Способ исследования автомобильной шины



Способ исследования автомобильной шины
Способ исследования автомобильной шины
Способ исследования автомобильной шины

 


Владельцы патента RU 2527617:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (RU)

При исследовании шины ее катят по участку поверхности тела вращения, имеющему поперек шины переменный радиус кривизны. Собирают продукты износа путем их отсоса из зоны контакта шины с телом вращения и осаждают их на фильтре. Фильтр помещают в сосуд с фиксированным объемом жидкости, представляющей собой дистиллированную воду или водно-органическую смесь. После выдержки фильтра в жидкости, готовят пробу, помещая полученный экстракт в емкость с биосенсором, представляющим собой культуры люминесцентных бактерий, и по уменьшению интенсивности их биолюминесценции по сравнению с пробой, не содержащей токсических веществ, судят об уровне токсического эффекта продуктов износа автомобильной шины. Технический результат - возможность оперативно оценить вредность продуктов износа различных шин при их сопоставлении между собой. 3 ил.

 

Изобретение относится к сухопутным транспортным средствам, а именно к шинам колес. Оно касается исследования автомобильных шин.

Известны различные способы исследования автомобильных шин, изложенные, например, в авторских свидетельствах №№1215014, 1805313, выданных в СССР, в заявках №№2141475, 2141476 на выдачу европейского патента.

В качестве ближайшего аналога принят способ исследования автомобильной шины, изложенный в патенте №4335740, G01M 17/02, выданном в Японии. При осуществлении этого способа производят качение шины по телу вращения и измеряют ее температуру в зоне контакта с опорной поверхностью. При этом способе определяют возможный нагрев шины, влияющий на ее свойства, но не оценивают ее экологическую опасность. Экологическая опасность автомобильных шин обусловлена тем, что в процессе эксплуатации в окружающую среду из шины выделяется более ста видов химических веществ, часть которых представляют токсичные и канцерогенные соединения. Загрязнение атмосферы происходит за счет образования резиновой пыли и газовой эмиссии, которые, попадая в легкие человека, способны вызвать онкологические заболевания.

Задача - оценить экологическую опасность образующихся при износе шины продуктов ее износа.

Решение задачи оценки экологической опасности продуктов износа шины обеспечено тем, что при исследовании автомобильной шины путем ее качения по телу вращения шину катят по участку поверхности тела вращения, имеющему поперек шины переменный радиус кривизны, собирают продукты ее износа путем их отсоса из зоны контакта шины с телом вращения и осаждают их на фильтре, который помещают в сосуд с фиксированным объемом жидкости, представляющей собой дистиллированную воду или водно-органическую смесь. После выдержки фильтра в жидкости готовят пробу, помещая полученную жидкость в емкость с биосенсором, представляющим собой культуры люминесцентных бактерий, и по уменьшению интенсивности их биолюминесценсии по сравнению с чистой пробой, не содержащей токсических веществ, судят об уровне токсического эффекта продуктов износа автомобильной шины.

Такой способ исследования влияния шин на экологию является весьма простым и достоверным. Он дает возможность оперативно оценить вредоносность продуктов износа различных шин при их сопоставлении между собой.

На фигуре 1 изображен стенд для исследования шины для определения экологической опасности продуктов ее износа, вид сбоку.

На фигуре 2 показан вид сверху на упомянутый стенд.

На фигуре 3 показан барабан стенда совместно с шиной.

Представленный на фигурах 1 и 2 стенд для исследования автомобильной шины на предмет определения экологической опасности продуктов ее износа содержит испытательную камеру 1, закрытую кожухом 2. На кожухе 2 расположены фильтры 3 для очистки поступающего в камеру 1 атмосферного воздуха. В камере 1 на кронштейне 4, прикрепленном к основанию стенда, установлен конический барабан 5, покрытый абразивным материалом. Абразивный материал сделан в виде зернистой пленки, наклеенной на коническую поверхность барабана 5. Конический барабан 5 имеет привод от электродвигателя 6 через редуктор 7. Напротив барабана 5 в камере 1 установлено колесо 8, имеющее обод для установки на него исследуемой шины 9. Колесо 8 подвешено на двух стойках 10, расположенных по разные стороны колеса 8. Стойки 10 шарнирно соединены с подставкой 11, прикрепленной к полу камеры 1. Со стойками 10 шарнирно соединен хомут 12, к которому прикреплен шток 13 пневмоцилиндра 14. Корпус пневмоцилиндра 14 шарнирно соединен с расположенным снаружи камеры 1 кронштейном 15, прикрепленным резьбовыми крепежными элементами к основанию стенда. Шток 13 охвачен резиновой манжетой 16, прикрепленной к стенке кожуха 2.

