Przedmiotem wynalazku jest sposób okreslania wspólczynnika tarcia nawierzchni drogowych i lot¬ niskowych za pomoca pomiaru sily normalnej i sily tarcia, wystepujacych w punkcie styku z badana nawierzchnia ogumionego kola, podczas jego hamo¬ wania oraz urzadzenie do okreslania wspólczynnika tarcia nawierzchni drogowych i lotniskowych.Istota znanych sposobów okreslania wspólczyn¬ nika tarcia nawierzchni,drogowych i lotniskowych jest bezposredni lub posredni pomiar sily tarcia oraz sily normalnej, wystepujacych w punkcie styku z badana nawierzchnia drogowa ogumionego kola, podczas hamowania go i w funkcji jego predkosci obwodowej lub katowej. Wspólczynnik tarcia badanej nawierzchni jest stosunkiem sily tarcia do sily' normalnej dla okreslonego zakresu predkosci obwodowych uzytego do pomiaru ogu¬ mionego kola. iW jednym ze znanych sposobów kolo to jest Yozpejdzane do zadanej predkosci katowej za po¬ moca indywidualnego napedu, a nastepnie hamo¬ wane w wyniku docisniecia go ze znana sila do próbki badanej nawierzchni. Sila normalna równa jest dociskowi kola, a wartosc odpowiadajacej jej sily (taircia ustalana jesit (posrednio na podstawie zmierzonego spadku predkosci obwodowej i prze¬ dzialu czasu, w jakim ten spadek nastapil. Na pod¬ stawie równania ruchu ogumionego kola wartosc wspólczynnika tarcia jest wprost proporcjonalna do biegunowego momentu bezwladnosci kola i sto¬ lo sutiku AW do Ab, a odwrotnie proporcjonalna do slily nooimaloej i kwadratu promienia kola.Drugi ze znanych sposobów polega na tym, ze ogumione kolo stanowi umieszczone wychylnie w plaszczyznie pionowej, kolo jezdne lub jedno z kól jezdnych specjalnej przyczepy, rozpedzanej do okreslonej predkosci, a nastepnie hamowanej az do calkowitego zablokowania za pomoca holownika, poruszajacego sie wraz z przyczepa po badanej nawierzchni drogowej. Sila tarcia mierzona jest bezposrednio w imAejscu polaczenia przyczepy z ho¬ lownikiem, natomiast za sile normalna przyjmuje sie przypadajacy na kolo pomiarowe ciezar przy¬ czepy wraz z ewentualnie umieszczonym na niej balastem.Znane urzadzenie do okreslania wspólczynnika tarcia nawierzchoid' dirogowych a lotniskowych sklada sie z silnika elektrycznego, napedzajacego ogumio¬ ne kolo samochodowe, osadzone na poziomej osi przesuwnie w kierunku pionowym ponad stolem, zaopatrzonym w gniazdo do mocowania próbki ba¬ danej nawierzchni drogowej. Pionowy docisk ogu¬ mionego kola do badanej próbki otrzymuje sie za pomoca ukladu hydraulicznego, którego cisnienie wraz z obrotami ogumionego kola i podstawa czasu sa mierzone i rejestrowane za pomoca elek¬ tronicznych urzajdzen.W innym urzadzeniu ogumione kolo samocho¬ dowe osadzone jest na wleczonym wahaczu, umo¬ cowanym poprzez dynamometr wychylnie w kie- 93 45393 453 runku pionowymi do ramy holownika albo dwu lub czterokolowej (przyczepy, przy czym os kola w kierunku pionowym obciazona jest znanym co do wielkosci wlasnym ciezarem przyczepy i/lub specjalnym balastem. Dla unikniecia niekorzyst¬ nych drgan w przyczepach tych stosowane sa hydrauliczne ramy równoiegloboczne.Wada pierwszego z wymienionych sposobów oraz pierwszego ze znanych urzadzen jest, ze otrzymane ta droga wartosci wspólczynnika tarcia badanej nawierzchni sa waartosciami sreidnaimii dla. okreslo¬ nych przedzialów predkosci obwodowej .uzytego do pomiarów kola. Do sporzadzenia pelnej charak¬ terystyki wspólczynnika tarcia badanej nawierzch¬ ni drogowej w (funkcji predkosci nalezy wykonac szereg pomiarów przy roznych przedzialach pred¬ kosci. Sposób ten moze byc stosowany jedynie w Warunkach laboratoryjnych