Стенд для исследования траекторий разлета посторонних предметов, выбрасываемых из-под колес

Авторы патента:

Кинякин Виталий Александрович (RU)

Артанов Владислав Владимирович (RU)

Марков Данил Сергеевич (RU)

Нескоромный Евгений Вячеславович (RU)

G01M17/02 - шин

Владельцы патента RU 2748562:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области исследования взаимодействия колеса с дорожным покрытием, в частности исследования траекторий разлета посторонних предметов, вылетающих из-под колеса, с целью создания эффективных средств защиты от их воздействия. Стенд для исследования траекторий разлета посторонних предметов, выбрасываемых из-под колес шасси, содержит основание, механизм загрузки колеса, тележку с испытуемым колесом, механизм разгона, взаимодействующий с тележкой, и устройство регистрации, установленное на контрольном участке. Стенд также содержит пульт управления механизмом разгона и блок управления, взаимодействующий с механизмом торможения. В начале и в конце контрольного участка установлены первый и второй датчики положения тележки. На колесе установлены датчик скорости вращения колеса и механизм торможения. Все упомянутые устройства связаны определенным образом. Повышается точность испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования взаимодействия колеса с дорожным покрытием, в частности, исследования траекторий разлета посторонних предметов вылетающих из-под колеса, с целью создания эффективных средств защиты от их воздействия.

Более близким по технической сущности к заявленному изобретению является стенд для исследования взаимодействия колеса с дорожным покрытием (патент US 800779, МПК G01M опубликованный 30.01.1981 г.). Устройство содержит основание, механизм загрузки колеса, тележку с испытуемым колесом, механизм для разгона тележки, направляющие и устройство регистрации.

Недостатком известного устройства является низкая точность и достоверность результатов испытаний, обусловленная узкими возможностями адекватности воспроизведения процесса, взаимодействия колеса с посторонними предметами, находящимися на опорной поверхности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности и достоверности испытаний, за счет расширения адекватности воспроизведения процесса взаимодействия колеса с посторонними предметами, находящимися на опорной поверхности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный стенд для исследования траекторий разлета частиц, выбрасываемых из-под колес шасси, содержащий основание, механизм загрузки колеса, тележку с испытуемым колесом, механизм разгона, взаимодействующий с тележкой, устройство регистрации, установленное на контрольном участке дополнительно введены, первый и второй датчики положения тележки, установленные вначале и в конце контрольного участка соответственно, датчик скорости вращения колеса и механизм торможения, установленные на колесе, пульт управления механизмом разгона, блок управления, взаимодействующий с механизмом торможения, при этом первый, второй и третий выходы второго датчика положения тележки соединены с первыми входами блока управления, устройства регистрации и механизма разгона соответственно, выход датчика скорости соединен с третьим входом блока управления, выход пульта управления механизмом разгона соединен со вторым входом механизма разгона, выход блока управления соединен с входом механизма торможения, первый и второй выходы первого датчика положения тележки соединены со вторыми входами блока управления и устройства регистрации соответственно.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введены, первый и второй датчики положения тележки, установленные вначале и в конце контрольного участка соответственно, датчик скорости вращения колеса и механизм торможения, установленные на колесе, пульт управления механизмом разгона, блок управления, взаимодействующий с механизмом торможения, при этом первый, второй и третий выходы второго датчика положения тележки соединены g первыми входами блока управления, устройства регистрации и механизма разгона соответственно, выход датчика скорости соединен с третьим входом блока управления, выход пульта управления механизмом разгона соединен со вторым входом механизма разгона, выход блока управления соединен с входом механизма торможения, первый и второй выходы первого датчика положения тележки соединены со вторыми входами блока управления и устройства регистрации соответственно.