Напротив зоны контакта шины 9 с коническим барабаном 5 помещен заборник 17 воздуха, направляемого по трубопроводу 18 к электрическому аспиратору 19 через фильтр 20 сбора продуктов износа шины. Заборник 17 содержит два вытяжных патрубка 21 и 22, расположенных по разные стороны от места касания шины 9 с барабаном 5, то есть сверху и снизу от места их касания.

При исследовании автомобильной шины для определения ее экологической опасности шину 9 катят по коническому участку поверхности барабана 5, имеющему поперек шины переменный радиус кривизны. Вследствие переменного радиуса кривизны наружной поверхности барабана 5 происходит интенсивное скольжение крайних участков шины 9 по барабану 5, что вызывает ускоренный ее износ (фигура 3). По мере износа шины собирают продукты ее износа и газообразной эмиссии путем их отсоса аспиратором 19 из зоны контакта шины с барабаном и осаждают их на фильтре 20. После сбора продуктов износа шины за определенное время фильтр 20 помещают в сосуд с фиксированным объемом жидкости, представляющей собой дистиллированную воду или водно-органический раствор. После выдержки фильтра в указанной жидкости, в которую происходит экстракция химических веществ из продуктов износа шины, экстракт помещают в емкость с биосенсором, представляющим собой культуры люминесцентных бактерий, и измеряют параметры биолюминесценции. По уменьшению интенсивности биолюминесценции полученной пробы по сравнению с пробой, не содержащей токсических веществ, судят об уровне токсического эффекта продуктов износа автомобильной шины.

Измерительные пробы готовят следующим образом.

Необходимое для исследований количество шинной пыли забирают из зоны контакта колеса посредством вытяжных патрубков 21 и 22 (фиг.1) при помощи электроаспиратора 19 и накапливают на фильтре 20, используемом для приготовления измерительной пробы. В первом варианте отбор продуктов износа производят с помощью электроаспиратора с расходомером, позволяющим фиксировать объем отбираемого воздуха. Во втором варианте фиксируют массу шинной пыли посредством взвешивания на лабораторных весах. В третьем варианте фиксируют время или пройденный шиной путь, при которых происходит генерация продуктов износа. Подготовку проб производят в соответствии с руководящими нормативными документами по применению способов интегрального биотестирования MP 01.018-07.

Токсичность продуктов износа определяют следующим образом.

В качестве тест-объекта используют препараты лиофилизированных люминесцентных бактерий или ферментные препараты бактериальной люциферазы. Методика основана на определении изменения интенсивности биолюминесценции биосенсора при воздействии химических веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем. Люминесцентные бактерии оптимальным образом сочетают в себе различные типы чувствительных структур, ответственных за генерацию биоповреждений (клеточная мембрана, цепи метаболического обмена, генетический аппарат), с экспрессностью, объективным и количественным характером отклика целостной системы на интегральное воздействие токсикантов. Это обеспечивается тем, что люминесцентные бактерии содержат фермент люциферазу, осуществляющую эффективную трансформацию энергии химических связей жизненно важных метаболитов в световой сигнал на уровне, доступном для экспрессных и количественных измерений.

При изучении токсикологических свойств объектов окружающей среды люминесцентный бактериальный тест показывает хорошую корреляцию с их действием на животных, культуры клеток человека и другие известные биотесты.

Критерием токсического действия является измерение с помощью прибора "Биотоке-10" интенсивности биолюминесценции тест-объекта под воздействием химических соединений, содержащихся в анализируемой пробе воды, или водно-органической смеси, по сравнению с раствором, не содержащим токсических веществ. Уменьшение интенсивности биолюминесценции пропорционально токсическому эффекту.

Токсическое действие исследуемой пробы на тест-объект определяют по уменьшению интенсивности биолюминесценции за 30-минутный (в экспрессном варианте - 5 минут) период экспозиции. Количественные оценки тест-реакции выражаются в виде безразмерной величины - индекса токсичности "Т" и функциональными токсикологическими параметрами ЕС20 и ЕС50.

