RU170733U1

RU170733U1 - DEVICE FOR MEASURING THE COUPLING COEFFICIENT OF A PNEUMATIC TIRE WITH ROAD SURFACE

Info

Publication number: RU170733U1
Application number: RU2017100801U
Authority: RU
Inventors: Василий Геннадьевич Масленников; Сергей Петрович Озорнин; Николай Сергеевич Замешаев
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2017-05-04

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для оперативного определения коэффициента сцепления шин автомобильных колес на разных видах поверхностей и дорожных покрытий. Прибор содержит раму, установленную на четырех колесах и снабженную П-образной ручкой, стойку, установленную вертикально на раме и снабженную пружиной и ползуном. Ползун установлен на раме с возможностью вертикального перемещения и снабжен динамометром, установленным внутри ползуна. Прибор снабжен сменными элементами шин с грузом, выполненными с возможностью установки внутри рамы на поверхность дорожного покрытия. Динамометр связан с помощью троса и шкива, установленного внизу стойки, с упомянутыми сменными элементами шин. Технический результат: повышение точности измерений и повышение эффективности работы прибора, возможность выполнения измерений на уклонах, а также снижение габаритов и веса прибора и повышение безопасности при работе с ним. 4 ил.The utility model relates to devices designed to quickly determine the coefficient of adhesion of tires of automobile wheels on different types of surfaces and road surfaces. The device contains a frame mounted on four wheels and equipped with a U-shaped handle, a stand mounted vertically on the frame and equipped with a spring and a slider. The slider is mounted on the frame with the possibility of vertical movement and is equipped with a dynamometer mounted inside the slider. The device is equipped with interchangeable tire elements with a load, made with the possibility of installation inside the frame on the surface of the road surface. The dynamometer is connected by means of a cable and a pulley mounted at the bottom of the rack to the mentioned replaceable tire elements. Effect: increasing the accuracy of measurements and increasing the efficiency of the device, the ability to perform measurements on slopes, as well as reducing the dimensions and weight of the device and improving safety when working with it. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для оперативного определения коэффициента сцепления шин автомобильных колес на разных видах поверхностей и дорожных покрытий.The utility model relates to devices designed to quickly determine the coefficient of adhesion of tires of automobile wheels on different types of surfaces and road surfaces.

Известно устройство для измерения коэффициента сцепления ПКРС-2у (прибор контроля ровности, скользкости), которое предназначено для измерения коэффициента сцепления для дорожных покрытий в режиме скольжения пневматического колеса по увлажненной дорожной поверхности. Устройство представляет собой одноколесную тележку, работающую в сцепе с автомобилем-тягачом, на котором установлена емкость для воды с трубопроводами, краном, соплом для подачи воды в зону контакта колеса с дорогой, измерительная и регистрирующая аппаратура. Рабочим органом устройства, взаимодействующим с дорожным покрытием, является полноразмерное автомобильное колесо. Вертикальная нагрузка на измерительное колесо создается балластом. Колесо имеет тормозную систему, позволяющую оператору в нужный момент его блокировать. В момент блокировки для создания пленки заданной толщины через сопло из емкости подается необходимое количество воды. Пневматическое колесо установки снабжено динамометрической ступицей, позволяющей измерять тормозной момент, по величине которого определяется сила трения, возникающая в зоне контакта скользящего колеса. Коэффициент сцепления, характеризующий состояние сцепных качеств дорожного покрытия, вычисляется как отношение силы трения к вертикальной реакции дороги (см. Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью // Приложение 1 ВСН 38-90. - Москва: Транспорт, 1990).A known device for measuring the coefficient of adhesion PKRS-2U (device for monitoring evenness, slippage), which is designed to measure the coefficient of adhesion for road surfaces in the sliding mode of a pneumatic wheel on a moistened road surface. The device is a one-wheeled trolley working in conjunction with a towing vehicle, on which a water tank with pipelines, a crane, a nozzle for supplying water to the zone of contact of the wheel with the road, measuring and recording equipment is installed. The working body of the device, interacting with the road surface, is a full-sized automobile wheel. The vertical load on the measuring wheel is created by ballast. The wheel has a brake system that allows the operator to block it at the right time. At the time of blocking, to create a film of a given thickness, the required amount of water is supplied through the nozzle from the tank. The pneumatic wheel of the installation is equipped with a dynamometric hub, which makes it possible to measure the braking torque, the magnitude of which determines the friction force arising in the contact zone of the sliding wheel. The coefficient of adhesion, characterizing the state of the adhesion qualities of the road surface, is calculated as the ratio of the friction force to the vertical reaction of the road (see Technical instructions for the construction of road surfaces with a rough surface // Appendix 1 VSN 38-90. - Moscow: Transport, 1990).

