RU159197U1 - INSTALLATION FOR MEASURING THE COUPLING COEFFICIENT OF A LOCKED CAR WHEEL WITH ROAD COVERING - Google Patents

Abstract

Установка для измерения коэффициента сцепления заблокированного автомобильного колеса с дорожным покрытием, содержащая горизонтально расположенную несущую раму с автомобильным колесом, к передней стенке которой присоединено прицепное устройство, отличающаяся тем, что содержит горизонтально расположенную подвижную квадратную раму, в верхней части которой закреплено на каждой стенке более одной стойки, расположенной на одинаковом расстоянии от центральной оси и друг от друга, а несущая рама выполнена квадратного сечения с отверстиями под стойки, через которые осуществляется ее крепление с подвижной рамой.A device for measuring the coefficient of adhesion of a locked automobile wheel with a road surface, comprising a horizontally located supporting frame with an automobile wheel, to the front wall of which a towing device is attached, characterized in that it comprises a horizontally located movable square frame, in the upper part of which more than one is fixed on each wall racks located at the same distance from the central axis and from each other, and the supporting frame is made of square section with holes and under the counter, through which its holder with the movable frame.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к устройствам оперативного измерения коэффициента сцепления заблокированного автомобильного колеса при его скольжении по твердому дорожному покрытию, и может быть использовано при расследовании дорожно-транспортных происшествий (ДТП).The utility model relates to measuring equipment, in particular, to devices for the operational measurement of the coefficient of adhesion of a locked car wheel when it glides on a hard road surface, and can be used in the investigation of road traffic accidents (RTAs).

Известен портативный прибор ударного действия МАДИ (Немчинов М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля. М. Транспорт, 1985 с.201-202), позволяющий имитировать процесс скольжения заблокированного автомобильного колеса по дорожному покрытию, который состоит из двух резиновых имитаторов толкающих тяг, соединенных шарнирами с подвижной муфтой и резиновыми имитаторами, опорной штанги, в верхней части которой закрепляется подвижной груз, пружин и регистрирующей шайбы.Known portable shock device MADI (Nemchinov M.V. Coupling qualities of road surfaces and vehicle safety. M. Transport, 1985 pp. 201-202), which allows to simulate the sliding process of a locked car wheel on the road surface, which consists of two rubber imitators push rods connected by hinges with a movable sleeve and rubber simulators, a support rod, in the upper part of which a movable load is fixed, springs and recording washers.

Данный прибор не позволяет с высокой точностью воспроизвести движение (трение, скольжение) именно автомобильного колеса, поскольку не имитирует резиновыми имитаторами его конструкцию как таковую (отсутствует форма шины колеса и дифференцируемое давление воздуха в нем, свойства имитации сцепных качеств ограничены характеристиками имитаторов), что влечет за собой погрешности. Помимо этого, недостатком прибора является то, что перед использованием, прибор сначала необходимо оттарировать на ровном месте, затем на исследуемом.This device does not allow to accurately reproduce the movement (friction, sliding) of a car wheel, since it does not imitate its design as such with rubber simulators (there is no tire tire shape and differentiated air pressure in it, the properties of imitation of coupling qualities are limited by the characteristics of simulators), which entails inaccuracy. In addition, the disadvantage of the device is that before use, the device must first be tared out of the blue, then on the subject.

В качестве прототипа принята динамометрическая тележка конструкции Э.Г. Подлиха (МАДИ) (Боровский Б.Е. Безопасность движения автомобильного транспорта. - Л.: Лениздат, 1984. - 304 с, ил., с. 102-103), состоящая из прицепного устройства, колеса с шиной, несущей рамы, рамы загрузки амортизатора и металлических дисков в качестве груза.As a prototype adopted dynamometric cart design E.G. Podlicha (MADI) (Borovsky B.E. Road traffic safety. - L .: Lenizdat, 1984. - 304 s, ill., Pp. 102-103), consisting of a towing device, a wheel with a tire, a supporting frame, a frame loading the shock absorber and metal disks as cargo.