i w zwiazku z tym wymaga wycinania odpowiednich próbek z bada¬ nej nawierzchni. Wspólczynnik tarcia jest okresla¬ ny na niewielkiej powierzchni badanej nawierzchni drogowej, co pociaga za soba koniecznosc wyko¬ nywania znacznej liczby pomiarów, by wyelimino¬ wac ewenltiuailne blejdy przyjpadkowe. Poza tym pon miary na próbach wykonywane sa w warunkach odbiegajacych od rzeczywistych warunków ruchu ogumionych pojazdów po drogach.Drugi z znanych sposobów z uwagi na ograni¬ czone mozliwosci holownika i bezpieczenstwo jego zalogi, charakteryzuje sie ograniczona do oftolo 120 km/h predkoscia maksymalna przyczepy po¬ miarowej, nie moze byc stosowany do pomiarów odcinków nawierzchni polozonych na zakretach, ti ponadto pomiary sil obarczone sa bledami, wy¬ nikajacymi z faktu* ze podczas hamowania na przyczepe pomiarowa dzialaja dodatkowe sily, wy¬ nikajace z jej oporu aerodynamicznego, drgan i uderzen dynamicznych powodowanych nierów¬ noscia badanej nawierzchni na wynoszacej okolo 300 m drodze hamowania.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych wad i niedogodnosci poprzez opracowanie takiego spo¬ sobu i urzadzenia, które by umozliwily uzyska¬ nie w. warunkach polowych i przy jednym po¬ miarze pelnej charakterystyki wspólczynnika tarcia badanej nawierzchni drogowej w funkcji predkosci uzytego do pomiaru ogumionego kola, reprezen¬ tujacej predkosci ruchu pojazdów w warunkach rzeczywistych, przy jednoczesnym rozszerzeniu za¬ kresu predkosci maksymalnej do ponad 200 km/h.Istota sposobu wedlug wynalazku jest pomiar okreslonych wartosci sily normalnej, odpowiadaja¬ cej jej sily. tarcia oraz predkosci katowych uzytego do pomiarów ogumionego kola, wystepujacych w procesie hamowania tego kola, rozpedzonego uprzednio do zadanej predkosci katowej, a na¬ stepnie gwaltownie opuszczonego na badana na¬ wierzchnie drogowa i dociskanego do miej pod wplywem wlasnego ciezaru i dodatkowo regulowa¬ nego balastu. Pomiaru sil dokonuje sie za pomoca zwiazanych z osia kola i umieszczonych w plasz¬ czyznie pionowej i poziomej dynamometrów, ko¬ rzystnie tenisomeitrycznych, a chwilowa predkosc katowa mierzy sie za pomoca ilosci impulsów, wielokrotnie przewyzszajacych ilosc obrotów ogu¬ mionego kola, otrzymywanyich poprzez zwieranie ogniwa elektrycznego za pomoca progów umiesz¬ czonych na tarczy zwiazanej z piasta uzytego do pomiaru kola i zwierajacych pare nieruchomo osa- dzonych szczotek. Chwilowe wartosci mierzonych parametrów w postaci sil, predkosci katowej i pod¬ stawy czasu, rejestruje sie na oscylogramde, przy czym przyrzady rejestrujace wlacza sie tuz przed zetkneciem obwodu ogumionego kola z badana na- !0 wierzchnia: Stosunek odczytanych z oscylogramu chwilowych wartosci sily tracia do sily normalnej stanowi wartosc okreslonego wspólczynnika tarcia badanej nawierzchni dla chwilowej predkosci kola, repre- zentowanej przez stosunek- ilosci odczytanych im¬ pulsów do odpowiadajacego im przedzialu czasu pomnozony przez dlugosc luku kola, odpowiadaja¬ cego katowemu rozstawieniu dwóch kolejnych pro¬ gów zwierajacych.Sposób wedlug wynalazku umozliwia otrzymanie w jednym pomiarze pelnej charakterystyki wspól¬ czynnika tarcia badanej nawierzchni w funkcji predkosci poslizgu stykajacego sie z nia ogumio¬ nego kola, przy czym wystepujacy w procesie 21 pomiaru charakter obciazenia tych elementów od¬ powiada mzeazyfwisityim wa.ruinlkieim jakie wyste¬ puja podczas hamowania ogumionych pojazfóTów, a zwlaszcza ladujacych samolotów. Otrzymana w ten sposób charakterystyka nawierzchni dro- gowej pozwoli na bardziej precyzyjne okreslenie