【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车轮风洞试验领域，特别是一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统。
技术介绍
1、整车气动阻力直接关系到汽车的燃油消耗率，是汽车节能减排的重要突破口。研究数据表明，随着汽车车速的提高，气动阻力在总行驶阻力中的占比逐步提升，当车速达到60km/h时，气动阻力可占到总的行驶力的二分之一，因此通过空气动力学的研究来降低汽车空气阻力，可有效改善汽车的动力经济性，提升续航里程。过去的几十年，普通轿车的气动阻力已经大幅下降到0.3左右，汽车的气动造型已经愈发趋于相近，受制于车身的功能约束，想通过车身的改变来降低气动阻力的空间已然不大。近些年来，人们开始将汽车空气动力学的研究方向逐渐转向车轮减阻。在汽车外流场空气动力学中，车轮作为车身唯一做旋转运动的主要部件，会对其周围的流场产生非常显著的影响。车轮主要是通过两个方面来影响整车流场的：一方面，由于后轮旋转导致其附近空气流动的复杂化，会对汽车尾部的涡流产生较大的干涉，而车轮尾涡会导致压差阻力的加大，从而使整车气动阻力变大；另一方面，旋转的前后轮都会对车底流场产生较大影响，这也直接造成整车气动升力的变化，影响汽车的动力性和操纵稳定性。数据表明，对于一辆典型乘用车，其车轮和轮腔约占到总的气动阻力的25％-30％。特别是在赛车或特种车上存在的开放式车轮。因此，将开放式车轮独立出来进行较为系统的空气动力学研究，无论是对于开放式车轮的车辆周围流场结构研究，还是作为整车车轮区域流场的先导研究，均具有重要的意义。此外，研究车轮的气动阻力特性，对于改善整车的燃油经济性、动力性和操纵稳定性均具有重大意义
2、目前国内汽车企业和高校对整车的气动减阻所做的大量工作仍主要集中在车身表面，但是对车轮及其在旋转工况下的研究并没有较多涉及，同时进行风洞试验的更是少之又少，因此在车轮旋转工况下对其进行气动优化和风洞试验研究以提高整车气动性能势在必行。
3、在风洞试验中优化车辆的气动效率，必须正确模拟车辆在道路上行驶的边界条件。地面模拟是每个风洞都要解决的一个重要问题，尤其对于车辆底盘区域的优化。目前，在风洞地板上设置一个或多个移动带的移动路面系统是模拟车辆在道路上行驶过程中复杂边界条件的标准工具。但是，为了更精确的模拟汽车的空气动力学参数，需要为汽车的四个车轮分别提供驱动。因此，在进行汽车移动路面模拟时，需要有可驱动四车轮转动进而达到准确模拟效果的系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，能够驱动汽车四个车轮转动，达到准确模拟效果。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
3、一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，包括并排设置的两个支撑基座，及固定在两个支撑基座上端的平面位移调整子系统，及固定在平面位移调整子系统上的四个车轮驱动单元，四个车轮驱动单元均贯穿转盘，且分别对汽车的四个车轮进行驱动，及安装在四个车轮驱动单元和平面位移调整子系统上的监测子系统，用于检测四个车轮驱动单元的相对位置。
4、所述平面位移调整子系统包括分别固定在两个支撑基座上的轮向位移模组，及每个轮向位移模组上连接在两个轴向位移模组。
5、每个所述轮向位移模组均包括平行固定在支撑基座上的两个轮向导轨，及固定在支撑基座上且与两个轮向导轨平行的轮向丝杠，及通过轮向滑块滑动在两个轮向导轨上的两个导轨支撑板，及分别固定在两个导轨支撑板下端的两个轮向螺母座，及分别固定在两个导轨支撑板上的两个轮向电机，每个轮向电机传动对应轮向螺母座内的螺纹套，该螺纹套螺纹连接在对应的轮向丝杠上。
6、每个所述轮向位移模组均还包括固定在支撑基座上且与轮向导轨平行的轮向光栅，及分别固定在两个导轨支撑板的下端面的两个轮向读数器连接块，及分别固定在两个轮向读数器连接块上的两个轮向读数器，两个轮向读数器与轮向光栅对应。
7、每个所述轴向位移模组均包括平行固定在导轨支撑板上端的两个轴向导轨，及通过轴向滑块滑动在两个轴向导轨上的垫座，及固定在导轨支撑板两端的两个轴向丝杠座，及转动在两个轴向丝杠座上的轴向丝杠，及通过轴向电机支座与导轨支撑板固定连接的轴向电机，轴向电机传动轴向丝杠，及固定在导轨支撑板下端的轴向螺母座，轴向螺母座与轴向丝杠螺纹连接。
8、每个所述轴向位移模组均还包括固定在导轨支撑板上且与轴向导轨平行的轴向光栅，及固定在垫座下端面的轴向读数器连接块，及固定在轴向读数器连接块上且与轴向光栅对应的轴向读数器。
