RU2467308C1 - Method for determining rolling friction coefficient and rolling resistance coefficient - Google Patents
Method for determining rolling friction coefficient and rolling resistance coefficient Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467308C1 RU2467308C1 RU2011131330/28A RU2011131330A RU2467308C1 RU 2467308 C1 RU2467308 C1 RU 2467308C1 RU 2011131330/28 A RU2011131330/28 A RU 2011131330/28A RU 2011131330 A RU2011131330 A RU 2011131330A RU 2467308 C1 RU2467308 C1 RU 2467308C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- coefficient
- rolling
- frames
- coefficients
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике и способам определения параметров трения, а именно к способам определения коэффициентов трения качения, причем не только в отдельных телах качения - шарах, катках, цилиндрах, но и, в первую очередь, в колесах в собранных функционирующих автомобилях, тракторах и других колесных транспортных средствах. Оно может быть использовано для бесконтактного дистанционного определения коэффициентов трения качения не только у малоподвижных тел качения, но и в скоростных транспортных средствах в процессе их движений. Другим достоинством предлагаемого изобретения является упрощение состава технических средств и методики получения и обработки результатов измерений. Известен способ определения коэффициентов трения и скольжения (А.С. СССР №405056 «Способ определения коэффициентов трения». МПК G01N 19/02. Автор Д.М.Толстой. Бюл. №4, 1973), согласно которому образец, выполненный в виде тела вращения, например шара, жестко закрепляют в физическом маятнике, помещают на наклонную плоскость с переменным углом наклона и измеряют угол наклона маятника и угол наклона плоскости и определяют указанные выше коэффициенты в функции этих углов, маятниковости и радиуса тела вращения. Недостатком способа является то, что коэффициенты трения качения и скольжения определяются для малых углов наклона наклонной плоскости маятника с шаром от исходного положения, т.е. в статике. После начала скольжения коэффициенты практически не могут быть определены из-за того, что в этом режиме качение отсутствует, а коэффициент трения скольжения динамический отличается от коэффициента скольжения трогания.The invention relates to techniques and methods for determining friction parameters, and in particular to methods for determining rolling friction coefficients, and not only in individual rolling bodies - balls, rollers, cylinders, but also, primarily, in wheels in assembled functioning cars, tractors and other wheeled vehicles. It can be used for non-contact remote determination of the rolling friction coefficients not only for inactive rolling bodies, but also in high-speed vehicles in the process of their movements. Another advantage of the invention is to simplify the composition of technical means and methods of obtaining and processing measurement results. A known method for determining the coefficients of friction and slip (AS USSR No. 405056 "Method for determining the coefficients of friction." IPC G01N 19/02. Author DM Tolstoy. Bull. No. 4, 1973), according to which the sample is made in the form bodies of revolution, for example, a ball, are rigidly fixed in a physical pendulum, placed on an inclined plane with a variable angle of inclination, the angle of inclination of the pendulum and the angle of inclination of the plane are measured and the above coefficients are determined as a function of these angles, pendulum and radius of the body of revolution. The disadvantage of this method is that the coefficients of rolling and sliding friction are determined for small angles of inclination of the inclined plane of the pendulum with the ball from the initial position, i.e. in statics. After the start of sliding, the coefficients can hardly be determined due to the fact that rolling is absent in this mode, and the dynamic sliding friction coefficient differs from the sliding slip coefficient.
Указанный недостаток устранен в изобретении А.С. СССР №1434334 «Способ определения коэффициента трения». МПК G01N 19/02. Автор А.П.Рамзаев. Бюл. №40, 1988. Эффект достигнут за счет того, что испытуемое тело вращения закрепляют, как и в маятнике по предыдущему изобретению, помещают на наклонную плоскость для придания ему движения. При скатывании тела измеряют с помощью двух акселерометров линейные ускорения двух точек физического маятника, связанного с испытуемым телом качения. Результаты измерения линейных ускорений учитывают в виде углового ускорения в формуле при расчете динамического коэффициента трения качения. Недостатком изобретения является сложность реализации способа - нужны наклонная плоскость с изменяемым углом наклона, два акселерометра, физический маятник с устройством их крепления на нем, а кроме того, знание момента инерции тел, входящего в формулу коэффициента трения, устройство для измерения угла наклона маятника по отношению к вертикали.The specified disadvantage is eliminated in the invention of A.S. USSR No. 1434334 "Method for determining the coefficient of friction." IPC G01N 19/02. Author A.P. Ramzaev. Bull. No. 40, 1988. The effect is achieved due to the fact that the test body of rotation is fixed, as in the pendulum according to the previous invention, placed on an inclined plane to give it movement. When rolling the body, linear accelerations of two points of the physical pendulum associated with the test rolling body are measured using two accelerometers. The results of measuring linear accelerations are taken into account in the form of angular acceleration in the formula when calculating the dynamic coefficient of rolling friction. The disadvantage of the invention is the complexity of the method - you need an inclined plane with a variable angle, two accelerometers, a physical pendulum with a device for mounting them on it, and in addition, knowledge of the moment of inertia of the bodies included in the friction coefficient formula, a device for measuring the angle of inclination of the pendulum with respect to to the vertical.
