Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием

 

Изобретение относится к устройствам для оперативного контроля коэффициента сцепления колеса с сооружаемыми и эксплуатируемыми дорогами с твердым покрытием. Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием включает прицеп с установленными на двух полуосях двумя колесами, тормозящую систему, блок регистрации, связанные с соответствующими полуосями прицепа первый и второй датчики пути, выходы которых соединены с входом блока регистрации. Новым является то, что тормозящая система выполнена в виде имеющей неподвижную электрическую катушку электромагнитной порошковой муфты, одним концом закрепленной на полуоси тормозимого колеса, а другим - на прицепе, при этом устройство дополнительно снабжено соединенным с неподвижной электрической катушкой муфты блоком задания тормозящего момента, на который передается сигнал управления с датчика пути свободно катящегося колеса. Техническим результатом изобретения является эффективность и достоверность измерений при различных дорожных условиях. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для оперативного контроля коэффициента сцепления колеса с сооружаемыми и эксплуатируемыми дорогами с твердым покрытием.

Известно устройство для измерения коэффициента сцепления автодорожных и аэродромных покрытий (авт. св. СССР 1604881, Е 01 С 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 регистрационную аппаратуру.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключаются в том, что известное устройство эффективно при измерениях на ровных поверхностях, что соответственно обуславливает его ограниченные технологические возможности и недостаточную достоверность измерений на участках дороги с различными уклонами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для измерения коэффициента сцепления с дорожным покрытием (патент РФ 2156333, Е 01 С 23/07, G 01 N 19/02, 15.07.1999), включающее прицеп с установленными на двух полуосях двумя колесами, редуктор, блок регистрации, первый и второй датчики пути, связанные с соответствующими полуосями прицепа, тормозящую систему, представляющую собой 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. Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, прицеп с установленными на двух полуосях двумя колесами, тормозящая система, блок регистрации, первый и второй датчики пути, связанные с соответствующими полуосями прицепа.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве механическая тормозящая система, включающая установленный на редукторе направляющий элемент с расположенным в нем подвижным роликом, закрепленным на конце упругого элемента, другой конец которого связан с осью прицепа, подвержена влиянию внешней среды с частицами пыли, влаги или грязесоленого тумана, образующегося при вращении колес. Работа измерительной системы в таких условиях становится неэффективной. Кроме того, коррозия способствует усиленному износу конструктивных элементов устройства, механическая составляющая тормозящей системы подвержена влиянию случайных дестабилизирующих факторов, таких как нестабильность характеристик нагружающей пружины. Все это приводит к снижению достоверности полученных данных по замеру коэффициента сцепления.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Изобретение направлено на решение задачи создания устройства для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, обеспечивающего эффективность и достоверность измерений при различных дорожных условиях.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, включающем прицеп с установленными на двух полуосях двумя колесами, тормозящую систему, блок регистрации, связанные с соответствующими полуосями прицепа первый и второй датчики пути, выходы которых соединены с входом блока регистрации, согласно изобретению, тормозящая система выполнена в виде имеющей неподвижную электрическую катушку электромагнитной порошковой муфты, одним концом закрепленной на полуоси тормозимого колеса, а другим - на прицепе, при этом устройство дополнительно снабжено соединенным с неподвижной электрической катушкой муфты блоком задания тормозящего момента, на который передается сигнал управления с датчика пути свободно катящегося колеса.

Признаки предлагаемого устройства, отличительные от прототипа, наличие блока задания величины тормозящего момента и электромагнитной порошковой муфты для тормозящей системы, одна полумуфта закреплена на полуоси тормозимого колеса, другая - на прицепе, электрическая катушка муфты соединена с блоком задания тормозящего момента, на который подается сигнал управления с датчика пути свободно катящегося колеса. Отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают эффективность и достоверность измерений при различных дорожных условиях.

На чертеже изображен общий вид устройства для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием.

Устройство содержит прицеп 1 с установленными на двух полуосях 4 и 5 двумя колесами 2 и 3, первый и второй датчики пути 6 и 7, связанные с соответствующими полуосями прицепа. Электромагнитная порошковая муфта 8 с электрической катушкой 9 одним концом закреплена на полуоси 4, а другим - на прицепе 1. Электрическая катушка муфты 9 соединена с блоком задания тормозящего момента 10. Выходы датчиков пути 6 и 7 соединены с входом блока регистрации 11.

Устройство работает следующим образом.

При движении прицепа 1 колеса 2 и 3 вращаются с частотой, соответствующей скорости движения, при этом колесо 2 тормозится за счет электромагнитной порошковой муфты 8. Частота вращения колеса 2 зависит от величины электрического сигнала, подаваемого на неподвижную катушку электромагнитной муфты 8 от блока задания тормозящего момента 10. Момент сопротивления вращению колеса 2 может регулироваться за счет изменения величины сигнала на электрической катушке 9 электромагнитной муфты 8. Датчики пути 6 и 7 индуктивного типа регистрируют число оборотов колес 2 и 3. Информация с выходов датчиков пути 6 и 7 подается на блок регистрации 11.

Путь, пройденный вращающимся колесом 2 с заданным уровнем тормозного момента и фиксируемый датчиком пути 6, будет зависеть от сцепных качеств дорожного покрытия. Чем меньше коэффициент сцепления, тем меньший путь пройдет колесо 2. Показания датчиков пути 6 и 7 позволят установить разницу между пройденным расстоянием 2 и 3 колеса. По этой величине определяется значение коэффициента сцепления. Чем больше разность пройденных расстояний колесами 2 и 3, тем больше коэффициент сцепления.

Определение коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

На первом этапе отключают электромагнитную порошковую муфту 8 и обеспечивают свободное качение 2 и 3 колеса, при этом сравнивают показания датчиков пути 6 и 7, а выявленную погрешность вносят в блок регистрации 11.

На втором этапе осуществляют торможение колеса 2 с помощью электромагнитной порошковой муфты 8 при движении по нескольким опытным участкам дорожного покрытия, на которых коэффициент сцепления является известной величиной. При этом фиксируют разность расстояний, пройденных колесами 2 и 3 на каждом из участков. Таким образом, создается эталонная база данных, содержащая зависимость коэффициента сцепления от разности пройденных расстояний колесами 2 и 3.

При проведении измерений на обследуемых участках с помощью торможения электромагнитной порошковой муфтой 8 колеса 2 регистрируют разность расстояний, фиксируемых датчиками пути 6 и 7, и с помощью базы данных определяют коэффициент сцепления на данном участке дорожного покрытия.

Таким образом, предлагаемое устройство 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 использования электромагнитной порошковой муфты уменьшить влияние дестабилизирующих факторов и повысить точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, включающее прицеп с установленными на двух полуосях двумя колесами, тормозящую систему, блок регистрации, связанные с соответствующими полуосями прицепа первый и второй датчики пути, выходы которых соединены с входом блока регистрации, отличающееся тем, что тормозящая система выполнена в виде имеющей неподвижную электрическую катушку электромагнитной порошковой муфты, одним концом закрепленной на полуоси тормозимого колеса, а другим - на прицепе, при этом устройство дополнительно снабжено соединенным с неподвижной электрической катушкой муфты блоком задания тормозящего момента, на который передается сигнал управления с датчика пути свободно катящегося колеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1