9、每个所述车轮驱动单元均包括移动带、驱动轴系、主驱动电机、驱动侧支撑轴承座、从动侧支撑轴承座、液压缸、从动辊可调轴承座、连接基体、驱动辊、从动辊和模拟颠簸棱，驱动侧支撑轴承座和从动侧支撑轴承座并排固定在平面位移部的上端，连接基体的两端分别与驱动侧支撑轴承座和从动侧支撑轴承座固定连接，驱动辊转动在驱动侧支撑轴承座和从动侧支撑轴承座之间，两个从动辊可调轴承座分别转动在驱动侧支撑轴承座和从动侧支撑轴承座上，从动辊转动在两个从动辊可调轴承座之间，驱动侧支撑轴承座和从动侧支撑轴承座上均转动有液压缸，两个液压缸分别与两个从动辊可调轴承座转动连接，主驱动电机固定在驱动侧支撑轴承座上，且通过驱动轴系传动驱动辊转动，移动带套设在驱动辊和从动辊上，移动带的外表面安装有多个可拆卸的模拟颠簸棱。
10、所述车轮驱动单元还包括拖拽力传感器和纠偏位移传感器，所述拖拽力传感器固定在驱动侧支撑轴承座和从动侧支撑轴承座与垫座之间，两个纠偏位移传感器均安装在拖拽力传感器上，用于对移动带的轴向位置进行检测。
11、所述监测子系统包括轮向位移传感器、轴向检测块、轴向位移传感器和轮向检测块，同一轮向上的两个导轨支撑板上分别安装有轮向位移传感器和轮向检测块，同一轴向上的两个垫座上分别安装有轴向检测块和轴向位移传感器。
12、还包括控制子系统用于整体控制，及对移动带速度进行监控的速度传感器。
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1.一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：包括并排设置的两个支撑基座(5)，及固定在两个支撑基座(5)上端的平面位移调整子系统(4)，及固定在平面位移调整子系统(4)上的四个车轮驱动单元(3)，四个车轮驱动单元(3)均贯穿转盘(2)，且分别对汽车(1)的四个车轮进行驱动，及安装在四个车轮驱动单元(3)和平面位移调整子系统(4)上的监测子系统(6)，用于检测四个车轮驱动单元(3)的相对位置。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：所述平面位移调整子系统(4)包括分别固定在两个支撑基座(5)上的轮向位移模组，及每个轮向位移模组上连接在两个轴向位移模组。
3.根据权利要求2所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轮向位移模组均包括平行固定在支撑基座(5)上的两个轮向导轨(7)，及固定在支撑基座(5)上且与两个轮向导轨(7)平行的轮向丝杠(8)，及通过轮向滑块(30)滑动在两个轮向导轨(7)上的两个导轨支撑板(18)，及分别固定在两个导轨支撑板(18)下端的两个轮向螺母座(49)，及分别固定在
4.根据权利要求3所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轮向位移模组均还包括固定在支撑基座(5)上且与轮向导轨(7)平行的轮向光栅(9)，及分别固定在两个导轨支撑板(18)的下端面的两个轮向读数器连接块(48)，及分别固定在两个轮向读数器连接块(48)上的两个轮向读数器(47)，两个轮向读数器(47)与轮向光栅(9)对应。
5.根据权利要求3所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轴向位移模组均包括平行固定在导轨支撑板(18)上端的两个轴向导轨(17)，及通过轴向滑块(29)滑动在两个轴向导轨(17)上的垫座(28)，及固定在导轨支撑板(18)两端的两个轴向丝杠座(22)，及转动在两个轴向丝杠座(22)上的轴向丝杠(23)，及通过轴向电机支座(21)与导轨支撑板(18)固定连接的轴向电机(20)，轴向电机(20)传动轴向丝杠(23)，及
6.根据权利要求5所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轴向位移模组均还包括固定在导轨支撑板(18)上且与轴向导轨(17)平行的轴向光栅(19)，及固定在垫座(28)下端面的轴向读数器连接块(45)，及固定在轴向读数器连接块(45)上且与轴向光栅(19)对应的轴向读数器(46)。