Известно устройство для определения коэффициента сцепления пневматических колес (А.С. СССР №976778 «Устройство для определения коэффициента сцепления пневматических колес с дорожным покрытием». МПК G01N 19/02. Авторы Печерский М.А. и др. Бюл. №4, 1981). В этом изобретении отражено не только устройство, но и способ измерения коэффициента трения сцепления в пневматическом колесе. Способ состоит в том, что входящее в состав устройства измерительное колесо приводится во вращение благодаря его связи посредством трансмиссии и верхнего плеча двуплечего рычага с неведущими колесами транспортного средства. Возникающая при этом сила трения в контакте измерительного колеса с поверхностью дорожного покрытия регистрируется с помощью динамометрического элемента, расположенного на измерительной тяге. Благодаря двуплечему рычагу, установленному на оси колеса под углом φ к горизонту, где φ=π/2-arctgµk (µk - коэффициент сопротивления качению, определенный заранее), нагружатель воздействует на ось измерительного колеса в вертикальном направлении, через коэффициент сцепления в горизонтальном направлении возникает сила, равная сопротивлению качения его по поверхности дорожного покрытия. В результате динамометрический элемент регистрирует лишь силу трения скольжения между измерительным колесом и поверхностью дорожного покрытия. По величине этой силы и нормальной нагрузке с учетом силы от нагружателя определяют коэффициент сцепления между измерительным колесом и дорожным покрытием.A device for determining the coefficient of adhesion of pneumatic wheels (AS USSR No. 976778 "Device for determining the coefficient of adhesion of pneumatic wheels with road surface." IPC G01N 19/02. Authors Pechersky MA and others Bull. No. 4, 1981 ) This invention reflects not only a device, but also a method for measuring the friction coefficient of adhesion in a pneumatic wheel. The method consists in the fact that the measuring wheel included in the device is rotated due to its connection through the transmission and the upper arm of the two shoulders of the lever with non-driving wheels of the vehicle. The frictional force arising in this case in the contact of the measuring wheel with the surface of the road surface is recorded with the help of a dynamometric element located on the measuring rod. Due to the two-arm lever mounted on the axis of the wheel at an angle φ to the horizontal, where φ = π / 2-arctgµ k (µ k is the coefficient of rolling resistance defined in advance), the loader acts on the axis of the measuring wheel in the vertical direction, through the friction coefficient in the horizontal direction, a force arises equal to its rolling resistance on the surface of the road surface. As a result, the dynamometer element only registers the sliding friction force between the measuring wheel and the surface of the road surface. The magnitude of this force and normal load, taking into account the force from the loader, determine the coefficient of adhesion between the measuring wheel and the road surface.
Недостатком описанного способа является использование сложной конструкции - специального измерительного колеса с двуплечим рычагом, имеющим возможность поворачиваться вокруг оси подвеса. Верхний конец рычага связан через трансмиссию с неведущими колесами транспортного средства, с другим концом рычага связана измерительная тяга с динамометром. Все это делает устройство дорогим и сложным в эксплуатации. Не сказано, как регистрировать показания динамометра. Визуально - сложно, а если электрическим путем, это требует применения измерительных средств. К тому же коэффициент µk в процессе эксплуатации меняется, а т.к. угол φ=const, то это приводит к увеличению погрешности. Не сказано, как изменять нагрузку на пружину. Много неясного в применении способа и технических устройств, снижающих его точность и удобство пользования. В книге. Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. - М.: Машиностроение. 1977. - 528 с. на с.259-263 приведены данные по определению коэффициентов сопротивления качению. Так, на рис.7, для бронзы (прямые 2) при N=3 кгс имеем Fтркач=10 гс, т.е. 