Недостатком устройства является его громоздкость и малая производительность. В соответствии с требованием нормативной литературы для измерения коэффициента сцепления должно использоваться колесо с вертикальной нагрузкой на него 2940 Н, измерения требуется выполнять при скорости скольжения 60 км/ч, при этом в зону контакта необходимо подавать количество воды, достаточное для создания водной пленки толщиной 1 мм (см. Межгосударственный стандарт ГОСТ 30413-96 «Дороги автомобильные. Метод определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием». Москва).The disadvantage of this device is its bulkiness and low productivity. In accordance with the requirements of the regulatory literature, a wheel with a vertical load of 2940 N must be used to measure the coefficient of adhesion, measurements must be made at a sliding speed of 60 km / h, and a sufficient amount of water must be supplied to the contact zone to create an aqueous film 1 mm thick (see. Interstate standard GOST 30413-96 "Automobile roads. Method for determining the coefficient of adhesion of a car wheel to a road surface." Moscow).

Известно устройство для измерения коэффициента сцепления НДК-МАДИ. Устройство устанавливается на раме поливомоечной машины. Его рабочим органом является автомобильное колесо, оборудованное полноразмерной автомобильной шиной. Устройство имеет механизм вертикального нагружения, системы торможения и измерения. Вертикальная нагрузка на измерительное колесо создается пневматическим цилиндром, трубопроводом, соединенным с ресивером, в котором поддерживается требуемое для создания заданной нагрузки давление. Сила трения, возникающая при скольжении колеса, рассчитывается по тормозному моменту, который при скольжении колеса фиксирует система измерения. При выполнении замера вода из емкости по трубопроводу через запорный кран поступает в сопло, которое увлажняет покрытие на ширину беговой дорожки шины (см. Кузнецов, Ю.В. Навесной динамометрический прибор для оценки сцепных качеств дорожного покрытия / Ю.В. Кузнецов// Труды МАДИ. Выпуск 163. Проектирование автомобильных дорог. - Ст. 3-10. 1979 г.).A device for measuring the coefficient of adhesion NDK-MADI. The device is mounted on the frame of the watering machine. Its working body is a car wheel equipped with a full-size car tire. The device has a vertical loading mechanism, braking and measuring systems. The vertical load on the measuring wheel is created by a pneumatic cylinder, a pipe connected to the receiver, which maintains the pressure required to create a given load. The friction force that occurs when the wheel is sliding is calculated by the braking moment, which is fixed by the measuring system when the wheel is sliding. When measuring water from the tank through the pipeline through the stopcock enters the nozzle, which moistens the coating to the width of the treadmill of the tire (see Kuznetsov, Yu.V. A hinged dynamometer for assessing the coupling qualities of the road surface / Yu.V. Kuznetsov // Transactions MADI, Issue 163. Design of Roads. - Articles 3-10. 1979).

Недостатком устройства является то, что из-за большого момента инерции полноразмерного колеса, быстрого перегрева тормозных систем и автомобильной шины, при принятой для проведения обследований скорости движения 60 км/ч, не представляется возможности выполнить большое количество измерений коэффициента сцепления на 1 км пути. Устройство громоздкое, при его работе требуется большое количество воды.The disadvantage of this device is that due to the large moment of inertia of the full-sized wheel, the quick overheating of brake systems and a car tire, when the speed of 60 km / h adopted for conducting surveys is not possible, it is not possible to perform a large number of measurements of the friction coefficient per 1 km of track. The device is bulky, it requires a large amount of water during its operation.

Известно устройство для измерения коэффициента сцепления ППК-МАДИ. Прибор устанавливают на оцениваемое дорожное покрытие таким образом, чтобы его имитаторы возвышались над поверхностью на 10…12 мм. Затем покрытие под имитаторами увлажняют и при помощи устройства сбрасывают груз, который скользит по направляющей штанге и ударяется о муфту. Через толкающие штанги и шарниры ударный импульс передается имитаторам, в результате чего последние взаимодействует с дорожным покрытием. Коэффициент сцепления фиксируется на шкале при помощи измерительной шайбы. Энергия падающего груза расходуется на работу трения имитаторов о покрытие и на деформацию измерительной пружины (см. Методика выполнения измерений коэффициента сцепления дорожных покрытий портативным прибором ППК-МАДИ-ВНИИ БД // М., 1989).A device for measuring the coefficient of adhesion PPK-MADI. The device is installed on the estimated pavement so that its simulators rise above the surface by 10 ... 12 mm. Then, the coating under the simulators is moistened and, with the help of the device, the load is discarded, which slides along the guide rod and hits the coupling. Through the pushing rods and hinges, the shock pulse is transmitted to the simulators, as a result of which the latter interacts with the road surface. The adhesion coefficient is fixed on the scale with a measuring washer. The energy of the falling load is spent on the friction of the simulators on the coating and on the deformation of the measuring spring (see the Methodology for measuring the adhesion coefficient of road surfaces with the portable device PPK-MADI-VNII BD // M., 1989).