В теории качения эластичного колеса выделяют несколько режимов качения, таких как ведомый, нейтральный, свободный, ведущий режим с чистым качением, полное буксование, тормозной режим с чистым качением, тормозной режим с проскальзыванием и полный юз [Теория автомобиля. / В.В. Селифонов, А.Ш. Хусаинов, В.В. Ломакин: Учебное пособие. - М.: МГТУ «МАМИ», 2007. - 102 с.]. Известно, что в процессе взаимодействия пневматической шины с твердой опорной поверхностью происходит симметричное деформирование элементов ее профиля [Работа автомобильной шины. / В.И. Кнороз, Е.В. Кленнинков, И.П. Петров и др. - М.: «Транспорт», 1976. с. 58]. При реализации тормозного усилия на колесе, элементы протектора пневматической шины выходят из контакта с твердой опорной поверхностью более сжатыми, чем входят в него. Эта особенность способствует выбросу посторонних предметов за счет проскальзывания протектора шины относительно опорной поверхности. Также, у заторможенного колеса в момент реализации максимального тормозного усилия, силы окружного сжатия элементов протектора будут наибольшими, что способствует удержанию твердой частицы на поверхности протектора после выхода ее из зоны контакта. Вследствие этого, высота подъема твердой частицы будет больше чем в остальных случаях.

В известном изобретении возможно воспроизведение одного ведущего режима с чистым качением колеса, когда к ступице колеса приложен крутящий момент, численно больший момента сопротивления качению, а касательная реакция в контакте колеса с опорной поверхностью такова, что в контакте сохраняются нескользящие точки. Поэтому результаты испытаний, направленных на исследование траекторий и кинематических параметров посторонних предметов, выбрасываемых из-под колеса, не будут обладать достаточной точностью и достоверностью. В заявленном изобретении в состав стенда дополнительно введен механизм торможения, который обеспечивает повышение точности и достоверности испытаний, за счет расширения адекватности воспроизведения процесса взаимодействия колеса с посторонними предметами, находящимися на опорной поверхности. В частности, позволяет воспроизвести тормозной режим с чистым качением, тормозной режим с проскальзыванием и полный юз.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Структурная схема стенда приведена на фигуре, где обозначено:

1 - основание; 2 - пульт управления механизмом разгона; 3 - механизм разгона; 4.1, 4.2 - датчики положения тележки с испытуемым колесом; 5 - блок управления; 6 - механизм торможения; 7 - механизм загрузки колеса; 8 - датчик скорости; 9 - тележка с испытуемым колесом; 10 - устройство регистрации.

Назначение пульта управления механизмом разгона 2 ясно из названия.

В качестве пульта управления механизмом разгона может быть использован кнопочный пульт Р2АВ EMAS [URL http://www.electroxxi.energo portal.ru/pult-upravleniya-dvuhknopochnyj-p2ab-emas-955129.html дата обращения 17.03.2020], содержащий 2 кнопки: кнопка пуска и кнопка экстренного останова.

Блок управления 5 предназначен для выдерживания эффективного и стабильного режима работы механизма торможения, при котором тормозная сила будет максимальна, а колесо не будет заблокировано. В качестве блока управления может быть использован блок антиблокировочной системы автомобиля [URL http://ab350.ru/abs/ дата обращения 13.03.2020].

Назначение датчика скорости 8 и датчиков положения тележки с испытуемым колесом 4.1, 4.2 ясно из названия.

В качестве датчика скорости вращения колеса может быть использован датчик, основанный на эффекте Холла, который формирует выходной сигнал, зависящий от скорости вращения колеса и который в дальнейшем используется в блоке управления. [URL http://www.autoopt.ru/articles/products/23411728/ дата обращения 17.03.2020].

В качестве датчиков положения тележки с испытуемым колесом 4.1 и 4.2 могут быть использованы концевые выключатели [URL https://owen.ru/product/kontcevie_viklyuchateli_ip54_mtb4_ms/ddm дата обращения 13.03.2020].

Назначение механизма торможения 6 ясно из названия. Торможение может быть реализовано с помощью дискового тормозного механизма с электрическим приводом [URL URL https://wiki.zr.ru/Дисковый_тормоз дата обращения 17.03.2020], содержащего скобу, обмотку, шток и тормозной диск.

Стенд работает следующим образом.