На стр.263, рис.10, коэффициенты сопротивления качению цилиндров по резине, отмеченные линиями 1, 2, 3, лежат в пределах µk=(0,005…0,025) безразм. ед. Эти данные свидетельствуют о том, что угол µk мал (tgµk=T/N, Т - сила трения качения; N - нормальная нагрузка). Самый большой коэффициент по рис.10 µk - 0,025 соответствует углу µk=0,025 рад =1,44 угл. град =85 угл. мин. По результатам экспериментов, проведенных автором для легкового автомобиля, величина µk сопоставима со значением 1,44 угл. град. Данные результаты свидетельствуют о том, что угол µk мал и что при увеличении нагрузки по фиг.2, с.259 (Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. - М.: Машиностроение. 1977. - 528 с.) он будет увеличиваться, что снизит точность измерений. К тому же при смене знака скорости автомобиля у угла µk должен смениться знак, чего не предусмотрено. Другой недостаток способа и устройства по [А.С. СССР №976778 «Устройство для определения коэффициента сцепления пневматических колес с дорожным покрытием». МПК G01N 19/02. Авторы Печерский М.А. и др. Бюл. №4, 1981.] - это то, что измерения производятся в измерительном колесе, а коэффициент сцепления нужно определять в колесах автомобиля. Это еще один источник погрешности. Кстати, в этом изобретении коэффициент сцепления в режиме качения (скольжения) совпадает с коэффициентом сопротивления качению.On page 263, Fig. 10, the coefficients of rolling resistance of cylinders in rubber, marked by lines 1, 2, 3, lie in the range µ k = (0.005 ... 0.025) dimensionless. units These data indicate that the angle µ k is small (tgµ k = T / N, T is the rolling friction force; N is the normal load). The largest coefficient in Fig. 10 µ k - 0,025 corresponds to the angle µ k = 0,025 rad = 1,44 angles. hail = 85 ang. min According to the results of experiments conducted by the author for a car, the value of µ k is comparable with the value of 1.44 angles. hail. These results indicate that the angle µ k is small and that with an increase in the load in FIG. 2, p. 259 (I. Kragelsky et al. Fundamentals of friction and wear calculations. - M.: Mechanical Engineering. 1977. - 528 s.) it will increase, which will reduce the accuracy of measurements. In addition, when changing the sign of the speed of the car at the angle µ k , the sign should change, which is not provided. Another disadvantage of the method and device according to [A.S. USSR No. 976778 "Device for determining the coefficient of adhesion of pneumatic wheels with road surface". IPC G01N 19/02. Authors Pechersky M.A. et al. Bull. No. 4, 1981.] - this is that measurements are made in the measuring wheel, and the coefficient of adhesion must be determined in the wheels of the car. This is another source of error. Incidentally, in this invention, the coefficient of adhesion in the rolling (sliding) mode coincides with the coefficient of rolling resistance.
Данное изобретение принято за прототип. 3адача, решаемая предлагаемым изобретением, - упрощение способа и технических средств, повышение точности и расширение функциональных возможностей.This invention is taken as a prototype. The task solved by the present invention is to simplify the method and technical means, increase the accuracy and expand the functionality.
Предлагаемое изобретение гораздо проще по способу определения коэффициента трения качения и коэффициента сопротивления качению. Соответственно, для его технической реализации требуется несопоставимо меньший набор технических средств, не требуется усложнять конструкцию транспортного средства, ибо не требуются дополнительные измерения по отношению к параметрам исследуемого пневматического колеса. При этом измерения могут быть произведены в любых колесах транспортного средства, интересующих исследователей, при любом знаке и величине скорости.The present invention is much simpler in the method of determining the coefficient of rolling friction and the coefficient of rolling resistance. Accordingly, for its technical implementation, a comparatively smaller set of technical means is required, it is not necessary to complicate the design of the vehicle, because additional measurements are not required with respect to the parameters of the pneumatic wheel under study. In this case, measurements can be made in any vehicle wheels of interest to researchers, with any sign and magnitude of speed.
