KR101384187B1 - 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어의 정지 마찰계수 또는 미끄럼 마찰계수를 시험할 때 시험 데이터의 신뢰성과 시험 효율성을 향상시킬 수 있는 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치에 관한 것으로, 이를 위해 타이어(1) 단품의 제동 또는 견인 시험시 하중 낙하의 편차를 저감하여 적용하중 조건에서 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치에 있어서, 상기 타이어(1)가 장착된 트레일러(2)를 노면(3)에서 견인하는 차량(4)과, 최대 정지 마찰계수를 측정하는 측정부(5), 상기 정지 마찰계수를 얻기 위한 제동 토오크를 적용하는 토오크 제어부(6), 발생된 토오크 측정치를 전송하는 전송부(7) 및, 전송된 결과를 적용하는 토오크 능동 제어부(8)로 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치{Load control apparatus for friction coefficient test of tire}
본 발명은 타이어의 정지 마찰계수 또는 미끄럼 마찰계수를 시험할 때 시험 데이터의 신뢰성과 시험 효율성을 향상시킬 수 있는 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치에 관한 것이다.
타이어의 단품 특성실험시 실제 트랙(Track)에서 많이 사용되고 있는 타이어의 견인(Traction) 및 제동(Braking) 특성장비로 트레일러(Trailer) 형태의 장비가 널리 사용되고 있는 실정이다.
통상적으로 견인 트레일러를 이용한 타이어의 단품 특성시험은 모래 또는 스틸 등으로 된 웨이트(Weight)를 이용하여 각 타이어에 적합한 시험하중을 타이어 액슬 축 근방에 적용하고, 원하는 시험속도에 맞추어 주행을 실시하면서 일정 시험구간에서 제동토크를 가하게 되면 발생하는 최대 마찰계수(Peak friction coefficient) 또는 미끄럼 마찰계수(Slide friction coefficient)를 측정하게 된다.
여기서 마찰계수는 수직항력(Longitudinal force)과 마찰력(Load force)의 비율로 나타낼 수 있는데, 토오크(Torque)가 적용되는 시점에서 장비의 구조적인 문제로 하중낙하(Load drop) 현상이 발생하고 이에 따라 마찰계수 값에 편차가 발생하게 된다.
타이어 마찰계수 시험시 제동(Trigger) 신호에 의하여 적용되는 브레이킹 토오크(Braking torque)는 각 타이어 규격과 그에 따른 적용하중에 따라 값이 달라지며, 이에 맞물려 그에 따른 하중 낙하량도 달라지게 된다.
이 같이 일정하게 발생하지 않는 토오크에 의하여 또는 그에 따른 하중낙하에 의하여 정확하지 않은 마찰력을 제공하게 되고, 궁극적으로는 얻고자 하는 최대 마찰계수를 정확히 얻을 수 없는 문제점과, 또한 결과에 대한 편차가 매우 크게 발생하여 시험오차 범위를 벗어나는 경우가 발생할 수 있는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 타이어의 최대 마찰계수 또는 미끄럼 마찰계수를 시험할 때 시험 데이터의 신뢰성과 시험 효율성을 향상시키어 시험결과의 정확도를 구현할 수 있는 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어 단품의 제동 또는 견인시험시 하중낙하의 편차를 저감하여 적용하중 조건에서 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치에 있어서, 타이어가 장착된 트레일러를 노면에서 견인하는 차량과, 최대 정지 마찰계수를 측정하는 측정부, 상기 정지 마찰계수를 얻기 위한 제동 토오크를 적용하는 토오크 제어부, 발생된 토오크 측정치를 전송하는 전송부 및, 전송된 결과를 적용하는 토오크 능동 제어부로 이루어져 있다.
이 같은 본 발명에 따른 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치는 타이어 단품의 제동 및 견인 시험시 결과 데이터의 신뢰성 향상과 정확도 구현이 이루어짐에 따라 시험 효율성을 개선시키는 잇점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치를 나타낸 전체 개략 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치를 보여주는 전체 개략 구성도이다.
본 발명은 타이어(1) 단품의 제동 또는 견인 시험시 하중 낙하의 편차를 저감하여 적용하중 조건에서 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치에 있어서, 상기 타이어(1)가 장착된 트레일러(2)를 노면(3)에서 견인하는 차량(4)과, 최대 정지 마찰계수를 측정하는 측정부(5), 상기 정지 마찰계수를 얻기 위한 제동 토오크를 적용하는 토오크 제어부(6), 발생된 토오크 측정치를 전송하는 전송부(7) 및, 전송된 결과를 적용하는 토오크 능동 제어부(8)로 이루어져 있다.
타이어(1)에서 일반적으로 측정되는 최대 정지 마찰계수 또는 미끄럼 마찰계수는 수직항력인 견인력과 마찰력의 비율로 나타낼 수 있는데, 이때 발생하는 장비의 구조적인 문제, 즉 타이어(1)와 노면(3)의 접촉면에 발생하는 제동력(가)에 의하여 트레일러(2)의 휠 축에서 견인차량(4)과 트레일러(2)를 이어주는 히치부(9, Hitch)까지 모멘트(나) 발생으로 인하여 하중과 견인력 값의 편차가 발생하게 된다.