Основным недостатком описанной установки является то, что ее работа ограничивается использованием несъемного универсального измерительного автомобильного колеса (независимо от целей измерения), что значительно снижает возможности моделирования поведения автомобильного колеса, привязанного к определенному ДТП, на дорожном покрытии при различных условиях, а, следовательно, достоверность и точность проводимых измерений. Действительно, сцепные качества дороги определяются, главным образом, за счет ее шероховатости и степени увлажнения, в то время как те же качества автомобиля зависят от ряда факторов, не имеющих никакого отношения к качеству эксплуатируемого покрытия, в частности, состояния контактной поверхности автомобильного колеса (его протектора шины -высота износа грунтозацепов, геометрический рисунок протектора и т.д.), степени его накаченности и конструктивных его особенностей (диаметр, высота профиля боковины шины и т.д.), нагрузки на колесо (которая изменяется при торможении за счет перераспределения сил) и т.д. Также к недостаткам следует отнести и то, что данное устройство (впрочем, как и другие) обладает возможностью измерения только параметров прямого торможения (измерение параметров бокового скольжения исключается конструктивной особенностью установки) испытуемого колеса по испытуемой поверхности.The main disadvantage of the described installation is that its operation is limited to the use of a fixed universal measuring car wheel (regardless of the purpose of the measurement), which significantly reduces the possibility of modeling the behavior of a car wheel tied to a specific accident on a road surface under various conditions, and, therefore, reliability and accuracy of measurements. Indeed, the coupling qualities of a road are determined mainly due to its roughness and degree of wetting, while the same qualities of a car depend on a number of factors that have no relation to the quality of the coating being used, in particular, the state of the contact surface of the car wheel (its tire tread - the height of the lug wear, the geometric pattern of the tread, etc.), the degree of inflation and its design features (diameter, tire sidewall height profile, etc.), wheel load (which paradise changes during braking due to the redistribution of forces), etc. The disadvantages include the fact that this device (however, like others) has the ability to measure only direct braking parameters (the measurement of lateral sliding parameters is excluded by the design feature of the installation) of the test wheel on the test surface.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием в состоянии бокового скольжения.The objective of the utility model is to expand the functionality of the device by providing a measure of the coefficient of adhesion of the wheel to the road surface in a state of lateral sliding.

Это достигается тем, что установка для измерения коэффициента сцепления заблокированного автомобильного колеса с дорожным покрытием, содержит горизонтально расположенную несущую раму с автомобильным колесом, к передней стенке которой присоединено прицепное устройство. Предложенное решение содержит горизонтально расположенную подвижную квадратную раму, в верхней части которой закреплено на каждой стенке более одной стойки, расположенной на одинаковом расстоянии от центральной оси и друг от друга, а несущая рама, выполнена квадратного сечения с отверстиями под стойки, через которые осуществляется ее крепление с подвижной рамой.This is achieved by the fact that the installation for measuring the coefficient of adhesion of a locked car wheel with a road surface contains a horizontally located supporting frame with a car wheel, to the front wall of which a tow hitch is connected. The proposed solution contains a horizontally located movable square frame, in the upper part of which is fixed on each wall more than one rack located at the same distance from the central axis and from each other, and the supporting frame is made of square section with holes for the rack through which it is mounted with a movable frame.

Конструктивный универсализм установки позволяет в равной степени измерять коэффициент сцепления заблокированного автомобильного колеса, привязанного к конкретному ДТП, с дорожным покрытием непосредственно на месте ДТП, как при прямом торможении, так и при боковом скольжении.The constructive versatility of the installation makes it possible to equally measure the coefficient of adhesion of a locked automobile wheel tied to a specific accident with a road surface directly at the accident site, both during direct braking and when sliding sideways.

Сущность установки для измерения коэффициента сцепления заблокированного автомобильного колеса с дорожным покрытием поясняется графическим изображением, на котором изображен ее общий вид (фиг. 1), на фиг. 2 - фотография установки.The essence of the installation for measuring the coefficient of adhesion of a blocked automobile wheel with a road surface is illustrated by a graphic image showing its general view (Fig. 1), in FIG. 2 - photograph of the installation.

Установка для измерения коэффициента сцепления заблокированного автомобильного колеса с дорожным покрытием содержит горизонтально расположенную квадратную подвижную раму 1, на внешних сторонах противоположных боковых стенок которой установлены, например по два колеса 2 свободного вращения подшипникового типа. В верхней части подвижной рамы жестко закреплены, например, сваркой, вертикальные направляющие стойки 3, более одной на каждой стенке подвижной рамы. Вертикальные направляющие стойки предназначены для установки на ней квадратной несущей рамы 4 через соответствующие сквозные отверстия, изготовленные в стенках несущей рамы. К боковым стенкам несущей рамы крепятся две поперечины 5, на которые, например, через фланец 6 крепится автомобильное колесо 7. На внешней поверхности передней стенки несущей рамы, с помощью двух крепежных пальцев 8, закреплено прицепное устройство 9, которое зафиксировано регулируемой стяжкой 10, связанной с подвижной рамой. Для снятия показаний и имитации нагрузки используется соответственно измерительное устройство, например - динамометр, и дополнительные грузы, в общей сложности до 120 кг. (на фиг. не показаны).The device for measuring the coefficient of adhesion of a locked automobile wheel with a road surface contains a horizontally arranged square movable frame 1, on the outer sides of the opposite side walls of which are installed, for example, two wheels 2 of free rotation of a bearing type. In the upper part of the movable frame rigidly fixed, for example by welding, the vertical guide racks 3, more than one on each wall of the movable frame. The vertical guide racks are designed to install on it a square supporting frame 4 through the corresponding through holes made in the walls of the supporting frame. Two cross members 5 are attached to the side walls of the supporting frame, on which, for example, a car wheel 7 is attached via a flange 6. A towing device 9 is fixed to the outer surface of the front wall of the supporting frame with two fixing fingers 8, which is fixed by an adjustable coupler 10 connected with a movable frame. To take readings and simulate the load, a measuring device is used, for example, a dynamometer, and additional loads, up to a total of 120 kg. (not shown in FIG.).

Для измерения коэффициента сцепления при прямом торможении съемную несущую раму 4 через отверстия, с помощью вертикальных направляющих стоек 3, устанавливают на подвижную раму 1. Через фланец 6 к двум поперечинам 5, установленным на несущей раме, крепят автомобильное колесо 7, демонтированное с автомобиля, участвовавшего в ДТП. С помощью такого соединения несущая рама свободно перемещается вверх и вниз относительно вертикальных направляющих стоек (перемещение ограничено конструктивными размерами колеса) и имеет возможность демонтажа с подвижной рамы и установки обратно с разворотом на 90° относительно нее. Для имитации фактической нагрузки, приходящейся на колесо автомобиля, несущую раму нагружают дополнительными грузами (например, в общей сложности до 120 кг.). Распределение нагрузки дополнительными грузами происходит равномерно или из расчета перераспределения нагрузки при торможении на автомобильное колесо, при давлении в колесе 0,2 МПа (или иное, если оно отличалось на момент ДТП). К внешней поверхности передней стенки несущей рамы полученной конструкции с помощью крепежных пальцев 8 крепят прицепное устройство 9, которое фиксируют стяжкой 10 в горизонтальном положении и сцепляют жестко через измерительное устройство, например, динамометр (на фиг. не показан), с автомобилем, который осуществляет транспортировку установки, с помощью установленных на подвижной раме колес 2, по участку дороги с постоянной заданной скоростью с целью измерения коэффициента сцепления.To measure the coefficient of adhesion during direct braking, a removable carrier frame 4 is mounted through the holes using vertical guide racks 3 onto the movable frame 1. Through the flange 6, a car wheel 7 is mounted to two crossbars 5 mounted on the carrier frame, removed from the vehicle in an accident. With this connection, the carrier frame moves freely up and down relative to the vertical guide racks (movement is limited by the structural dimensions of the wheel) and has the ability to dismantle from the movable frame and install it back with a 90 ° turn relative to it. To simulate the actual load attributable to the vehicle wheel, the supporting frame is loaded with additional loads (for example, a total of up to 120 kg.). The distribution of the load by additional loads occurs evenly or from the calculation of the redistribution of the load during braking on the automobile wheel, at a pressure in the wheel of 0.2 MPa (or otherwise, if it was different at the time of the accident). A trailing device 9 is attached to the outer surface of the front wall of the supporting frame of the obtained structure using fastening fingers 8, which is fixed with a screed 10 in a horizontal position and rigidly coupled through a measuring device, for example, a dynamometer (not shown in Fig.), To a vehicle that carries out transportation installation, using the wheels 2 mounted on the movable frame, over a section of the road with a constant predetermined speed in order to measure the adhesion coefficient.

Для измерения коэффициента сцепления при боковом скольжении, несущую раму 4 отсоединяют от прицепного устройства 9 извлечением пальцев 8. Благодаря тому, что несущая рама выполнена съемной и квадратной, ее снимают с вертикальных направляющих стоек 3, разворачивают на 90° относительно подвижной рамы 1, которая остается в первоначальном положении, и снова устанавливают на стойки, после чего с помощью пальцев присоединяют прицепное устройство к внешней поверхности боковой стенки несущей рамы и фиксируют стяжкой 9.To measure the coefficient of adhesion during lateral sliding, the carrier frame 4 is disconnected from the towing device 9 by removing the fingers 8. Due to the fact that the carrier frame is removable and square, it is removed from the vertical guide racks 3, rotated 90 ° relative to the movable frame 1, which remains in the initial position, and again installed on the rack, after which with the help of the fingers attach the hitch to the outer surface of the side wall of the supporting frame and fix the screed 9.

Дальнейшая работа по измерению коэффициента сцепления при прямом или боковом торможении сводится к перемещению устройства в ведомом режиме по поверхности дороги. Динамометром измеряется сила тяги, исходя из которой вычисляется искомый коэффициент по формуле:Further work on measuring the coefficient of adhesion during direct or lateral braking is reduced to moving the device in slave mode on the road surface. The dynamometer measures the traction force, based on which the desired coefficient is calculated by the formula:

,

,

где: m - нагрузка на колесо, кг;where: m is the load on the wheel, kg;

V - скорость перемещения установки, м/с;V is the speed of the installation, m / s;

S - перемещение установки, м;S - displacement of the installation, m;

q - удельное давление в колесе, МПа;q is the specific pressure in the wheel, MPa;

А - площадь пятна контакта шины с опорной поверхностью, м²;And - the area of the contact patch of the tire with the supporting surface, m ² ;

P - буксирующая сила, H.P - towing force, H.

Предлагаемая установка имеет небольшие габаритные размеры, может быть использована в различных условиях непосредственно на месте ДТП (что, ввиду сложности сохранения дорожных условий на момент ДТП с течением времени, обеспечивает необходимую оперативность и качество измерения), позволяет использовать широкий спектр колес (независимо от конструктивных размеров) легковых автомобилей, обеспечивая вариативность их использования (накаченность колеса, износ и рисунок протектора шины, высота его грунтозацепов и т.д.), а также позволяет измерять в равной степени, как прямое торможение, так и боковое скольжение, т.е. установка является универсальной. Кроме этого, предложенное устройство максимально приближено имитирует, за счет и амортизирующих свойств самого колеса и нагружения его грузами, условия эксплуатации автомобильного колеса при торможении автомобиля.The proposed installation has small overall dimensions, can be used in various conditions directly at the scene of an accident (which, due to the difficulty of maintaining road conditions at the time of an accident over time, provides the necessary speed and quality of measurement), allows the use of a wide range of wheels (regardless of design dimensions ) passenger cars, ensuring the variability of their use (inflated wheels, wear and tread pattern, height of its lugs, etc.), and also allows measurement Equally, both direct braking and lateral sliding, i.e. Installation is universal. In addition, the proposed device as closely as possible simulates, due to the shock-absorbing properties of the wheel itself and loading it with loads, the operating conditions of the automobile wheel when braking a car.

Таким образом, задача измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием в состоянии бокового скольжения, стоящая перед автором, решена.Thus, the problem of measuring the coefficient of adhesion of the wheel to the road surface in the state of lateral sliding, facing the author, is solved.

Claims (1)

Установка для измерения коэффициента сцепления заблокированного автомобильного колеса с дорожным покрытием, содержащая горизонтально расположенную несущую раму с автомобильным колесом, к передней стенке которой присоединено прицепное устройство, отличающаяся тем, что содержит горизонтально расположенную подвижную квадратную раму, в верхней части которой закреплено на каждой стенке более одной стойки, расположенной на одинаковом расстоянии от центральной оси и друг от друга, а несущая рама выполнена квадратного сечения с отверстиями под стойки, через которые осуществляется ее крепление с подвижной рамой.

An apparatus for measuring the coefficient of adhesion of a blocked road wheel with a road surface, comprising a horizontally located supporting frame with a car wheel, to the front wall of which is attached a towing device, characterized in that it contains a horizontally located moving square frame, in the upper part of which more than one is fixed on each wall racks located at the same distance from the central axis and from each other, and the supporting frame is made of square section with holes and under the counter, through which its holder with the movable frame.

Images