Технический результат изобретения состоит в применении устройств видеосъемки для отображения и фиксации контактной линии, являющейся пересечением исследуемого колеса транспортного средства с дорожным покрытием, в аналоговой или цифровой форме. Этот результат с аналогового носителя видеокамеры при ее подключении переносят в компьютер с помощью редактора «Windows Movie Maker». С помощью, например, компьютерного редактора видеоизображений «Virtual Dub-MPEG2» производят разбиение всего временного процесса съемки на кадры. Затем изображение каждого кадра увеличивают и в нем в нужных элементах производят необходимые измерения. После этого для последовательных моментов времени с шагом дискретности следования кадров получают последовательность значений коэффициента трения качения.The technical result of the invention consists in the use of video devices for displaying and fixing the contact line, which is the intersection of the studied wheels of the vehicle with the road surface, in analog or digital form. This result from the analog medium of the camcorder, when connected, is transferred to the computer using the Windows Movie Maker editor. Using, for example, the computer video editor “Virtual Dub-MPEG2”, the entire temporary process of shooting is divided into frames. Then the image of each frame is enlarged and the necessary measurements are made in it in the necessary elements. After that, for successive moments of time with a step of discreteness of succession of frames, a sequence of values of the rolling friction coefficient is obtained.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения коэффициентов трения качения и сопротивления качению, включающем операцию размещения испытуемого пневматического колеса на горизонтальном твердом дорожном покрытии, а также операцию фиксации деформации пневматической части колеса, эта операция выполняется с помощью записи видеокамерой картины деформации зоны контакта пневматической части колеса и твердого дорожного покрытия, возникающей при придании колесу движений взад-вперед, после чего заснятый на носитель процесс с помощью компьютера разбивают на кадры с дискретностью 0,04 с или меньше, интересующие кадры вызывают на экран дисплея, увеличивают изображение до нужных размеров и с помощью координатной сетки на экране определяют величину и направление горизонтального смещения центра контактной площадки пневматической части колеса с твердым покрытием в плоскости, параллельной его движению, относительно точки пересечения перпендикуляра, проведенного через ось подвеса колеса к твердой поверхности, т.е. величину предварительного смещения Δх, при этом с учетом масштаба изображения, найденного путем сопоставления размера известного элемента транспортного средства в натуре хH и размера этого же элемента на экране дисплея компьютера х, равного отношению хH/х, определяют величину предварительного смещения в натуре по формулеThe problem is solved due to the fact that in the method for determining the coefficients of rolling friction and rolling resistance, including the operation of placing the test pneumatic wheel on a horizontal hard road surface, as well as the operation of fixing the deformation of the pneumatic part of the wheel, this operation is performed by recording a picture of the contact zone deformation the pneumatic part of the wheel and the hard road surface that occurs when the wheel is driven back and forth, and then captured on a carrier the process is divided by a computer into frames with a resolution of 0.04 s or less, the frames of interest are called up on the display screen, the image is enlarged to the desired size and the size and direction of the horizontal displacement of the center of the contact area of the pneumatic part of the hard-coated wheel are determined using the coordinate grid on the screen in a plane parallel to its motion, relative to the point of intersection of the perpendicular drawn through the axis of the suspension of the wheel to a solid surface, i.e. the value of the preliminary displacement Δx, while taking into account the scale of the image found by comparing the size of the known vehicle element in kind x H and the size of the same element on the computer display screen x, equal to the ratio x H / x, determine the amount of preliminary displacement in kind by the formula
которая является коэффициентом трения качения, после этого определяют коэффициент сопротивления качению КC по формулеwhich is the coefficient of rolling friction, then determine the coefficient of rolling resistance K C according to the formula
где R - радиус колеса,where R is the radius of the wheel,
и эти операции повторяют для всех кадров съемки, обеспечивая определение коэффициентов ΔH и КC на всех стадиях движения колеса.and these operations are repeated for all frames of the survey, providing the determination of the coefficients Δ H and K C at all stages of the movement of the wheel.
На фиг.1 представлена расчетная схема для определения коэффициентов трения качения и сопротивления качению по упругой деформации пневматической части колеса в горизонтальном направлении в плоскости, параллельной плоскости его движения. На фиг.2 изображен снимок фрагмента машины с испытуемым колесом при испытаниях.Figure 1 presents the design scheme for determining the coefficients of rolling friction and rolling resistance by elastic deformation of the pneumatic part of the wheel in a horizontal direction in a plane parallel to the plane of its movement. Figure 2 shows a snapshot of a fragment of the machine with the test wheel during testing.
