、流量控制器之間用螺紋連接。具體是在車輪的輪輞上鉆8個排氣ロ，在圓柱筒封閉一端的側(cè)面圓周方向鉆8個進氣ロ，通過導(dǎo)氣管和金屬接頭把輪輞上的8個排氣ロ與圓柱筒上的8個進氣ロ連接起來，輪胎內(nèi)氣體通過輪輞上的孔經(jīng)導(dǎo)氣管進入圓柱筒。圓柱筒的開ロ端通過螺紋與電磁閥的進氣端相連。電磁閥的出氣端通過螺紋與流量控制器的進氣端相連。安裝，連接完成后，通過遙控開關(guān)控制電磁閥的開閉使輪胎放氣，實 現(xiàn)輪胎爆胎。)法蘭孔與軸采用間隙配合，在法蘭的圓周方向上開設(shè)有4個螺栓孔，夾角為90度，通過擰緊螺栓將法蘭固定在車輪軸上。實驗方法通過固定支架8固定在車輪11輪輻外側(cè)上，并通過導(dǎo)氣管2連接輪輞上開設(shè)的排氣孔與爆胎裝置上的泄氣孔，壓カ傳感器9安裝在輪輞上，位移傳感器10固定在爆胎車輪的軸端。按下爆胎裝置I的開關(guān)，輪胎爆胎，傳感器測出爆胎輪胎胎壓變化和車輪輪輞下沉量。輪輞上開設(shè)的孔與爆胎裝置上的孔上都安裝有采用螺紋連接的金屬接頭，導(dǎo)氣用金屬軟管，密封效果好。爆胎裝置用遙控開關(guān)控制電磁閥的開啟，使輪胎快速放氣，實現(xiàn)輪胎爆胎，可達到與真實爆胎一祥的效果；爆胎裝置流量控制器的口徑可控，可模擬不同情況下的爆胎，獲得不同爆胎情況下的爆胎輪胎胎壓變化和輪輞下沉量。
權(quán)利要求
1.一種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于包括車輪、車輪軸、導(dǎo)向支座、質(zhì)量塊、爆胎裝置、固定支架、導(dǎo)氣管、壓カ傳感器和位移傳感器；車輪軸安放在導(dǎo)向支座的豎直導(dǎo)向槽中，兩個車輪分別通過法蘭固定在車輪軸上，車輪軸軸端均安裝有用于定位車輪的定位塊，車輪軸上靠近兩車輪內(nèi)側(cè)的位置各加載有質(zhì)量塊；任一質(zhì)量塊均有ー側(cè)靠近車輪的內(nèi)側(cè)，另ー側(cè)的車輪軸上設(shè)有用于定位質(zhì)量塊的定位塊；爆胎裝置通過固定支架固定在車輪輪輻外側(cè)上，爆胎裝置上的泄氣孔通過導(dǎo)氣管與輪輞上開設(shè)的排氣孔連接；所述壓カ傳感器安裝在輪輞上，用于測量爆胎過程胎壓變化；所述位移傳感器固定在車輪的軸端，用于測出爆胎過程輪輞下沉量。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于壓カ傳感器通過螺紋連接安裝在輪輞上。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于導(dǎo)向支座通過螺栓固定在地板上。
4.如權(quán)利要求書I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于法蘭徑向上開設(shè)有數(shù) 目與車輪輪轂上的螺栓孔數(shù)目一致的孔，通過開設(shè)的孔把法蘭與車輪連接起來，法蘭圓周方向上開設(shè)有兩個用于通過螺栓將法蘭固定在車輪軸上的孔。
5.如權(quán)利要求書I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于固定支架一端通過螺栓與車輪輪輻上開的螺栓孔連接，另一端通過螺栓與爆胎裝置上的螺栓孔連接。
6.如權(quán)利要求書I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于車輪軸兩端的定位塊加工有內(nèi)螺紋，通過螺紋與車輪軸連接；定位質(zhì)量塊的定位塊通過自身開有的孔與車輪軸間隙配合，在定位塊側(cè)面上開設(shè)有2個螺栓孔，通過擰緊螺栓將定位塊固定在車輪軸上。
7.如權(quán)利要求書I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于爆胎裝置上的泄氣孔與輪輞上開設(shè)的排氣孔都安裝有采用螺紋連接的金屬接頭，導(dǎo)氣管為金屬軟管。
8.如權(quán)利要求書I所述的ー種單軸爆胎實現(xiàn)裝置，其特征在于爆胎裝置包括圓柱筒、電磁閥、流量控制器、電源及遙控開關(guān)，圓柱筒、電磁閥、流量控制器之間用螺紋連接，在圓柱筒封閉一端的側(cè)面圓周方向鉆有進氣ロ，通過導(dǎo)氣管和金屬接頭把輪輞上的排氣ロ與圓柱筒上的所述進氣ロ連接起來，圓柱筒的開ロ端通過螺紋與電磁閥的進氣端相連，電磁閥的出氣端通過螺紋與流量控制器的進氣端相連，通過遙控開關(guān)控制電磁閥的開閉使輪胎放氣，實現(xiàn)輪胎揚胎。
9.利用權(quán)利要求I所述單軸爆胎實現(xiàn)裝置的實驗方法，其特征在于通過控制爆胎裝置使輪胎快速放氣，實現(xiàn)輪胎爆胎，通過壓カ傳感器測出爆胎輪胎胎壓變化；通過位移傳感器測出軸端下沉量變化。
10.如權(quán)利要求9所述的實驗方法，其特征在于爆胎裝置設(shè)有流量控制器，流量控制器的口徑可控，通過調(diào)節(jié)流量控制器的口徑模擬不同情況下的爆胎，獲得不同爆胎情況下的爆胎輪胎胎壓變化和輪輞下沉量。
全文摘要
本發(fā)明公開一種單軸爆胎實現(xiàn)裝置及其實驗方法，所述裝置包括車輪、車輪軸、導(dǎo)向支座、定位塊、質(zhì)量塊、法蘭、爆胎裝置、固定支架、導(dǎo)氣管、壓力傳感器、位移傳感器。兩個車輪分別通過法蘭與車輪軸固定在一起，車輪軸軸端安裝有定位塊，自重加載用緊靠車輪內(nèi)側(cè)的質(zhì)量塊，質(zhì)量塊內(nèi)側(cè)用定位塊定位，導(dǎo)向支座通過螺栓固定在地板上，爆胎裝置通過固定支架固定在車輪輪輻外側(cè)上，通過導(dǎo)氣管連接輪輞上開設(shè)的排氣孔與爆胎裝置上的泄氣孔，壓力傳感器安裝在輪輞上，位移傳感器固定在爆胎車輪的軸端。實驗方法是按下爆胎裝置開關(guān)，輪胎開始泄氣，傳感器測出泄氣輪胎胎壓變化和軸端下沉量。本發(fā)明可以低成本、方便地測出爆胎輪胎胎壓變化和輪輞下沉量。
文檔編號G01M17/02GK102778363SQ20121023341
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者臧孟炎, 蔡永周 申請人:華南理工大學(xué)