越野车的沙地行驶性能对军事工业的快速发展,对西部大开发战略的顺利实施具有重要意义。研究越野车辆沙地行驶性能的有效方法是土槽实验。本文兼顾合作企业的工程需要和越野轮胎沙地行驶性能仿真分析方法研究的评价需要,在充分调研的基础上,完成了土槽尺寸为长4m、宽0.65m和高0.45m的室内土槽实验装置的设计开发和样机性能测试。该装置主要包含土槽、台车、松土压紧装置和控制系统。台车是土槽实验装置的主要机构,主要由一个车轮总成、车轮垂直加载装置、车轮驱动装置和台车牵引装置组成。通过车轮驱动装置和台车牵引装置的速度差,可以实现某一水平速度(最高速度0.2m/s)下轮胎不同滑转率(最大滑转率30%)的沙地行驶性能测试。车轮垂直加载装置包括空气压缩机和气缸等,最大工作载荷1000kgf。松土压紧装置包括松土犁和压紧板等,主要功能是平复和压紧沙土路面,使实验在同一环境下进行。控制系统基于西门子PLC平台开发,并配以InTouch软件开发的PC机操作界面,实现土槽实验装置的实验实施、安全保障和数据处理。使用车轮轴上的扭矩传感器获得驱动力矩,使用安装在车轮中心的位移传感器测量车轮下陷量。最后,在完成实验装置的加工、安装和调试工作的基础上,采用越野轮胎进行了实验测试和数据采集,确认了实验装置的有效性。