Суть способа раскрывается описанием следующих операций.The essence of the method is disclosed by the description of the following operations.
1. Испытуемое транспортное средство размещают на горизонтальной площадке с твердым покрытием. Около испытуемого колеса на кузове помещают отсчетную шкалу.1. The test vehicle is placed on a horizontal paved surface. A reading scale is placed on the body near the test wheel.
2. Сбоку от него на штативе размещают видеокамеру объективом против испытуемого колеса и устанавливают в кадре размер изображения. Водитель совершает с транспортным средством движения вперед-назад, при которых испытуемое колесо не выходит за пределы кадра видеокамеры.2. On the side of it, a video camera is placed on a tripod with the lens against the test wheel and the image size is set in the frame. The driver makes forward and backward movements with the vehicle, in which the test wheel does not go beyond the frame of the video camera.
3. На твердом покрытии на пневматической части колеса наносят одна против другой пометки, обозначающие нижнюю среднюю точку пневматической части колеса.3. On a hard surface on the pneumatic part of the wheel one against the other marks are applied indicating the lower midpoint of the pneumatic part of the wheel.
4. После этого включают видеозаписывающее устройство на запись съемки транспортного средства. Транспортному средству задают движения вперед-назад на расстояния, при которых линия пересечения пневматической части испытуемого колеса и твердого покрытия не выходит за пределы кадра изображения видеокамеры.4. Then turn on the video recorder to record the shooting of the vehicle. The vehicle is assigned back and forth movements at distances at which the line of intersection of the pneumatic part of the test wheel and the hard coating does not extend beyond the frame of the video camera image.
5. Останавливают автомобиль и выключают процесс записи. Носитель записи, например лазерный диск, помещают в компьютер, в котором в соответствии с редактором «Virtual Dub-MPEG2» производят разбиение заснятого процесса на кадры. При обычной съемке каждый кадр снимается через время с дискретностью 0,04 с, при скоростной - с меньшим временем дискретности. Дискретность 0.04 с определена в киносъемках для обеспечения при движении кадров восприятия глазами непрерывного движения изображения. Это используется и в видеотехнике. Так меньшую величину дискретности можно применять при съемке движения автомобиля со скоросью больше 1.5 м/с, при которой сделан снимок фиг.2. На нем уже заметна некоторая размытость изображения, не исказившая результата. Отметим, что, например,в видеокамере «Panasonic» предусмотрена дискретность съемки 0.01 с.5. Stop the car and turn off the recording process. A recording medium, such as a laser disc, is placed in a computer in which, according to the editor of Virtual Dub-MPEG2, the captured process is divided into frames. In ordinary shooting, each frame is taken after a time with a resolution of 0.04 s, with high-speed shooting - with a shorter resolution time. The resolution of 0.04 s is defined in filming to ensure that the movement of the frames of perception with the eyes of the continuous movement of the image. This is also used in video equipment. So a lower value of discreteness can be used when shooting the movement of a car with a speed of more than 1.5 m / s, at which the picture of figure 2 was taken. It already shows some blurriness of the image, which did not distort the result. Note that, for example, a Panasonic camcorder provides for a resolution of 0.01 s.
6. В соответствии с программой просмотра «Windows» на экране компьютера устанавливают нужный кадр с нужным его увеличением и производят измерения в колесе согласно схеме фиг.1 либо с помощью пикселей по редактору «Virtual Dub-MPEG2», либо с помощью мерной линейки. В этом случае на экране помещают координатную сетку соответствующих размеров, нанесенную на прозрачную пленку.6. In accordance with the Windows viewer program, the desired frame with its desired magnification is set on the computer screen and measurements are made in the wheel according to the scheme of Fig. 1, either using pixels using the Virtual Dub-MPEG2 editor or using a measuring line. In this case, a coordinate grid of the corresponding sizes deposited on a transparent film is placed on the screen.
7. На экране компьютера проводят перпендикуляр OO' к поверхности (фиг.1). Измеряют части O'B и O'А хорды AB, контактной площадки колеса, сместившейся в направлении движения транспортного средства на величину:7. On the computer screen, perpendicular OO ′ is drawn to the surface (FIG. 1). Measure the parts O'B and O'A of the chord AB, the contact area of the wheel, shifted in the direction of movement of the vehicle by:
В'B=О'O1=A'A.B'B = O'O 1 = A'A.