Индекс токсичности "Т" равен отношению Т=100(Io-I)/Io, где Io и I - соответственно, интенсивность биолюминесценции контроля и опыта при фиксированном времени экспозиции исследуемой пробы с биотестом.

Токсикологические параметры пробы ЕС20 и ЕС50, определяемые также посредством измерения Io и I, позволяют быстро и экономно выяснить вопрос, при каких объемах исходного слаботоксичного образца достигается установленный предел токсичности (ЕС20 и/или ЕС50) или при каких разведениях сильно токсичный образец станет безопасным (величины менее ЕС20).

ЕС50 есть эффективный объем образца (в опытах с чистым химическим соединением - концентрация), вызывающий тушение свечения биосенсора на 50% по сравнению с контролем. В этом случае образец сильно токсичен (индекс токсичности равен 50). ЕС20 есть эффективный объем образца (в опытах с чистым химическим соединением - концентрация), который приводит к 20%-ному тушению свечения биосенсора по сравнению с контролем. В этом случае образец токсичен (индекс токсичности равен 20). Все значения величин менее ЕС20 свидетельствуют о том, что образец безвреден для человека.

Вычисление величин ЕС проводят с использованием гамма-функции. Гамма-функция (G) представляет собой зависимость отношения потери интенсивности свечения пробы к оставшейся интенсивности свечения пробы и описывается формулой G=(Io-I)/I, где Io и I - соответственно, интенсивность биолюминесценции в контроле и опыте. Функция G очень удобна для точного определения величин ЕС20 и ЕС50 путем экстраполяции графической зависимости в случаях, когда токсичность образца очень небольшая или, наоборот, когда образец сильно токсичен. График G-функции в логарифмических координатах как функция изменения объема пробы (или концентрации отдельного вещества) есть теоретически прямая линия молекулярности реакции токсического вещества с одной или несколькими мишенями, связывающими эти токсиканты в тест-объекте. Люминометр "Биотоке-10" позволяет представлять величины G для каждой пробы, а также автоматически вычисляет величины ЕС20 и ЕС50.

Образец пробы имеет допустимую степень токсичности, если индекс токсичности T меньше 20, образец токсичен - индекс T равен или больше 20 и меньше 50, высокая токсичность образца - индекс токсичности Т равен или более 50.

Построение сравнительной шкалы для экологической маркировки шин выполняют так. Используют стандартные методики определения токсичности химических веществ, полимеров, материалов и изделий с помощью биотеста «Эколюм» (MP 01.018-07). Находят, в первом варианте, объемы воздуха, отсасываемого из зоны качения шины, дающие токсичности приготовляемых проб ЕС20 или ЕС50, или различают шины по величинам ЕС или T (токсичности) при фиксированном объеме отсасываемого воздуха. Во втором варианте определяют массы частиц резиновой пыли, используемые для приготовления проб, дающие токсичности ЕС20 или ЕС50, или сравнивают шины по ЕС или T при фиксированной массе продуктов износа. В третьем варианте фиксируют время (путь) генерации продуктов износа, дающие токсичности приготовленных проб ЕС20 или ЕС50, или сравнивают шины по величинам ЕС или T при фиксированном времени (или пути) генерации продуктов износа. Для эталонных шин, определяющих вводимую экологическую шкалу, полученные результаты фиксируют и используют в качестве разделительных интервалов. Каждому интервалу качественной экологической шкалы назначается экологическая марка. Результат токсикологического эксперимента подготовки проб и качественная экологическая шкала определяет вид экологической марки, которую присваивают шине.

Способ исследования автомобильной шины путем ее качения по телу вращения, отличающийся тем, что шину катят по участку поверхности тела вращения, имеющему поперек шины переменный радиус кривизны, собирают продукты ее износа путем их отсоса из зоны контакта шины с телом вращения и осаждают их на фильтре, который помещают в сосуд с фиксированным объемом жидкости, представляющей собой дистиллированную воду или водно-органическую смесь, после выдержки фильтра в жидкости получают экстракт и готовят пробу, помещая полученный экстракт в емкость с биосенсором, представляющим собой культуры люминесцентных бактерий, и по уменьшению интенсивности их биолюминесценции по сравнению с пробой, не содержащей токсических веществ, судят об уровне токсического эффекта продуктов износа автомобильной шины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам и способам улучшения однородности шины выборочным удалением материала вдоль участков борта вулканизированной шины. .

