KR20130067818A

KR20130067818A - 최대 정지 마찰계수 웨트 시험을 위한 수심 제어 장치

Info

Publication number: KR20130067818A
Application number: KR1020110134770A
Authority: KR
Inventors: 오정수
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-25

Abstract

본 발명은, 외부 워터 공급 시스템(External water supply system)을 이용한 웨트 그립(wet grip)[웨트 브레이킹(wet braking), 웨트 트랙션(wet traction) 등]의 시험에 있어서의 고르지 않은 수심(water depth)의 편차에 따라 일관된 시험 결과가 얻어지지 않고 있던 기존의 기술의 문제점을 개선하기 위해, 사용자가 소망하는 깊이(depth)로의 제어(control)를 수행하기 위하여 수심 제어 장치를 설치하고 있다. 또, 이 장치의 이동성(높낮이 조절 등)을 충분히 고려하면서 물의 저항을 이겨내기 위한 장치의 강성도 고려하고 있다.

Description

최대 정지 마찰계수 웨트 시험을 위한 수심 제어 장치 {Water Depth Control Apparatus for Traction Test or Peak Friction Coefficient Test}

본 발명은, 외부 워터 공급 시스템(External water supply system)을 이용한 웨트 그립(wet grip)[웨트 브레이킹(wet braking), 웨트 트랙션(wet traction) 등]의 시험을 위한 수심 제어 장치 및 균일한 수심 형성 구조에 관한 것이다.

현재, 전세계적으로 널리 사용되고 있는 트랙션(Traction) 및 브레이킹(braking) 측정 장비로서는, 트랙션 트레일러(Traction Trailer)와 버스(bus), 그리고 트레일러(Trailer)와 버스를 혼용한 유형의 장비가 있다. 이들 장비는 드라이(Dry: 건식) 및 웨트(Wet: 습식) 그립(grip)을 측정하는 것으로서, 타이어 제조회사 및 자동차 제조회사 등에서 실제로 유용하게 쓰이고 있다. 그리고, 수심은 웨트 시험(wet test: 습식 시험)과 관련한 주요 인자로서 자동차 제조업자(car maker)의 요구 기술(engineering requirement) 및 웨트 그립 관련 법규에 그 깊이를 규정하고 있다.

트랙션 트레일러를 이용한 웨트 그립 시험 시 또는 실차 제동을 이용한 시험 시에 있어서는 대부분 외부 살수장치(스프링쿨러 등)를 이용하여 수심을 조절하고 있지만, 실제로는 그 노면 위에서의 수심에 대한 편차가 많이 발생하고 있다. 수심의 편차가 균일하지 않은 이유로서는, 현재 국내에서는 특수 포장 노면을 건설하는 기술적 한계 및 재료의 특수성, 즉 약 1mm 이하의 치핑 사이즈(chipping size)에 대한 제어가 어렵기 때문에 수심의 제어 역시 어렵다. 따라서, 일반적인 법규 기준(ECE R.117) 조건인 0.5∼1.5mm를 트랙션 노면 전체에 걸쳐 균일하게 적용 및 유지할 수가 없다. 또한, 스프링쿨러 시스템의 경우, 그 유량을 제어하기가 어려울 뿐만 아니라 정교하지 못하기 때문에, 규정에 맞는 수심의 조건을 만족시키지 못하는 경우가 있다. 뿐만 아니라, 스프링 쿨러의 각도와 위치 등에 대한 한계가 있기 때문에, 보통 편차가 1mm 이상 생기는 곳도 발생하게 된다. 이와 같이 편차가 1mm 이상 생기는 곳에서의 시험은 정확하지 않은 트랙션 포스(Traction force: 견인력)를 제공하게 되며, 그에 따라 궁극적으로 얻고자 하는 최대 정지 마찰계수(peak friction coefficient)를 정확히 얻을 수 없게 된다. 또한, 결과에 대한 편차도 매우 크게 발생하고 있는 바, 그로 인해 시험 오차 범위를 벗어나는 경우도 발생하고 있었다.

본 발명의 목적은, 앞서 언급한 수심의 편차가 많이 발생함으로써 정확한 시험을 진행할 수 없었던 기존의 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 시험장치(tester)가 원하는 수심 조건으로 시험이 가능하도록 한 최대 정지 마찰계수 웨트 시험을 위한 수심 제어 장치 및 균일한 수심 형성 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 수심 제어 장치는,

기본적으로 물이 외부에서 공급되는 외부 워터 공급 방식에 적용이 가능한 수심 제어 장치로서,

트랙션 측정 장비 유형 중에서 트랙션 트레일러와 버스를 혼용한 유형과 트레일러와 버스를 혼용한 유형의 모든 장비에 적용되어 소망하는 깊이로의 제어를 수행할 수 있도록 되어 있다.

또, 본 발명의 균일한 수심 형성을 위한 구조는,

트랙터 및 트레일러와;

상기 트랙터 및 트레일러가 주행하기 위한 노면과;

상기 노면에 외부 워터 공급 시스템을 통해 적당량의 물이 고이도록 하기 위한 수단과;

상기 트랙터와 트레일러의 연결부인 히치부에 설치되어 노면과의 거리를 감지할 수 있는 비접촉식 레이저 센서와;

상기 센서에 의해 감지된 데이터를 받아 스크류를 제어할 수 있는 측정 및 전송 시스템과;

이 장비에서 설정된 수심의 높낮이를 미세하게 조절할 수 있는 전동식 스크류를 포함하여 구성되어 있다.

바람직하게는, 상기 적당량의 물이 고이도록 하기 위한 수단(4)은 강성이 높은 바디이다.

도 1은 본 발명에 따른 균일한 수심 형성을 위한 구조를 나타낸 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 구조에 있어서 수심 표시 부분만을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 균일한 수심 형성을 위한 구조를 나타낸 개략 구성도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 구조에 있어서 수심 표시 부분만을 나타낸 도면이다.

외부 워터 공급 시스템(External water supply system)을 이용한 웨트 그립(wet grip)[웨트 브레이킹(wet braking), 웨트 트랙션(wet traction) 등]의 시험에 있어서는, 고르지 않은 수심(water depth)의 편차에 따라 일관된 시험 결과가 얻어지지 않고 있는 바, 이를 개선하기 위해 사용자가 소망하는 깊이(depth)로의 제어(control)를 수행하기 위하여 수심 제어 장치를 설치하고 있다. 또한, 이 장치의 이동성(높낮이 조절 등)을 충분히 고려하면서 물의 저항을 이겨내기 위한 장치의 강성도 고려하고 있다.

일반적으로, 측정되는 수심라고 하는 것은 지면으로부터 물 겉표면까지의 깊이를 말하는 것으로, 이는 타이어와 접촉되는 노면으로부터 물 표면까지의 깊이로 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 특정 지점으로부터 노면까지의 거리에서 소망하는 수심을 뺀 거리를 측정하여 수심을 구현할 수 있다. 이렇게 얻어진 수심을 활용하여, 트랙션 트레일러(Traction Trailer) 장비 중 트레일러(2)에서 2축 트랜스듀서(transducer)(8)를 이용하여 부하(load)와 트랙션이 측정되는 부근의 타이어 앞에 시험하고자 하는 타이어와 소망하는 수심을 적용할 수 있는 장비를 설치할 수 있다. 먼저, 미리 외부 공급을 통한 적당량의 물에 젖어 있는 노면(3)이 있고, 트랙터(1)와 트레일러(2)의 연결부인 히치(hitch)부에 설치되어 노면과의 거리를 측정할 수 있는 센서, 즉 비접촉식 레이저 센서(5)가 있으며, 측정된 노면과의 거리를 측정 및 전송 시스템(6)을 통해 실시간 전송하고 또한 이 측정된 값을 전동식 스크류(7)로 전달하여 지속적으로 수심을 형성할 수 있는 수단인 바디(4)를 제어할 수 있도록 되어 있다. 이 전동식 스크류(7)는 높낮이 조절이 가능하도록 미세한 제어가 가능하고, 소망하는 일정 수심을 형성하기 위한 수단(즉, 적당량의 물이 고이도록 하기 위한 수단)인 바디(4)와 연결되어 있다. 이 바디(4)는 충분히 물을 분산시킬 수 있는 강성을 확보하고 있어야 한다. 이와 같이 충분히 물을 분산시킬 수 있는 강성이 확보된 바디(4)를 이용하여, 전방에서 흐르는 물을 옆으로 분사시킬 수 있고, 결국 타이어와 접촉하게 되는 물의 양을 고정, 즉 일정하게 유지시킬 수 있다.