Определяют разность частей O'А и O'В хорды АВ и величину предварительного смещенияThe difference between the parts O'A and O'B of the chord AB and the amount of preliminary displacement are determined
O'A-O'B=2Δx;O'A-O'B = 2Δx;
8. Определяют масштаб изображения путем измерения размера x элемента на экране и сопоставления с известным размером xH в натуре. Это, например, диаметр обода колеса. Определяют натуральную величину Δн предварительного смещения на основе пропорции:8. The image scale is determined by measuring the size x of the element on the screen and comparing it with the known size x H in kind. This is, for example, the diameter of the wheel rim. The natural value Δ n of the pre-bias is determined based on the proportion:
x→xH x → x H
Δx→ΔH Δx → Δ H
Из этой пропорции рассчитывают величину предварительного смещения:From this proportion, the preliminary bias value is calculated:
9. Повторяют операции 6-7 для других кадров съемки. При необходимости строят график для ΔH для части или полной дистанции.9. Repeat steps 6-7 for other frames of the picture. If necessary, build a graph for Δ H for part or full distance.
10. Из теории известно (Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. - М: Машиностроение. 1977. - 528, с.251-252; Плотников П.К. Модель сил трения шара с предварительным смещением качения по шероховатой поверхности // ДАН РФ, 2010, том. 432, №4, с.481-485), что смещение пятна контакта Δн, т.е. величина предварительного смещения, есть в то же время коэффициент трения качения, т.е. ΔH=k. Поэтому, зная нормальную нагрузку N на испытуемое колесо, определяют по формуле10. It is known from the theory (I. Kragelsky et al. Fundamentals of friction and wear calculations. - M: Mechanical Engineering. 1977. - 528, p. 251-252; P. Plotnikov. Model of ball friction forces with preliminary rolling displacement on a rough surface // DAN of the Russian Federation, 2010, vol. 432, No. 4, p. 481-485), that the displacement of the contact spot is Δ n , i.e. the value of the preliminary displacement is at the same time the coefficient of rolling friction, i.e. Δ H = k. Therefore, knowing the normal load N on the test wheel, determined by the formula
момент сил трения качения в колесе. Зная радиус колеса R (фиг.1), определяют силу трения качения:moment of rolling friction in the wheel. Knowing the radius of the wheel R (figure 1), determine the rolling friction force:
Согласно книге (Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. - М: Машиностроение. 1977. - 528 с.) величина 
11. В случае, если требуется определять коэффициенты трения качения ΔH=k и сопротивления качению Кс на большой дистанции, видеокамеру нужно закрепить на корпусе автомобиля с помощью кронштейна, направив объектив на место контакта колеса с покрытием, и повторять операции по п.4-9. При этом можно применять скоростную видеосъемку. Следует заметить, что описанный способ поддается автоматизации операций измерений, что можно произвести с помощью компьютера.11. If you want to determine the coefficients of rolling friction Δ H = k and rolling resistance K with at a long distance, the camcorder must be mounted on the car body using the bracket, pointing the lens to the point of contact of the wheel with the coating, and repeat the operation according to claim 4 -9. In this case, you can apply high-speed video. It should be noted that the described method lends itself to automation of measurement operations, which can be done using a computer.