Недостатком устройства является то, что при низких температурах данный прибор не используется, покрытие имитатора не имеет различий по типу шин (летние, зимние или всесезонные). У портативного прибора ППК-МАДИ нет возможности измерений при уклонах (работа производится только на горизонтальных поверхностях).The disadvantage of this device is that at low temperatures this device is not used, the simulator coating does not have differences in the type of tire (summer, winter or all-weather). The portable device PPK-MADI does not have the ability to measure slopes (work is done only on horizontal surfaces).

Техническим результатом полезной модели является повышение точности измерений и повышение эффективности работы прибора за счет возможности определения коэффициента сцепления при различных температурах (от -35 до +40°С) и возможности быстрой замены элементов эластичных шин, возможности выполнения измерений на уклонах, а также снижения габаритов и веса прибора и повышения безопасности при работе с ним.The technical result of the utility model is to increase the measurement accuracy and increase the efficiency of the device due to the possibility of determining the coefficient of adhesion at various temperatures (from -35 to + 40 ° C) and the ability to quickly replace elements of elastic tires, the ability to perform measurements on slopes, as well as reduce dimensions and the weight of the device and increase safety when working with it.

Результат достигается тем, что прибор для измерения коэффициента сцепления пневматической шины с поверхностью дорожного покрытия характеризуется тем, что он содержит раму, установленную на четырех колесах и снабженную П-образной ручкой, стойку, установленную вертикально на раме и снабженную пружиной и ползуном, при этом ползун установлен на раме с возможностью вертикального перемещения и снабжен динамометром, установленным внутри ползуна, прибор также снабжен сменными элементами шин с грузом, выполненными с возможностью установки внутри рамы на поверхность дорожного покрытия, при этом динамометр связан с помощью троса и шкива, установленного внизу стойки, с упомянутыми сменными элементами шин.The result is achieved in that the device for measuring the coefficient of adhesion of the pneumatic tire to the surface of the road surface is characterized in that it contains a frame mounted on four wheels and equipped with a U-shaped handle, a stand mounted vertically on the frame and equipped with a spring and a slider, while the slider mounted on a frame with the possibility of vertical movement and equipped with a dynamometer mounted inside the slide, the device is also equipped with replaceable tire elements with a load, made with the possibility of installing three frames on the pavement surface, the load cell is connected by a cable and a pulley mounted at the bottom of the rack, with said replaceable elements tires.

Прибор отличается от аналогов тем, что съемный элемент шины протектора дает возможность установки по выбору типа шины (летние, зимние и всесезонные), которые позволяют применять прибор в различные времена года и при различных температурах (от -35 до +40°С). Появляется возможность оперативной оценки величины коэффициента сцепления колеса с дорогой. Измерительное устройство выполнено в виде динамометра, который фиксирует максимальное значение и исключает человеческий фактор в определении величины усилия. Конструкция прибора, выполненная в виде прямоугольника и находящаяся на четырех колесах, дает возможность измерения при уклонах, что позволяет воспроизвести любое дорожно-транспортное происшествие и исследовать разные участки дорог (подъемы, спуски, уклоны).The device differs from its analogues in that the removable tread tire element makes it possible to install a choice of tire type (summer, winter and all-weather), which allow the device to be used at different times of the year and at different temperatures (from -35 to + 40 ° С). It becomes possible to quickly evaluate the coefficient of adhesion of the wheel to the road. The measuring device is made in the form of a dynamometer, which records the maximum value and eliminates the human factor in determining the magnitude of the effort. The design of the device, made in the form of a rectangle and located on four wheels, makes it possible to measure on slopes, which allows you to reproduce any traffic accident and explore different sections of roads (rises, descents, slopes).

Для специалистов, работающих на месте ДТП, прибор дает возможность оперативного определения коэффициента сцепления. Малые габариты и вес прибора позволяют без особых усилий доставлять и использовать его в различных местах, что дает возможность заметно сократить время, затрачиваемое на определение коэффициента сцепления (с помощью эксперимента). В зависимости от времени года и типа шин на автомобиле, причастном к ДТП, на приборе возможно использование элементов различных типов шин (летняя, зимняя или всесезонная).For specialists working on the scene of an accident, the device makes it possible to quickly determine the coefficient of adhesion. The small size and weight of the device allows you to easily deliver and use it in various places, which makes it possible to significantly reduce the time taken to determine the coefficient of adhesion (using experiment). Depending on the season and the type of tires on the car involved in the accident, the device may use elements of various types of tires (summer, winter or all-weather).