7.根据权利要求6所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述车轮驱动单元(3)均包括移动带(10)、驱动轴系(11)、主驱动电机(12)、驱动侧支撑轴承座(13)、从动侧支撑轴承座(14)、液压缸(15)、从动辊可调轴承座(16)、连接基体(31)、驱动辊(39)、从动辊(51)和模拟颠簸棱(52)，驱动侧支撑轴承座(13)和从动侧支撑轴承座(14)并排固定在平面位移部(4)的上端，连接基体(31)的两端分别与驱动侧支撑轴承座(13)和从动侧支撑轴承座(14)固定连接，驱动辊(39)转动在驱动侧支撑轴承座(13)和从动侧支撑轴承座(14)之间，两个从动辊可调轴承座(16)分别转动在驱动侧支撑轴承座(13)和从动侧支撑轴承座(14)上，从动辊(51)转动在两个从动辊可调轴承座(16)之间，驱动侧支撑轴承座(13)和从动侧支撑轴承座(14)上均转动有液压缸(15)，两个液压缸(15)分别与两个从动辊可调轴承座(16)转动连接，主驱动电机(12)固定在驱动侧支撑轴承座(13)上，且通过驱动轴系(11)传动驱动辊(39)转动，移动带(10)套设在驱动辊(39)和从动辊(51)上，移动带(10)的外表面安装有多个可拆卸的模拟颠簸棱(52)。
8.根据权利要求7所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：所述车轮驱动单元(3)还包括拖拽力传感器(27)和纠偏位移传感器(26)，所述拖拽力传感器(27)固定在驱动侧支撑轴承座(13)和从动侧支撑轴承座(14)与垫座(28)之间，两个纠偏位移传感器(26)均安装在拖拽力传感器(27)上，用于对移动带(10)的轴向位置进行检测。
9.根据权利要求8所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：所述监测子系统(6)包括轮向位移传感器(32)、轴向检测块(33)、轴向位移传感器(34)和轮向检测块(35)，同一轮向上的两个导轨支撑板(18)上分别安装有轮向位移传感器(32)...
【技术特征摘要】
1.一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：包括并排设置的两个支撑基座(5)，及固定在两个支撑基座(5)上端的平面位移调整子系统(4)，及固定在平面位移调整子系统(4)上的四个车轮驱动单元(3)，四个车轮驱动单元(3)均贯穿转盘(2)，且分别对汽车(1)的四个车轮进行驱动，及安装在四个车轮驱动单元(3)和平面位移调整子系统(4)上的监测子系统(6)，用于检测四个车轮驱动单元(3)的相对位置。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：所述平面位移调整子系统(4)包括分别固定在两个支撑基座(5)上的轮向位移模组，及每个轮向位移模组上连接在两个轴向位移模组。
3.根据权利要求2所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轮向位移模组均包括平行固定在支撑基座(5)上的两个轮向导轨(7)，及固定在支撑基座(5)上且与两个轮向导轨(7)平行的轮向丝杠(8)，及通过轮向滑块(30)滑动在两个轮向导轨(7)上的两个导轨支撑板(18)，及分别固定在两个导轨支撑板(18)下端的两个轮向螺母座(49)，及分别固定在两个导轨支撑板(18)上的两个轮向电机(50)，每个轮向电机(50)传动对应轮向螺母座(49)内的螺纹套，该螺纹套螺纹连接在对应的轮向丝杠(8)上。
4.根据权利要求3所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轮向位移模组均还包括固定在支撑基座(5)上且与轮向导轨(7)平行的轮向光栅(9)，及分别固定在两个导轨支撑板(18)的下端面的两个轮向读数器连接块(48)，及分别固定在两个轮向读数器连接块(48)上的两个轮向读数器(47)，两个轮向读数器(47)与轮向光栅(9)对应。
5.根据权利要求3所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轴向位移模组均包括平行固定在导轨支撑板(18)上端的两个轴向导轨(17)，及通过轴向滑块(29)滑动在两个轴向导轨(17)上的垫座(28)，及固定在导轨支撑板(18)两端的两个轴向丝杠座(22)，及转动在两个轴向丝杠座(22)上的轴向丝杠(23)，及通过轴向电机支座(21)与导轨支撑板(18)固定连接的轴向电机(20)，轴向电机(20)传动轴向丝杠(23)，及
6.根据权利要求5所述的一种汽车车轮风洞试验中四车轮驱动系统，其特征在于：每个所述轴向位移模组均还包括固定在导轨支撑板(18)上且与轴向导轨(17)平行...
【专利技术属性】
技术研发人员：李隆球，刘军民，周德开，乔健鑫，李朋春，庄仁诚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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