Изобретение относится к измерительным устройствам, предназначенным для определения силы, действующей на шину колеса с шиной в сборе транспортного средства, в частности автомобиля.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при изучении механизма сцепления автомобильного колеса с дорожным полотном. .

Изобретение относится к виброакустике машин и может быть использовано для идентификации составляющих виброакустических спектров трибосопряжений, обусловленных процессами нестационарного трения, а также для оценки вклада трения в общий уровень вибрации и шума узлов трения машин.

Изобретение относится к измерительным системам, а именно к средствам контроля состояния конструкции и шасси летательного аппарата, и может быть использовано в различных транспортных средствах (самолетах, вертолетах, беспилотных летательных аппаратах и др.).
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к испытаниям автотранспортных средств. .
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к испытаниям автотранспортных средств. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях кинематических параметров шин на плоской твердой опорной поверхности. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к испытаниям автомобильных шин. .

Тело вращения, выполненное в виде конического барабана 5, совместно с автомобильным колесом 8 и установленной на нем исследуемой шиной 9 помещены в закрытую камеру 1. Камера содержит фильтр 3 очистки поступающего в нее атмосферного воздуха и заборник воздуха 17 с патрубками 21 и 22, помещенными напротив зоны контакта шины с барабаном. Патрубки соединены воздуховодом с аспиратором 19 через фильтр 20 для сбора и отложения на нем продуктов износа автомобильной шины. Для имитации различных климатических условий с необходимой температурой и необходимой влажностью закрытая камера оснащена электрическим нагревательным элементом и соединена паропроводом с парогенератором. Технический результат - возможность получать продукты износа различных автомобильных шин в условиях умеренно форсированного износа для проведения экспресс-анализов их токсичности с использованием методов биотестирования и оценить вредность продуктов износа различных шин при их сопоставлении между собой. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам для определения коэффициента сцепления на искусственных поверхностях, преимущественно взлетно-посадочных полос аэродромов, а также дорожных покрытий. Способ осуществляют методом торможения, когда по поверхности искусственного покрытия катят измерительное колесо, которое тормозят в соответствии с состоянием поверхности покрытия. При этом определяют нормальную силу P нагрузки измерительного колеса на поверхность покрытия. Определяют момент силы M сцепления измерительного колеса с поверхностью покрытия, и в соответствии с полученным значением момента силы M сцепления измерительного колеса увеличивают или уменьшают момент силы Mg торможения электромагнитного тормоза или другого устройства торможения. При этом получают и поддерживают максимальное тормозное усилие Ртор.макс измерительного колеса с поверхностью искусственного покрытия, которое равно силе сцепления F измерительного колеса с поверхность покрытия (Ртор.макс=F). Коэффициент сцепления Ксцп вычисляют по формуле Ксцп=M/PR, R - радиус измерительного колеса. Технический результат - повышение точности измерений коэффициента сцепления. 3 ил.

Устройство содержит, по меньшей мере, один микрофон и камеру, при этом оно снабжено измерительной плитой из поликристаллического материала, ультразвуковым спектральным анализатором, устройством машинного распознавания удара шипа по измерительной плите в ультразвуковом диапазоне, представляющим собой компьютер, устройством машинного распознавания изображения шипа на протекторе шины, также представляющим собой компьютер, и представляющим собой компьютер устройством сопоставления данных, полученных устройствами машинного распознавания удара шипа и изображения шипа, датчиком скорости движения автомобиля по плите и датчиком влажности на поверхности измерительной плиты. Камера выполнена инфракрасной, а ультразвуковой микрофон жестко закреплен на измерительной плите или жестко заделан в измерительную плиту и соединен линией связи с ультразвуковым спектральным анализатором, который в свою очередь соединен линией связи с устройством машинного распознавания удара шипа. Оба устройства машинного распознавания подключены своими выходами к устройству сопоставления данных. Технический результат - получение данных не только о факте наличия и количестве шипов на погонный метр протектора шины, но и косвенные данные о массе шипа, а также о его разрушающей способности способом анализа спектра события удара шипа по измерительной плите с последующим вводом данных. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ контроля состояния конструкции летательного аппарата относится к измерительным системам контроля конструкции и шасси летательного аппарата (ЛА). Производят мониторинг ряда зон с помощью пьезоэлектрических датчиков на частях конструкции. Производят определенным образом измерения сигнала акустической волны, которые преобразуют в аналоговые электрические сигналы. Считывают и обрабатывают сигналы в цифровом блоке обработки. Контролируют исправную работу совокупности пьезоэлектрических датчиков. При помощи установленных в обшивке планера ЛА в районе шасси микрорадаров излучают в район шасси радиолокационный сигнал и принимают отраженный сигнал до момента взлета и от момента посадки до остановки ЛА. По анализу отраженного сигнала определяют техническое состояние каждой шины шасси. Обеспечивается безопасность взлета и посадки ЛА. 2 ил.

