ПРИЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ДОРОЖНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Предлагаемое техническое решение относится к области средств измерения величины сцепления колес транспортных средств с дорожным или аэродромным покрытием в натурных условиях сооружаемых и эксплуатируемых дорог.
Известно устройство для измерения коэффициента сцепления дорожных покрытий, включающее акселерометр, регистрирующее приспособление и источник электроэнергии, установленные на автомобиле, при этом устройство снабжено герконом, электромагнитом и электрогенератором, акселерометр выполнен ртутным и включен в электрическую цепь через геркон, электрогенератор связан с колесом автомобиля и включен в цепь электромагнита, размещенного в рабочей зоне геркона (авторское свидетельство СССР №1493712, кл. Е01С 23/07, 1989 г.).
Наиболее близким из известных является устройство для измерения коэффициента сцепления дорожных и аэродромных покрытий, содержащее двухосный прицеп с межосевой тормозящей передачей, приспособление для измерения тормозного усилия и регистрирующую аппаратуру, при этом устройство снабжено сцепной муфтой и дифференциальными механизмами, межосевая тормозящая передача выполнена в виде коробки передач, связанной посредством карданных валов с дифференциальными механизмами, а сцепная муфта размещена на одном из карданных валов, причем передаточное отношение коробки передач не равно единице (авторское свидетельство СССР №1604881, кл. Е01С 23/07, 1990 г.).
Известные устройства достаточно сложны по конструкции и не обеспечивают получения максимально достоверных данных в связи возникновением погрешностей при передаче данных от одного элемента конструкции к другому.
Технической задачей является обеспечение возможности получения максимально корректных данных о коэффициенте сцепления колеса с дорожным покрытием за счет минимизации количества звеньев в цепи измерения.
Достигается это тем, что устройство для измерения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с дорожным покрытием выполнено в виде полуприцепа, имеющего раму с размещенным по центральной продольной оси устройства дышлом, закрепленные на полуосях или ступицами непосредственно к вертикальным стойкам рамы автомобильные колеса с шинами, одно из которых соединено с валом электрогенератора, и измерительное приспособление, электрически соединенное со стрелочным или цифровым регистрирующим прибором. При этом, устройство снабжено установленной со стороны соединенного с электрогенератором колеса прицепляемой к автомобилю боковой тягой и шарнирно соединенным с ней с возможностью ограниченного упором осевого перемещения в направляющем отверстии рамы штоком, кинематически соединенным с измерительным приспособлением, в качестве которого использован тензометрический датчик. Кроме того, устройство может быть снабжено стяжной регулировочной муфтой и установленным соосно или параллельно штоку демпфером.
На чертеже представлено устройство для измерения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с дорожным покрытием, вид сверху.
Устройство для измерения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с дорожным покрытием представляет собой полуприцеп и состоит из следующих составных частей: рамы 1,
автомобильных колес с шинами 2, полуоси 3, электрогенератора 4, дышла 5 и боковой тяги 6, прицепляемых к автомобилю. Устройство содержит также измерительное приспособление 7, стрелочный или цифровой регистрирующий прибор 8, установленный в кабине автомобиля буксировщика, шток 9, одним концом соединенный с измерительным приспособлением и размещенный другим концом в направляющем отверстии рамы, выполненном в виде подшипника скольжения 10, перемещение в котором ограничено и шайбой 11. Кроме того, устройство содержит стяжную муфту 12 и демпфера 13.
Основные параметры прицепного прибора и краткая характеристика установки:
- Размеры шины по ГОСТ20993, дюймы - 6,00-13,
- тип протектора - с рисунком при глубине его не менее 1,0 мм;
- давление воздуха в шине, кПа - 170±20 (1,7±0,2 кгс/см);
- максимальное радиальное биение обода и шины, мм - 2±0,2.
В одно из колес вставлен вал генератора, который при движении тележки притормаживает колесо и вырабатывает электроэнергию для зарядки аккумулятора. Как вариант, ведущее и измерительное колеса устанавливаются на ступицы, прикрепленные непосредственно к вертикальным стойкам рамы.
Устройство для измерения коэффициента сцепления колеса транспортного средства с дорожным покрытием работает следующим образом. Тележка прицепляется сцепным устройством к легковому автомобилю. При движении автомобиля с тележкой одно из колес постоянно проскальзывает относительно поверхности покрытия из-за притормаживания, являющегося следствием работы генератора (на скорости 60 км/ч генератор начинает работать на полную мощность и подпитывать аккумулятор). Возникающая под притормаживаемым колесом продольная сила сцепления зависит от состояния покрытия и через конструктивные элементы: шток измерительного приспособления,
9
боковую тягу дышла - воздействует на измерительное приспособление - тензометрический датчик ЛХ-144 (Диапазон измерения: 170 кг для ЛХ-144. Частотный диапазон измерения 0-25 Гц. Погрешность датчика при температуре 20°С не более 0,8% от диапазона измерения. Погрешность датчика при температуре: 50°С не более 2%; -50°С не более 2,5%. Дополнительная погрешность от вибрации 1%. Сопротивлении электрической изоляции между любым контактом вилки и корпусом датчика: не менее 100 МОм при нормальных климатических условиях; не менее 10 МОм при температуре 50°С и не менее 10 МОм при температуре 20±5°С и относительной влажности до 98%. Начальный разбаланс моста не менее 400 кОм (в единицах калибровочного сопротивления). Сопротивление диагоналей мостовой схемы: Ri-з=700±15 Ом и R2-4=805±15 Ом.) Условия эксплуатации: температура окружающей среды ±50°С, относительная влажность 98% при 20°С; атмосферное давление 800...1-9~ мм рт.ст.; вибрация в диапазоне 10...4000 Гц - виброперегрузки до 100 g в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, время воздействия 15 мин; линейное ускорение до 15 g в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, время воздействия 15 мин; ударное ускорение 200 g длительностью импульса 1-5 мс, частотой 3 удара/мин; акустические шумы с уровнем до 180 дБ, частотой до 10 кГц; могут функционировать при наличии паров керосина и жидкого кислорода. Усилие на датчике преобразовывается в электрический сигнал с помощью тензопреобразователя ПА-1 и отображается на стрелочном регистрирующем приборе блока наблюдения в виде коэффициента сцепления автомобильной шины с дорожным покрытием. Блок наблюдения состоит из тензопреобразователя ПА-1, стрелочного регистрирующего прибора - микроамперметра и цепей электропитания, а электропитание осуществляется от аккумулятора. Тензометрический датчик ЛХ-144 связан с блоком наблюдения гибким электрическим кабелем.