ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОДНОКОЛЕСНЫЙ ПОЛУПРИЦЕП
EXPERIMENTAL ONE-WHEEL SEMITRAILER

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к дорожным испытаниям автотранспортных средств.
Известна конструкция тензометрических датчиков для измерения силы, в большинстве случаев представляющих собой упругий элемент с наклеенным тензометрическим резистором, сопротивление которого изменяется пропорционально механической деформации упругого элемента и, следовательно, силе, приложенной к конструкции. Для усиления очень слабого электрического сигнала с тензорезистора необходим прецизионный усилитель или аналого-цифровой преобразователь.
Известна конструкция экспериментального одноколесного полуприцепа [1], которая представляет собой жесткую раму, к которой крепится двумя разнесенными плоскими маятниковыми рычагами, подвешенными на опорные пальцы в подшипниках, колесо с испытываемой шиной. Колесо установлено на ступицу и вращается вокруг своей оси, расположенной на основаниях рычагов. Кроме того, в результате действия силы сопротивления качению или тормозной силы, создаваемой тормозным механизмом полуприцепа, колесо стремится повернуться относительно оси подвеса, чему препятствуют продольные реактивные штанги с наклеенными тензорезисторами, сопротивление которых изменяется пропорционально действующим в контакте пневматической шины с поверхностью дороги силам сопротивления движению полуприцепа.
Колесо в сборе с пневматической шиной известной конструкции одноколесного полуприцепа расположено на достаточном расстоянии от прицепного устройства, что позволяет исключить инерционную связь полуприцепа и автомобиля-тягача при их колебаниях. Кроме того, при исследовании влияния различных режимов движения по неровной дороге на колебания надколесной массы конструкция полуприцепа позволяет так оборудовать испытательный участок дороги искусственными неровностями с известным профилем, что возмущающее воздействие на автомобиль-тягач будет исключено, так как колесо полуприцепа расположено в пределах колеи автомобиля.
Также из теории эксплуатационных свойств [2] известно, что в продольном направлении на движущееся автотранспортное средство кроме силы сопротивления качению и тормозной силы могут действовать: в режиме торможения или разгона - инерционная сила, при движении по неровной дороге - сила сопротивления неровностей микропрофиля дорожной поверхности, которая после преодоления автомобильной шиной вершины неровности, наоборот, вызывает движение автомобиля, а не препятствует ему.
Технический результат заключается в расширении перечня измеряемых знакопеременных сил, которые действуют на автотранспортное средство в продольном направлении при различных режимах движения и на неровной дороге.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения продольных сил, действующих на экспериментальный одноколесный полуприцеп, установлено между автомобилем-тягачом и полуприцепом и представляет собой цилиндр, внутри которого расположен поршень, зафиксированный в центральной части цилиндра с помощью продольно расположенных шпилек с наклеенными тензометрическими резисторами, при этом одна часть из образованных таким образом тензометрических датчиков испытывает растягивающее напряжение при растяжении измерительного устройства, другая - при его сжатии в зависимости от режимов движения автотранспортного средства и ровности дорожной поверхности.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг.1 изображен экспериментальный одноколесный полуприцеп, а на фиг.2 - устройство для измерения продольных сил, действующих на одноколесный полуприцеп.
Экспериментальный одноколесный полуприцеп, основой которого является жесткая рама 9, крепится к автомобилю-тягачу 1 через устройство для измерения сил 14 с помощью вертикального и поперечного горизонтального шкворневых соединений. Горизонтальное шкворневое соединение позволяет полуприцепу качаться в продольной плоскости и состоит из втулок 13, шкворня и цилиндра 18 устройства для измерения сил. Вертикальное шкворневое соединение, в свою очередь, позволяет облегчить поворот автомобиля и состоит из шкворня 4, втулок 2 и 5 и наконечника поршня 19 устройства для измерения сил. Вертикальная нагрузка на автомобильное колесо 11, установленное на ступицу 10, изменяется с помощью грузовых пластин 8, которые зафиксированы гайками 6 и шпильками 7. Полуприцеп может быть оборудован тормозной системой.
Устройство для измерения действующих на полуприцеп продольных сил состоит из поршня 19, помещенного в цилиндр 18 и зафиксированного от продольных перемещений шпильками 17 и 21. Вращение поршня внутри цилиндра должно быть исключено с помощью продольного направляющего паза и направляющего выступа сопряженных деталей. Цилиндр 18 закрывается крышкой 15, а на поверхность шпилек приклеены тензорезисторы 16 и 20, электрический сигнал с которых в виде изменяющегося напряжения поступает на усилитель и регистрирующую аппаратуру, расположенные в салоне автомобиля-тягача.
Измерение силы сопротивления качению полуприцепа, тормозной силы, силы инерции при разгоне и силы сопротивления искусственных неровностей 12 микропрофиля дорожной поверхности при въезде на неровность осуществляется тензометрическим датчиком, состоящим из шпильки 17 и тензорезистора 16. В свою очередь, измерение инерционной толкающей силы полуприцепа при торможении автомобиля и толкающей силы со стороны неровностей микропрофиля дорожной поверхности при съезде с неровности осуществляется тензометрическим датчиком, состоящим из шпильки 21 и тензорезистора 10.
Источники информации
1. Авторское свидетельство №1204459 СССР, МКИ B62D 53/06. Одноколесный полуприцеп для динамических испытаний шин / Н.Н.Яценко, А.А.Енаев, П.П.Просветов, Ю.М.Глазырин.
2. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учебник для вузов по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство". - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.: ил.