그러나 본 발명에서는 상기와 같은 구조적 메커니즘을 극복하고 트레일러(2)에서 측정되는 타이어(1)의 하중과 견인력의 측정값이 시험 이외의 외부환경 및 인자에 방해를 받지 않고 정확하게 측정할 수가 있도록 되어 있다.
먼저, 기본적인 시험을 진행할 수 있도록 시험할 타이어(1)를 장착한 트레일러(2)와 이 트레일러(2)를 견인하는 차량(4)은 히치부(9)를 통하여 견고하게 연결되어 있는데, 상기 히치부(9)는 강도가 강해야 함을 물론이고, 상기 타이어(1)가 접촉하는 노면(3)은 굴곡 현상이 없는 평탄함을 유지하도록 되어 있다.
한편, 주행 중 시험구간에서 제동(Trigger) 신호에 의해 제동압력이 발생하고, 이에 따른 주행 반대방향으로의 제동력(도 1에서 화살표(가))이 타이어(1)에 발생한다. 이때 발생하는 토오크, 모멘트 또는 발생력을 측정부(5)에서 측정하고, 측정된 값은 전송부(7)를 통해 토오크 능동 제어부(8)로 전송한다.
그러면, 상기 토오크 제어부(6)에서 히치부(9)에 있는 토오크 능동 제어부(8)로 정확한 값이 전달되는데, 상기 토오크 능동 제어부(8)는 볼 소켓 형태의 히치부(9)와 트레일러(2) 사이에 설치되어 있어서 토오크 제어부(6)에서 전송된 값을 정확히 구현할 수 있으면서 구현된 값인 상쇄 모멘트(도 1에서 화살표(다))를 트레일러(2)의 타이어(1)에 적용할 수 있다.
상기 토오크 능동 제어부(8)는 전송된 값과 동일한 값의 상쇄 모멘트(화살표(다))를 발생 모멘트(화살표(나))의 반대 방향으로 발생시키어 구조적인 문제로 인해 발생되는 모멘트를 상쇄시키는 역할을 수행한다.
따라서 본 발명은 이 같은 상쇄 모멘트(화살표(다))의 발생으로 타이어 마찰계수 시험시 야기되는 하중낙하의 발생문제를 제어할 수가 있다.
본 발명기술을 이용하여 시험을 했을 경우 아래 표 1과 같이 데이터 결과에 대한 신뢰를 확보할 수 있다.
표 1에서 좌측의 Run은 시험 반복 횟수를 의미하며, 주요 인자로는 최대 마찰치[Peak friction value(Skid number= Traction force/load force × 100)]를 측정하였고 이들 시험횟수 전체에 대한 평균과 표준편차(Standard deviation)를 구해 보았다.
Peak friction
Run 일반 시험 기술적용시험
1 76.8 77.1
2 77.2 77.3
3 76.5 76.9
4 77.3 77
5 77 77
6 76.8 77.1
평균 76.93 77.07
표준편차 0.294 0.136
상기 표 1에서 알 수 있듯이 일반적인 시험에서의 하중낙하가 적용됐을 경우에 모멘트에 의한 기구학적 편차로 인하여 최대 마찰계수(Peak friction coefficient)의 표준편차가 크게 나타났음을 알 수 있으며, 본 발명기술을 적용한 시험에서는 미세한 토오크 제어에 의하여 기존보다 안정된 표준편차를 나타내고 있다. 또한 평균치의 값에도 미소한 영향을 미치긴 하지만 실제 시험 오차범위 내에 충족이 되므로 무리가 없다고 판단된다.
1 : 타이어, 2 : 트레일러(Trailer),
3 : 노면, 4 : 차량,
5 : 측정부, 6 : 토오크 제어부,
7 : 전송부, 8 : 토오크 능동 제어부,
9 : 히치부(Hitch).

Claims (2)

  1. 타이어(1) 단품의 제동 또는 견인 시험시 하중 낙하의 편차를 저감하여 적용하중 조건에서 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위해 상기 타이어(1)가 장착된 트레일러(2)를 노면(3)에서 견인하는 차량(4)과, 최대 정지 마찰계수를 측정하는 측정부(5), 상기 정지 마찰계수를 얻기 위한 제동 토오크를 적용하는 토오크 제어부(6), 발생된 토오크 측정치를 전송하는 전송부(7) 및, 전송된 결과를 적용하는 토오크 능동 제어부(8)로 이루어진 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치에 있어서,
    상기 토오크 능동 제어부(8)는 히치부(9)와 트레일러(2) 사이에 설치되어 토오크 제어부(6)에서 전송된 값을 구현하여 트레일러(2)의 타이어(1)에 상쇄 모멘트(다)를 적용하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어의 정지 마찰계수 시험을 위한 하중 제어장치.
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