Перед началом проведения испытаний тележка с испытуемым колесом 9 находится в начале участка разгона. Расчетная нагрузка на колесо задается механизмом загрузки 7. На контрольный участок, согласно программы испытаний, помещают частицы гранита, грунта, грязь, лед, воду и т.п. Пуск тележки 9 осуществляется оператором. При нажатии кнопки на пульте управления механизмом разгона 2 происходит включение механизма разгона 3. Тележка с испытуемым колесом 9 разгоняется на участке разгона до расчетной скорости. Наезд колеса на контрольный участок приводит к срабатыванию датчика положения 4.2, по сигналу от которого включается устройство регистрации 10 и механизм торможения колеса 6. С момента срабатывания механизма торможения 6 в работу вступает блок управления 5. Блок управления 5 отслеживает сигнал, поступающий от датчика скорости 8, и сравнивает его с заранее рассчитанными показателями скорости и ускорения тележки с испытуемым колесом 9. Если сигнал е датчика и записанные в блоке управления параметры совпадают - система бездействует. Если же сигнал от датчика скорости 8 отклоняется от расчетных параметров (то есть, происходит блокировка колес), то блок управления 5 вносит корректировку в работу механизма торможения, предотвращая негативные последствия блокировки колес. На контрольном участке осуществляется фиксация траекторий посторонних предметов с помощью устройства регистрации 10. Прохождение тележкой 9 контрольного участка приводит к срабатыванию второго датчика положения 4.1. По сигналу с датчика положения 4.1 отключается исполнительное устройство механизма разгона, устройство регистрации, а с блока управления 5 поступает сигнал на исполнительное устройство механизма торможения 6, что приводит к полному и непрерывному торможению колеса на участке торможения. После чего тележка с испытуемым колесом 9 приводится в исходное положение для повторного пуска.

Стенд для исследования траекторий разлета посторонних предметов, выбрасываемых из-под колес шасси, содержащий основание, механизм загрузки колеса, тележку с испытуемым колесом, механизм разгона, взаимодействующий с тележкой, устройство регистрации, установленное на контрольном участке, отличающийся тем, что дополнительно введены первый и второй датчики положения тележки, установленные в начале и в конце контрольного участка соответственно, датчик скорости вращения колеса и механизм торможения, установленные на колесе, пульт управления механизмом разгона, блок управления, взаимодействующий с механизмом торможения, при этом первый, второй и третий выходы второго датчика положения тележки соединены с первыми входами блока управления, устройства регистрации и механизма разгона соответственно, выход датчика скорости соединен с третьим входом блока управления, выход пульта управления механизмом разгона соединен со вторым входом механизма разгона, выход блока управления соединен с входом механизма торможения, первый и второй выходы первого датчика положения тележки соединены со вторыми входами блока управления и устройства регистрации соответственно.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний колесных движителей. В стенд дополнительно введены механизм поворота рамы, закрепленный к раме и водилу, измеритель силы, установленный во втулке, состоящий из соосно расположенных внешней и внутренней обойм и закрепленных между ними вдоль направления оси водила первого и второго датчиков силы, причем внутренний диаметр втулок соответствует внешнему диаметру внешней обоймы, а внутренний диаметр внутренней обоймы соответствует диаметру фиксирующего пальца, датчик угла поворота рамы, установленный на раме, а также последовательно соединенные пульт ввода данных и блок управления, выход которого соединен с механизмом поворота рамы, а выход первого датчика силы, выход второго датчика силы и выход датчика угла поворота рамы соединены со вторым, третьим и четвертым входами блока управления соответственно.

Стенд для испытания одноосного колесного движителя с крупногабаритными пневматическими шинами // 2744276

Опорно-поворотное устройство установлено на опорную поверхность с возможностью перемещения по прямолинейной траектории, перпендикулярной продольной оси водила, на расстояние не менее длины окружности колеса, а также дополнительно введены блок управления, выход которого соединен с входом механизма перемещения по прямолинейной траектории, датчик линейной скорости опорно-поворотного устройства, установленный на опорно-поворотном устройстве, выход которого соединен с первым входом блока управления, и датчик линейной скорости рамы, установленный на раме, выход которого соединен со вторым входом блока управления.

Способ контроля шин // 2743772

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Способ контроля шин согласно изобретению включает создание базы данных, связывающей модели шин с их трехмерными профилями и сжимающей силой, причем создание базы данных включает для каждой модели шины i) обеспечение наличия модельной шины на опорной плоскости, при этом шину размещают на одной боковой стороне, ii) вдавливание противоположной боковой стороны шины до заданной высоты, iii) повторение измерения для множества точек на поверхности шины в течение, по меньшей мере, полного поворота шины, iv) измерение силы, приложенной в каждой точке, v) вычисление статистической величины как функции указанной силы, vi) связывание статистической величины с трехмерным профилем модельной шины в базе данных, во время контроля шины приложение - к наружной поверхности шины - сжимающей силы, которая равна статистической величине как функции силы в соответствии с моделью, которая соответствует шине, подлежащей контролю, и получена из базы данных, для обнаружения дефекта шины.