Изобретение относится к измерительным системам, а именно к средствам контроля состояния конструкции и шасси летательного аппарата, и может быть использовано в различных транспортных средствах. Согласно способу контроля состояния конструкции летательного аппарата измеряют во время взлета и посадки летательного аппарата число оборотов колес основных стоек шасси, определяют пробег каждой шины колеса шасси летательного аппарата за период текущей взлет-посадки, суммируют данный пробег с уже имеющимся, определяют пробег каждой шины с начала эксплуатации, фиксируют текущую взлет-посадку, суммируют последнюю взлет-посадку каждой шины с уже имеющимися, определяют для каждой шины количество взлетов-посадок с начала эксплуатации, записывают информацию о количестве взлетов-посадок для каждой шины и ее пробег с начала эксплуатации в бортовой накопитель информации. При превышении количества взлетов-посадок и (или) пробега какой-либо из шин заданных величин осуществляют информирование об этом экипажа (оператора) летательного аппарата. В устройстве для осуществления способа колеса основных стоек шасси летательного аппарата оснащены датчиками числа оборотов, выходы которых соединены через вторую группу входов третьего элемента И, первый блок усилителей, первый блок аналого-цифровых преобразователей, первый блок формирователей импульсов и первый блок счетчиков с шестой группой входов устройства сбора информации. В результате повышается качество мониторинга технического состояния шин шасси летательного аппарата на этапах движения по аэродрому, взлета и посадки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области оперативного контроля коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием. Способ определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием заключается в определении величины силового вращающего момента, приложенного к ступице или к диску тестируемого колеса. После чего дважды меняют вертикальную силовую нагрузку, действующую на тестируемое колесо, за счет поддомкрачивания автомобиля, и вновь определяют вращающий силовой момент. По разности измеренных в экспериментах силовых вращающих моментов для различных случаев поддомкрачивания судят о коэффициенте сцепления колеса с дорогой. Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием, содержащее систему нагружения колеса вертикальной нагрузкой и крутящим моментом. Устройство содержит станину, домкрат для поддомкрачивания автомобиля, имеющий датчик усилия, воспринимаемый домкратом. Достигается повышение точности определения коэффициента сцепления отдельного колеса с полотном дороги и расширение диапазона использования способа для тестирования колес большого диаметра. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу определения коэффициента вязкого сопротивления пневмоколес. Способ заключается в том что, включает операцию свободного падения тарированного груза с колесом на опорную поверхность из недеформированного состояния пневмошины в состояние максимальной нормальной деформации. После чего измеряют величину нормальной деформации при падении колеса и времени падения колеса и операцию определения средней скорости падения колеса на опорную поверхность. Затем вычисляют коэффициент вязкого сопротивления пневмоколеса с помощью теоремы об изменении кинетической энергии. Достигается повышение точности получаемого результата за счет определения средней скорости перемещения оси колеса из верхнего недеформированного состояния в положение максимальной динамической деформации. 4 ил.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Способ заключается в нагружении исследуемой ошипованной шины, смонтированной на диске, давлением с усилием 70% от индекса нагрузки этой шины, измерении высоты выступающей части испытываемого шипа противоскольжения и размещении напротив выступающей части испытываемого шипа противоскольжения наконечника тензодатчика с последующим введением указанного наконечника в контакт с этой выступающей частью. Затем после осуществления соосности положения продольных осей указанного наконечника и контактной части элемента, осуществляющего нагружение шипа противоскольжения, осуществляют нагружение шипа противоскольжения для его утапливания в тело протектора исследуемой ошипованной шины на величину, равную высоте выступающей части испытываемого шипа противоскольжения, с последующей регистрацией усилия, снятого с тензодатчика. Технический результат - повышение точности измерений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх