Устройство для измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием

 

Изобретение относится к измерению коэффициента сцепления колеса, например автомобильного, с дорожным покрытием. Устройство для измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, включающее прицеп с установленными на двух полуосях колесами, редуктор, тормозящую систему, блок регистрации, согласно изобретению, снабжено первым и вторым датчиками пути, связанными с соответствующими полуосями прицепа, а тормозящая система включает установленный на редукторе направляющий элемент с расположенным в нем подвижным роликом, закрепленным на конце упругого элемента, другой конец которого связан с осью прицепа, при этом редуктор установлен на одной из полуосей прицепа, а выходы датчиков пути связаны с входами блока регистрации. Устройство согласно изобретению за счет использования определения коэффициента сцепления разности расстояний, измеренных колесами одноосного прицепа, момент сопротивления вращению одного из которых превышает момент сопротивления вращению другого колеса, позволяет получить достоверный результат вне зависимости от профиля автодороги, а за счет дискретного действия системы торможения обеспечивает получение информации о сцеплении с более высокой точностью. 1 ил.

Изобретение относится к измерению коэффициента сцепления колеса, например автомобильного, с дорожным покрытием.

Известно определение сцепных качеств дорожного покрытия, основанное на контроле разности вращения ведущего и ведомого колес автотранспортного средства. По разности числа оборотов указанных колес судят о величине коэффициента сцепления обследуемого дорожного покрытия (авт. св. СССР N 1749334, E 01 C 23/07, 1989; патент РФ N 1764400, G 01 C 5/00, 1988).

Недостатком такого технического решения является недостаточная достоверность измерений, так как в данном случае на результаты измерений помимо качества дорожного покрытия влияет - рельеф местности, например уклоны, а также динамика движения транспортного средства.

Известно также устройство для измерения коэффициента сцепления автодорожных и аэродромных покрытий (авт. св. СССР N 1604881, E 01 C 23/07 1988), содержащее двухосный прицеп с межосевой тормозной системой, приспособление для измерения тормозного усилия, тормозящую систему, выполненную в виде коробки передач и дифференциальными механизмами (редукторами) и сцепной муфтой на одном из карданных валов, а также регистрирующую аппаратуру. Устройство по принципу своей работы, в частности, с использованием динамометрического приспособления, эффективно при измерениях на ровных поверхностях, что соответственно обуславливает его ограниченные технологические возможности и недостаточную достоверность измерений особенно на участках дороги с различными уклонами.

Задачей изобретения является создание устройства для измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, обеспечивающего эффективность и достоверность измерений при различных дорожных условиях.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, включающее прицеп с установленными на двух полуосях колесами, редуктор, тормозящую систему, блок регистрации, согласно изобретению, снабжено первым и вторым датчиком пути, связанными с соответствующими полуосями прицепа, а тормозящая система включает установленный на редукторе направляющий элемент с расположенным в нем подвижным роликом, закрепленным на конце упругого элемента, другой конец которого связан с осью прицепа, при этом редуктор установлен на одной из полуосей прицепа, а выходы датчиков пути связаны с входами блока регистрации.

На чертеже схематично представлено устройство согласно изобретению, общий вид.

Устройство содержит прицеп 1, включающий колеса 2 и 3, установленные соответственно на полуосях 4 и 5, первый и второй датчики пути 6 и 7, установленные на оси 8 и связанные через ременные передачи 9 соответственно с полуосями 4 и 5. Редуктор 10 установлен на полуоси 4. На фланце редуктора 10 закреплен направляющий элемент 11 с расположенным в нем подвижным роликом 12, укрепленным на конце упругого элемента 13, другой конец которого связан с осью 8 прицепа 1.

Направляющий элемент 11 включает также амортизирующие пружины 14. Выходы датчиков пути 6 и 7 соединены с входами блока регистрации 15.

Устройство работает следующим образом.

При движении прицепа 1 колеса 2 и 3 вращаются с частотой, соответствующей скорости движения, при этом колесо 2 периодически и дискретно тормозится за счет того, что его вращение через полуось 4 и редуктор 8 передается на направляющий элемент 11, который, вращаясь, растягивает упругий элемент 13, чем создается дополнительный момент сопротивления вращению колеса 2. При повороте направляющего элемента 11 более чем на 90^o, ролик 12 перемещается на противоположный конец направляющего элемента 11, упругий элемент 13 при этом возвращается в свое исходное состояние (сжимается) и затем вновь начинает растягиваться. Момент сопротивления вращению колеса 2 может регулироваться исходным натяжением упругого элемента 13.

Датчики пути 6 и 7, выполненные, например, в виде пары магнит - геркон, регистрируют число оборотов колес 2 и 3. Информация с выходов датчиков пути 6 и 7 подается на блок регистрации 15, например микропроцессор.

Путь, пройденный вращающимся с дискретным торможением колесом 2 и фиксируемый датчиком пути 6, будет существенно зависеть от сцепных качеств дорожного покрытия. Чем меньше коэффициент сцепления, тем меньший путь пройдет колесо 2, и наоборот. При этом путь, пройденный колесом 3, свободным от притормаживания, из-за несоизмеримо меньшего момента сопротивления вращению по сравнению с колесом 2, практически не зависит от дорожных условий. Таким образом, сравнивая разницу расстояний S, пройденных колесами 2 и 3, можно получить информацию о коэффициенте сцепления дорожного покрытия. Чем больше S, тем меньше коэффициент сцепления, и наоборот.

Для осуществления измерений с помощью патентуемого устройства поступают следующим образом.

Предварительно на эталонном базисе с отключенной системой торможения (упругий элемент 13 отсоединен от оси 8) приводят измеряемый путь колесами 2 и 3 прицепа 1 к равным и соответствующим эталонному значениям. Далее осуществляют проезд автотранспортного средства, снабженного прицепом 1 согласно изобретению, по нескольким (n) опытным участкам дорожного покрытия с известными коэффициентами сцепления (K₁...K_n) и измеряют разность расстояний S, пройденных колесами 2 и 3 на каждом из n участков. По результатам измерений устанавливают зависимость K = f(S) разности расстояний S, пройденных колесами 2 и 3, от коэффициента сцепления K. На обследуемом участке дороги осуществляют проезд транспортного средства с прицепом 1. С помощью датчиков пути 6 и 7 и блока регистрации 15 измеряют разность расстояний S, пройденных колесами 2 и 3. По полученной разности, с использованием установленной ранее зависимости K = f(S), определяют коэффициент сцепления K на данном участке дороги.

Одновременно информация о пройденном пути, снимаемая с датчика пути 7, свободного от притормаживания, может быть использована для привязки измеряемого коэффициента сцепления к пикетажу автомобильной дороги.

Таким образом, устройство согласно изобретению за счет использования для определения коэффициента сцепления разности расстояний, измеренных колесами одноосного прицепа, момент сопротивления вращению одного из которых превышает момент сопротивления вращению другого колеса, позволяет получить достоверный результат вне зависимости от профиля автодороги, а за счет дискретного действия системы торможения обеспечивает получение информации о сцеплении с более высокой точностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, включающее прицеп с установленными на двух полуосях двумя колесами, редуктор, тормозящую систему, блок регистрации, отличающееся тем, что оно снабжено первым и вторым датчиками пути, связанными с соответствующими полуосями прицепа, а тормозящая система включает установленный на редукторе направляющий элемент с расположенным в нем подвижным роликом, закрепленным на конце упругого элемента, другой конец которого связан с осью прицепа, при этом редуктор установлен на одной из полуосей прицепа, а выходы датчиков пути связаны с входами блока регистрации.

РИСУНКИ

Рисунок 1