jej przydatnosci do budowy dróg kolowych w ogóle, a dróg lotniskowych w szczególnosci.Urzadzenie do okreslania wspólczynnika tarcia nawierzchni drogowych i lotniskowych sklada sie z przyczepy, osadzonego na niej wahliwie w plasz¬ czyznie pionowej, ogumionego kola, napedzajacego je za posrednictwem tarczy ciernej i nieprzesuwnie do ramy ponzyczepy umocowanego siUniika, korzyst¬ nie elektrycznego, oraz recznie napedzanego ze- 40 spolu podnoszacego ogumione kolo nad powierzch¬ nia badanej nawierzchni i zwalniajacego je w pro¬ cesie pomiaru. Os ogumionego kola zwiazana jest w plaszczyznie pionowej i poziomej z rama przy¬ czepy za posrednictwem dynamometrów, korzy- 45 stnie tensometiryczmych, polaczonych elelktryiciznie ze znanym mostkowym ukladem temsometrycznym i urzadzeniem rejestrujacym. Urzadzenie to reje¬ struje równiez podstawe czasu oraz impulsy pro¬ porcjonalne do mierzonej predkosci katowej ogu- 59 mionego kola, otrzymane poprzez zwieranie ogniwa elektrycznego za pomoca osadzonej nieprzesuwnie pary szczotek, zwieranych przez osadzone na pias¬ cie ogumionego kola progi zwierajace. * Urzadzenie wedlug wynalazku zostanie blizej 55 objasnione na przykladzie wykonania przedstawio¬ nym na rysunku, który jest schematem konstruk¬ cyjnymi przyczepy pomiarowej w widoku z boku.Ogumione kolo 1 osadzone jest obrotowo i wy- chylnie w plaszczyznie pionowej na umocowanym 60 poprzez dynamometr 2 tenisometryczny, do piono¬ wej czesci ramy 3 poziomym wahaczu 4 i goleni , umocowanej poprzez dynamometr 6 temsome¬ tryczny do wychyilnie w plaszczyznie pionowej osa¬ dzonego w ptioniowej czesci ramy 3 .wysiegnika 8. es Na wolnym koncu wysiegnika 8 znajduje sie, po-93 453 6 laczony ciegnem 9 z dzwignia 10, zaczep 11, umozli¬ wiajacy zaczepienie haka 12, umocowanego do konca przewieszonej przez krazek 13 iMnlkii 14, na¬ winietej na beben 15, napedzany korba 16 poprzez przekladnie slimakowa 17. W srodkowej czesci przyczepy, na pochylonej pad niewielkim katem podporze 18, umiocowany jest isriilinilk elektryczny , na osi którego osadzona jest tarcza cierna 19.Obok silnika umocowany jest zbiornik na wode 26, która zraszana jesit badana nawierzchnia.Balast 7, w postaci ciezarków o ksztalcie talerzo¬ wym, nawleczony jest sruba 22 i zabezpieczony nakretka motylkowa 21, przy czym sruba 22 osa¬ dzona jest dolnym koncem w kamieniu 23 umiesz¬ czonym w podluznej prowadnicy wysiegnika 8 i polaczonym wewnetrznym gwintem z sruba po¬ ciagowa 24, zakonczona pokretlem 25. Rama 3 zao¬ patrzona jest w kola jezdne 27, zakonczone opo¬ rami talerzowymi sruby kotwiace 20, drazek holow¬ niczy 28 i oslony boczne 29. Na piascie ogumionego kola 1 osadzone sa równomiernie na obwodzie progi zwierajace w postaci miedzianych plytek, stykajace sie kolejno w czasie obrotu kola z osa¬ dzonymi na goleni .od strony progów zwierajacych szczotkami, polaczonymi elektrycznie z nie poka¬ zanym na rysunku ogniwem elektrycznym, wlaczo¬ nym wraz z dynamcmetrami 2 i 6 do znanego, równiez nie pokaizanego na rysunku, elektronicz¬ nego ukladu pomiarowo-rejestrujacego.Ogumione kolo 1, zawieszone poprzez dynamo- metry 2 i 6 tensomeitryczne na nieruchomej ramie 3, wychylnie w plaszczyznie pionowej i naid ba¬ dana nawierzchnia drogowa, rozpedzane jest do zadanej predkosci katowej za pomoca silnika elek¬ trycznego 30, a nastepnie opuszczane z wysokosci okolo 100 mm na badana nawierzchnie i dociskane do niej pod wplywem wlasnego ciezaru i regulo¬ wanego balastu 7. W momencie zetkniecia z ba¬ dana nawierzchnia ogumione kolo 1 zostaje hamo¬ wane w wyniku pojawienia sie sily tarcia zaleznej od sily normalnej i predkosci poslizgu kola wzgle¬ dem badanej nawierzchni. Chwilowe wartosci obu sil i predkosci kajtowej kola a takze podstawa czasu rejestrowane sa w znany sposób na tasmie oscylogramu, przy czym chwilowa predkosc katowa mierzona jest iloscia impulsów przewyzszajacych pietnastokrotnie ilosc obrotów kola, otrzymanych poprzez zwieranie ogniwa elektrycznego za pomoca trzydziestu progów miedzianych, umieszczonych na tarczy zwiazanej z piasta uzytego do pomiaru kola 1 i zawierajacych pare nieruchomo osadzo¬ nych szczotek, poprzez które ogniwo elektryczne polaczone jest z znanym ukladem pomiarowym i rejestrujacym, do którego podlaczone sa równiez tensometry obu dynaimometrów. Uklad pomiarowy i rejestrujacy wlaczany jest kilka milisekund przed zetknieciem kola z badana nawierzchnia, a wy¬ laczany po ustaniu ruchu wzglednego tych ele¬ mentów. pomiairu sily normalnej i sily Itaincia, wystepuja¬ cych w punkcie styku z badana nawierzchnia dro¬ gowa, uprzednio rozpedzonego do zadanej predkosci katowej, a nastepnie hamowanego kola ogumio- 3 nego, znamienny tym, ze mierzy sie chwilowe war¬ tosci predkosci katowej uzytego do poomiarów ogu¬ mionego- kola oraz sily nlormalnej i sily tarcia, powstalych w procesie hamowania tego' kola, które rozpedza sie iuprzednfc do zadanej predkosci kato- io wej a nastepnie gwaltownie opuszcza z okreslonej wysokosci, pod w|ply|w©m wlasnego ciezaru i regu¬ lowanegobalastu na badana natwierzchnie, pnzy czym mierzone wartosci rejestruje sie na tasmie oscylo¬ gramu za pomoca znanych urzadzen rejestrujacych. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze chwilowe predkosci katowe uzytego do pomiarów ogumionego kola, mierzy sie za pomoca impul¬ sów, przekraczajacych wielokrotnie ilosc obrotów tego kola, które Otrzymuje sie w wyniku zwierania ogniwa, elektrycznego za pomoca osadzonej niejprze- suwnie pary szczotek, zwieranych przez osadzone na piascie ogumionego kola progi zwierajace. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze chwilowe wartosci sily normalnej i sily tarcia mierzy sie za pomoca dwóch dynamomettów, ko¬ rzystnie tensometrycznych, poprzez które ogumione kolo zawieszone jest wychylnie W plaszczyznie pionowej nad badana nawierzchnia. 4. Urzadzenie do okreslania wspólczynnika tarcia nawierzchni drogowych i lotniskowych w postaci zaopatrzonej w kola jezdne ramy, umocowanego do niej wychylnie w plaszczyznie pionowej za po¬ moca poziomego wahacza, ogumionego kola oraz napedzajacego je silnika elektrycznego, znamienne tym, ze zaopatrzone w progi zwarciowe ogumione kolo (1) osadzone jest obrotowo w umocowanym poprzez dynamometr (2), korzystnie tensometrycz- ny, w ramie (3) poziomym wahaczu (4) oraz piono- 40 wej goleni (5), osadzonej poprzez dynamometr (6), korzystnie tensometryczny, w wychylnie umocowa¬ nym do pionowej czesci ramy (3) i obciazonym regulowanym balastem (7) wysiegnika (8), którego wolny koniec zaopatrzony jest w sterowany recznie 45 poprzez ciegno (9) i dzwignie (10) zaczep (11), o który podczas podnoszenia ogumionego kola (1), zaczepiony jest hak (12), umocowany do konca, przewieszonej przez krazek (13), linjkd (14), której drugi koniec nawiniety jest na beben (15), nape- 50 dzanej recznie za pomoca'Ikoriby (16) poprzez prze¬ kladnie slimakowa (17), przy czym oba dynamo- metry (2 i 6) oraz osadzone nieprzesuwnie na go¬ leni (5) szczotki polaczone sa elektrycznie z zna¬ nym elektronicznym ukladem pomiarowo-rejestru- 55 jaicym. * 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze progi zwarciowe, w postaci plytek, korzystnie 60 PL