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид В на фиг. 1, на фиг. 4 - фото прибора для определения коэффициента сцепления.In FIG. 1 shows a general view of the device, FIG. 2 is a view A in FIG. 1, in FIG. 3 is a view B in FIG. 1, in FIG. 4 - photo of the device for determining the coefficient of adhesion.

Прибор состоит из рамы тележки 1, установленной на четырех колесах 2 и выполненной из трубы квадратного сечения, к которой посредством шарниров 3 прикреплена П-образная ручка 4, изготовленная из трубы круглого сечения. К раме тележки жестко закреплена вертикальная стойка 5, на которой установлен динамометр 6, соединенный с вертикальной стойкой посредством ползуна 7 и пружины 8. Элемент протектора шины 9 с грузом 10 соединен с динамометром посредством троса 11. Рама тележки выполнена в виде прямоугольника, на котором вертикально установлена стойка, в нижней части которой находится шкив 12, передающий горизонтальное усилие перемещения элемента протектора шины на динамометр.The device consists of a frame of a trolley 1 mounted on four wheels 2 and made of a square tube, to which a U-shaped handle 4 made of a circular tube is attached by hinges 3. A vertical strut 5 is rigidly fixed to the trolley frame, on which a dynamometer 6 is mounted, connected to the vertical strut via a slider 7 and a spring 8. The tread element of the tire 9 with a load 10 is connected to the dynamometer via a cable 11. The trolley frame is made in the form of a rectangle, on which it is vertically a stand is installed, in the lower part of which there is a pulley 12, transmitting the horizontal force of movement of the tire tread element to the dynamometer.

Работает прибор следующим образом.The device operates as follows.

При возникновении необходимости определения коэффициента сцепления прибор доставляется на точку замера. Для определения коэффициента сцепления прибор необходимо переместить на расстояние около 1 м. За счет перемещения прибора с помощью ручки, горизонтальное усилие перемещения элемента шины с грузом через трос передается на динамометр и пружину. При растяжении пружины ползун движется вместе с динамометром, после чего начинается перемещение элемента протектора шины с грузом. Далее, после прекращения перемещения прибора элемент протектора с грузом продолжит движение, вызванное состоянием динамической неуравновешенности между силой трения и силой упругой деформации пружины. Элемент шины протектора с грузом остановится за счет уравновешивания сил трения и силы на пружине. Это статическое состояние фиксируется динамометром, после чего снимаются показания.If it becomes necessary to determine the coefficient of adhesion, the device is delivered to the measuring point. To determine the coefficient of adhesion, the device must be moved to a distance of about 1 m. Due to the movement of the device with the handle, the horizontal force of the tire element with the load through the cable is transmitted to the dynamometer and spring. When the spring is stretched, the slider moves together with the dynamometer, after which the movement of the tire tread element with the load begins. Further, after stopping the movement of the device, the tread element with the load will continue to move, caused by the state of dynamic imbalance between the friction force and the spring elastic deformation force. The tread tire element with the load will stop due to balancing the friction forces and the forces on the spring. This static state is recorded by a dynamometer, after which readings are taken.

Техническими результатами заявленного изобретения являются:The technical results of the claimed invention are:

1) снижение габаритов устройства;1) reducing the size of the device;

2) повышение безопасности при работе с прибором;2) increased safety when working with the device;

3) повышение точности измерений;3) improving the accuracy of measurements;

4) оперативное определение коэффициента сцепления при различных температурах (от -35 до +40°С);4) operational determination of the coefficient of adhesion at various temperatures (from -35 to + 40 ° C);

5) возможность быстрой замены элементов эластичных шин;5) the ability to quickly replace elements of elastic tires;

6) малый вес устройства;6) low weight of the device;

7) возможность воспроизведения любой дорожной ситуации;7) the ability to play any driving situation;

8) возможность выполнения измерений на уклонах.8) the ability to perform measurements on slopes.

Claims

A device for measuring the coefficient of adhesion of a pneumatic tire to a road surface, characterized in that it comprises a frame mounted on four wheels and equipped with a U-shaped handle, a stand mounted vertically on the frame and equipped with a spring and a slider, with the slider mounted on the frame with the possibility of vertical movement and is equipped with a dynamometer installed inside the slider, the device is also equipped with replaceable tire elements with a load, made with the possibility of installation inside the frame on the road surface zhnogo coverage, with the load cell is connected by a cable and a pulley mounted at the bottom of the rack, with said replaceable elements tires.