Способ сегментации поверхности шины и устройство, функционирующее согласно этому способу // 2742316

Настоящее изобретение относится к способу сегментации поверхности (5a, 5b) шины (P), включающей в себя по меньшей мере одну канавку (4). Способ содержит этапы, на которых: облучают участок (100) поверхности (5a, 5b) шины (P) посредством электромагнитного излучения, имеющего длину волны в видимом спектре; получают изображение (100a) облучаемого участка (100) поверхности и обрабатывают изображение (100a) так, чтобы сегментировать его на области (101, 102), соответствующие областям шины, которые принадлежат или не принадлежат упомянутой по меньшей мере одной канавке (4).

Стенд оценки тягово-сцепных свойств шин с покрытием // 2738363

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для оценки тягово-сцепных свойств шин. Согласно изобретению осуществляют обкатку шин на покрытии кольцевой формы.

Способ и станция контроля шин для колес транспортных средств // 2737564

Станция (27) контроля содержит фоновую часть (49) с опорной поверхностью (36), лежащей в плоскости, перпендикулярной базовой оси (Z), устройство (47) получения изображений для получения, по меньшей мере, одного изображения (23) шины, расположенной так, что ее первая наружная боковая поверхность находится в контакте с опорной поверхностью (36) и вторая наружная боковая поверхность (21) обращена к устройству (47) получения изображений, осветительную систему (50) и компьютер (48), выполненный с возможностью формирования рабочего изображения (24) из, по меньшей мере одного полученного изображения (23) шины.

Способ и установка для контроля шин // 2733978

Настоящее изобретение относится к способу и установке для контроля шин, например, на линии по производству шин, в частности к способу и установке для проверки возможного наличия дефектов на или вблизи поверхности шины, более конкретно на или вблизи внутренней и/или наружной поверхности боковин шины.

Способ и установка для контроля шин // 2733305

Настоящее изобретение относится к способу контроля автомобильных шин. Способ включает: i) обеспечение шины, имеющей ось вращения, на опорной плоскости, при этом образуются опирающаяся боковая часть и свободная боковая часть; ii) определение по меньшей мере одного трехмерного профиля кольцеобразной поверхности шины с центром на оси вращения шины, причем трехмерный профиль охватывает высоту множества точек кольцеобразной поверхности; iii) поступательное перемещение инструмента к шине, расположенной на опорной плоскости, так, чтобы он опирался на измерительную поверхность, причем измерительная поверхность представляет собой часть кольцеобразной поверхности; iv) вдавливание измерительной поверхности посредством инструмента для приложения вдавливающей силы, создаваемой инструментом, к измерительной поверхности по направлению к опорной плоскости; v) обеспечение относительного поворота шины относительно инструмента так, чтобы инструмент последовательно контактировал с множеством разных измерительных поверхностей, частей кольцеобразной поверхности, разнесенных в угловом направлении, при сохранении по существу постоянной вдавливающей силы, создаваемой инструментом и приложенной инструментом к измерительным поверхностям, во время по меньшей мере одного полного поворота вокруг оси вращения; vi) измерение высоты измерительных поверхностей в множестве угловых положений шины и инструмента друг относительно друга во время полного поворота при осуществлении вдавливающего воздействия, и vii) сравнение высоты измерительных поверхностей в множестве угловых положений шины и инструмента друг относительно друга с высотой множества точек трехмерного профиля кольцеобразной поверхности в таких же угловых положениях, и viii) определение того, имеет ли дефект шина, на основе сравнения.

Способ и устройство контроля шин // 2732671

Настоящее изобретение относится к устройству для контроля автомобильных шин. Устройство содержит: систему (104) обнаружения, которая содержит камеру (105), имеющую оптическую плоскость (107), проходящую через камеру (105), и определяющую фокальную плоскость (121); первый источник (110) света, второй источник (108) света и третий источник (109) света, выполненные с возможностью излучения соответственно первого, второго и третьего световых излучений для освещения участка поверхности указанной шины, находящегося в или вблизи фокальной плоскости (121).

Шинно-рельсовый стенд для статических испытаний // 2730737

Изобретение относится к стендовому оборудованию, предназначенному для определения нагрузочных условий шин транспортных средств на комбинированном (дорожно-рельсовом) ходу.