추가적으로, 트랙터(Tractor)와 트레일러(Trailer)의 연결부인 히치(hitch)부도 그 강도를 강하게 유지해야 한다. 또한 이를 시행하기 위해서는, 노면의 심한 굴곡 현상이 없는 평탄함이 유지되어야 한다.

본 발명의 수심 제어 기술을 이용하여 시험을 행한 바, 아래의 표 1과 같은 데이터의 결과를 얻었고, 그 결과에 대한 신뢰성도 확보할 수 있었다.

	최대 정지 마찰계수
Run	일반 시험	본 발명 기술 적용시험
1	94.3	97.3
2	97.5	95.2
3	98.1	97.5
4	96.2	95.4
5	93.5	96.2
6	96.2	95.3
7	96.8	95.4
8	97.3	96.3
9	93.7	96.1
10	94.3	95.9
Average	95.79	96.06
STDEV	1.70	0.81

여기서, 좌측의 Run은 시험 반복 횟수를 의미한다. 주요 인자로서, 최대 정지 마찰계수(Skid number = Traction force / load force x 100)를 측정하였고, 이들 시험 횟수 전체에 대한 평균값(average value: Average)과 표준 편차(standard deviation: STDEV)도 구해 보았다.

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 일반적인 외부 워터 공급 방식을 사용 했을 경우에는 수심에 대한 편차로 인하여 최대 정지 마찰계수(peak friction coefficient)의 표준 편차가 1.70으로 크게 나타나고 있는데 반해, 본 발명 기술을 적용한 시험에서는 수심의 미세한 제어에 의하여 일반적인 외부 워터 공급 방식을 사용한 일반 시험보다 안정된 표준 편차를 나타내고 있다. 또한, 평균값에도 미소한 영향을 미치긴 하지만, 실제 시험 오차 범위 내에 충족되므로, 그다지 문제가 없다고 판단된다.

1 --- 트랙터
2 --- 트레일러
3 --- 노면
4 --- 적당량의 물이 고이도록 하기 위한 수단(즉, 바디)
5 --- 비접촉식 레이저 센서
6 --- 측정 및 전송 시스템
7 --- 전동식 스크류
8 --- 트랜스듀서

Claims

기본적으로 물이 외부에서 공급되는 외부 워터 공급 방식에 적용이 가능한 수심 제어 장치로서,
트랙션 측정 장비 유형 중 트랙션 트레일러와 버스를 혼용한 유형과 트레일러와 버스를 혼용한 유형의 모든 장비에 적용되어 소망하는 깊이로의 제어를 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 수심 제어 장치.
트랙터(1) 및 트레일러(2)와;
상기 트랙터(1) 및 트레일러(2)가 주행하기 위한 굴곡이 심하지 않은 노면(3)과;
상기 노면에 외부 워터 공급 시스템을 통해 적당량의 물이 고이도록 하기 위한 수단(4)과;
상기 트랙터(1)와 트레일러(2)의 연결부인 히치부에 설치되어 노면과의 거리를 감지할 수 있는 비접촉식 레이저 센서(5)와;
상기 센서(5)에 의해 감지된 데이터를 받아 스크류를 제어할 수 있는 측정 및 전송 시스템(6)과;
이 장비에서 설정된 수심의 높낮이를 미세하게 조절할 수 있는 전동식 스크류(7)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 균일한 수심 형성 구조.
제2항에 있어서, 상기 적당량의 물이 고이도록 하기 위한 수단(4)이 강성이 높은 바디인 것을 특징으로 하는 균일한 수심 형성 구조.