輪胎均勻性參數(shù)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車設(shè)備檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種輪胎均勻性參數(shù)測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 輪胎均勻性是指輪胎在受徑向負(fù)荷并高速旋轉(zhuǎn)的情況下輪胎圓周力波動(dòng)特征既 不均勻性。根據(jù)力學(xué)原理及機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理，汽車輪胎在高速行駛旋轉(zhuǎn)情況下會(huì)由于內(nèi)部材 料的組織不均勻、尺寸外形的不均勻W及在裝配尺寸上的誤差等導(dǎo)致輪胎產(chǎn)生交變波動(dòng)的 徑向力和側(cè)向力，從而引起汽車上下的振動(dòng)、左右跑偏、噪聲等，影響汽車的操縱性、舒適度 或平穩(wěn)度。嚴(yán)重的會(huì)損壞汽車零部件，甚至?xí)l(fā)交通事故。
[0003] 通過測量輪胎均勻性檢測裝置得到的徑向力和側(cè)向力，通過該兩個(gè)參數(shù)分析徑向 力波動(dòng)、側(cè)向力波動(dòng)、錐度、跑偏、徑向偏差（頂部、中央、底部）、側(cè)向偏差（頂部、底部）等 參數(shù)，科學(xué)地定標(biāo)輪胎的不均勻性，并指導(dǎo)對(duì)輪胎的不均勻性校正，使輪胎的不均勻性達(dá)到 最小值，從而達(dá)到改善、提高輪胎質(zhì)量的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種輪胎均勻性參數(shù)測量裝置，將傳感器 設(shè)置在負(fù)荷輪的上下端點(diǎn)處，測量輪胎給負(fù)荷輪的側(cè)向力和徑向力，通過分析徑向力和側(cè) 向力的錐度效應(yīng)、角度效應(yīng)、徑向力波動(dòng)、側(cè)向力波動(dòng)等參數(shù)來分析輪胎的均勻性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種輪胎均勻性參數(shù)測量裝置，包括負(fù)荷輪、傳感器和傳感 系統(tǒng)信號(hào)處理器，負(fù)荷輪作為輪胎的從動(dòng)輪曲面靠近輪胎，傳感器作為負(fù)荷輪的兩端支撐 點(diǎn)設(shè)在負(fù)荷輪的上下兩端，傳感器采集負(fù)荷輪與測試輪胎之間的徑向力和側(cè)向力并發(fā)送給 傳感系統(tǒng)信號(hào)處理器，傳感器包括圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組，所述條狀電容單元 組設(shè)置在圓環(huán)電容單元組外基板的四角，圓環(huán)電容單元組包括兩對(duì)W上圓環(huán)電容單元對(duì)， 所述圓環(huán)電容單元對(duì)包括兩個(gè)圓環(huán)電容單元，所述條狀電容單元組包括X方向差動(dòng)電容單 元組和Y方向差動(dòng)電容單元組，X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包括兩 個(gè)W上相互形成差動(dòng)的電容單元模塊，所述電容單元模塊是由兩個(gè)W上的條狀電容單元組 成的梳齒狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)圓環(huán)電容單元和條狀電容單元均包括上極板的驅(qū)動(dòng)電極和下極板的 感應(yīng)電極。
[0006] 輪胎均勻性檢測裝置還包括主軸和上、下輪輛，上、下輪輛與主軸的軸線重合，下 輪輛與主軸一體，上輪輛為上下可自由運(yùn)動(dòng)，負(fù)荷輪軸線與主軸的軸線平行，輪胎夾持在 上、下輪輛之間。所述每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng)電極和驅(qū)動(dòng)電極正對(duì)且形狀相同，所述每 個(gè)條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極寬度相同，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長度大于感應(yīng) 電極長度，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長度兩端分別預(yù)留左差位5g和右差位5t，bMg=b。 5t+ 5g，其中為條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長度，為條狀電容單元的感應(yīng)電極 長度。所述條狀電容單元的左差位5^=右差位5右，且S',. >d【)'：^，其中d。為彈性介 質(zhì)厚度，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量，Tm。,為最大應(yīng)力值。所述兩組相互形成差動(dòng)的電容單 元模塊的條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極沿寬度方向設(shè)有初始錯(cuò)位偏移，錯(cuò)位偏移大 小相同、方向相反。所述圓環(huán)電容單元組包括n個(gè)同屯、圓環(huán)電容單元，其中11= 3+^ ， ''-l圓dg圓/ 其中，為平行板的長度，r胃為圓環(huán)電容單元圓環(huán)的寬度，ae胃相鄰兩圓環(huán)電容之間的 電極間距。X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包括m個(gè)條狀電容單元， (V^-1)a平/(a〇+as條），其中，a平為平行板的長度，as條為相鄰兩條狀電容單元之間 的電極間距，a。條狀電容單元的寬度。所述同屯、圓環(huán)電容單元的寬度r目和條狀電容單元的 寬度a。相等；條狀電容單元電極間距aS條和圓環(huán)電容單元電極間距as胃相等，所述條狀電 容單元的寬度aa= ^，其中，d。為彈性介質(zhì)厚度，E為彈性介質(zhì)的楊氏模量，G為彈性介質(zhì) 的抗剪模量。所述圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組的驅(qū)動(dòng)電極通過一個(gè)引出線與傳感系 統(tǒng)信號(hào)處理器連接，所述圓環(huán)電容單元組的每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng)電極單獨(dú)引線與傳感 系統(tǒng)信號(hào)處理器連接，所述X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組的電容單元模 塊感應(yīng)電極分別通過一根引出線與傳感系統(tǒng)信號(hào)處理器連接。所述圓環(huán)電容單元、電容單 元模塊與傳感系統(tǒng)信號(hào)處理器之間分別設(shè)有中間變換器，中間變換器用于設(shè)置電壓對(duì)電容 或頻率對(duì)電容的傳輸系數(shù)。
[0007] 本發(fā)明有如下積極效果；本發(fā)明的輪胎均勻性檢測裝置測量主動(dòng)輪輪胎和從動(dòng)輪 負(fù)荷輪之間的徑向力和側(cè)向力，通過該兩個(gè)參數(shù)分析徑向力波動(dòng)、側(cè)向力波動(dòng)、錐度、跑偏、 徑向偏差（頂部、中央、底部）、側(cè)向偏差（頂部、底部）等參數(shù)，科學(xué)地定標(biāo)輪胎的不均勻 性，并指導(dǎo)對(duì)輪胎的不均勻性校正，使輪胎的不均勻性達(dá)到最小值，從而達(dá)到改善、提高輪 胎質(zhì)量的目的。另外，本發(fā)明的二維力傳感器能夠同時(shí)測量法向力和切向力，靈敏度高，極 板利用效率高，整個(gè)圓環(huán)電容單元組都對(duì)法向力作出貢獻(xiàn)，并且具有較好的動(dòng)態(tài)性能。
【附圖說明】
[000引圖1是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的同屯、圓環(huán)偏移錯(cuò)位面積分析圖。
[0009] 圖2是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的為外同屯、圓環(huán)錯(cuò)位對(duì)外徑圓分析圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的平行板電容的平面設(shè)計(jì)圖。
[0011] 圖4是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的驅(qū)動(dòng)電極的結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖5是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的平板電容板的直角坐標(biāo)系。
[0013] 圖6是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的兩組圓環(huán)電容組結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖7是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的差動(dòng)條狀電容單元的初始錯(cuò)位圖。
[0015] 圖8是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的差動(dòng)條狀電容單元受力后偏移圖。
[0016] 圖9是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的單元電容對(duì)的信號(hào)差動(dòng)示意圖。
[0017] 圖10是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的輪胎均勻性測試裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖11是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的輪胎均勻性測試受力分析圖。
[0019] 其中，1主軸、2下輪輛、3上輪輛、4輪胎、5負(fù)荷輪、6傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所設(shè)及的各構(gòu)件 的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，W幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù) 方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0021] 本發(fā)明的主要思路是；輪胎是一種圓環(huán)形筒狀斷面的提性旋轉(zhuǎn)體，子午胎是由多 層帶有鋼絲簾線的橡膠預(yù)制材料、復(fù)合橡膠預(yù)制材料經(jīng)貼合、成型W及硫化定性而成，該樣 就產(chǎn)生材料的不均勻或者質(zhì)量偏屯、等導(dǎo)致不均勻性。根據(jù)相關(guān)力學(xué)原理，存在一定程度不 均勻的輪胎，在動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)表現(xiàn)出很多運(yùn)動(dòng)特征，如輪胎與地面的各方向上的存在 摩擦、輪胎承受負(fù)載的變化、導(dǎo)致輪胎變型的錐度效應(yīng)、角度效應(yīng)等特性。
[0022] 錐度效應(yīng)是指不因輪胎旋轉(zhuǎn)方向改變而改變符號(hào)的側(cè)向力偏移。角度效應(yīng)是指隨 著輪胎旋轉(zhuǎn)方向改變而改變符號(hào)的側(cè)向力偏移。為了計(jì)算出錐度效應(yīng)和角度效應(yīng)，必須求 出輪胎在正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)情況下的側(cè)向力平均值，即正轉(zhuǎn)側(cè)向力偏移和反轉(zhuǎn)側(cè)向力偏移，該兩項(xiàng) 指標(biāo)是求出錐度效應(yīng)和角度效應(yīng)的中間數(shù)據(jù)結(jié)果，同樣也將作為均勻性的一個(gè)尺度。對(duì)輪 胎的徑向力波動(dòng)、側(cè)向力波動(dòng)的分析還要具體到正轉(zhuǎn)情況和反轉(zhuǎn)情況，同時(shí)，由于徑向力波 動(dòng)、側(cè)向力波動(dòng)的1~10次諧波是構(gòu)成徑向力波動(dòng)側(cè)向力波動(dòng)的主要成分，而且各諧波所 占分量的大?。ǚ担┮矊⒎从齿喬サ奶刭|(zhì)，同樣是均勻性考察的參數(shù)。對(duì)于徑向力波動(dòng) 和側(cè)向力波動(dòng)的各次諧波中，一次諧波分量更具有代表性，它的幅值大小極大的影響了力 波動(dòng)的大