Технико-экономический эффект изобретения состоит в существенном упрощении методики и техники определения коэффициентов трения качения и сопротивления качению, в повышении точности. Т.к. способ является бесконтактным и дистанционным, опирающимся на возможности видеотехники и компьютерные технологии, это дает возможность определять параметры трения в автомобилях, тракторах и другом колесном транспорте без вмешательства в их конструкции при их движении с произвольными скоростями. Зная вес транспортного средства, приходящийся на колесо, по формулам (Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. - М.: Машиностроение. 1977, с.251)The technical and economic effect of the invention consists in a significant simplification of the methodology and technique for determining the coefficients of rolling friction and rolling resistance, in improving accuracy. Because the method is non-contact and remote, based on the capabilities of video equipment and computer technology, this makes it possible to determine the friction parameters in cars, tractors and other wheeled vehicles without interfering with their design when they move at arbitrary speeds. Knowing the weight of the vehicle per wheel, according to the formulas (I. Kragelsky and others. Basics of calculations for friction and wear. - M.: Mechanical Engineering. 1977, p. 251)
ΔH=K; 
определяют момент и силу трения качения, т.е. в итоге находят 
Claims (1)
где R - радиус колеса, и эти операции повторяют для всех кадров съемки, обеспечивая определение коэффициентов ΔH и КC на всех стадиях движения колеса. A method for determining the coefficients of rolling friction and rolling resistance, including the operation of placing the test pneumatic wheel on a horizontal hard surface, as well as fixing the deformation of the pneumatic part of the wheel, characterized in that the wheel is given back-and-forth movements and using a video camera, the deformation of the contact zone of the pneumatic is recorded on the carrier parts of the wheel and the hard coating, after which the process captured on the carrier using a computer is divided into frames following with a temporal resolution of 0, 04 s or less, the frames of interest call up the display screen, enlarge the image to the desired size, and using the coordinate grid on the screen determine the magnitude and direction of the offset of the center of the contact pad of the pneumatic part of the hard-coated wheel in a plane parallel to its motion relative to the point of intersection of the perpendicular drawn through the axis of the suspension of the wheel to a solid surface, i.e. the value of the preliminary displacement Δx, while taking into account the scale of the image found by comparing the size of the known vehicle element in kind x H and the size of this element on the computer display screen x, the value of the preliminary displacement in kind Δ H is determined by the formula Δ H = Δх · х H / x, which is the coefficient of rolling friction, then determine the coefficient of rolling resistance Kc by the formula:
where R is the radius of the wheel, and these operations are repeated for all frames of the survey, providing a determination of the coefficients Δ H and K C at all stages of the movement of the wheel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131330/28A RU2467308C1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Method for determining rolling friction coefficient and rolling resistance coefficient |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011131330/28A RU2467308C1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Method for determining rolling friction coefficient and rolling resistance coefficient |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2467308C1 true RU2467308C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011131330/28A RU2467308C1 (en) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Method for determining rolling friction coefficient and rolling resistance coefficient |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2467308C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538673C1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of assessment of force and friction coefficient during cold metal forming and device for its implementation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845523B2 (en) * | 2002-08-16 | 2005-01-25 | Roger M. Copp | Rescue vest with rollers |
| RU2335419C2 (en) * | 2006-06-15 | 2008-10-10 | Николай Александрович Людин | Method for frictional force (adherence) regulation at contact area of road surface with vehicle wheel |
| RU2343450C2 (en) * | 2006-06-13 | 2009-01-10 | Владимир Владимирович Шаповалов | Frictional unit test technique |
| US20090200860A1 (en) * | 2008-02-11 | 2009-08-13 | Pech David J | Drive Tumbler and Track Drive for Mobile Vehicles, Including Lift Cranes |
| RU2390003C9 (en) * | 2008-11-27 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательское и опытно-конструкторское предприятие "Вега" | Method to determine wheel grip of airstrip surface |
-
2011
- 2011-07-26 RU RU2011131330/28A patent/RU2467308C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845523B2 (en) * | 2002-08-16 | 2005-01-25 | Roger M. Copp | Rescue vest with rollers |
| RU2343450C2 (en) * | 2006-06-13 | 2009-01-10 | Владимир Владимирович Шаповалов | Frictional unit test technique |
| RU2335419C2 (en) * | 2006-06-15 | 2008-10-10 | Николай Александрович Людин | Method for frictional force (adherence) regulation at contact area of road surface with vehicle wheel |
| US20090200860A1 (en) * | 2008-02-11 | 2009-08-13 | Pech David J | Drive Tumbler and Track Drive for Mobile Vehicles, Including Lift Cranes |
| RU2390003C9 (en) * | 2008-11-27 | 2010-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательское и опытно-конструкторское предприятие "Вега" | Method to determine wheel grip of airstrip surface |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538673C1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of assessment of force and friction coefficient during cold metal forming and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Olaszek | Investigation of the dynamic characteristic of bridge structures using a computer vision method | |
| Choi et al. | Structural dynamic displacement vision system using digital image processing | |
| CN102628249B (en) | Full-automatic inertial sensing pavement evenness detection system and detection method | |
| CN112504414B (en) | Vehicle dynamic weighing method and system based on non-contact measurement of bridge dynamic deflection | |
| CN112818563B (en) | An evaluation method for anti-skid performance of pavement based on friction contact surface estimation | |
| KR101164423B1 (en) | active contact pressure measuring device of tire | |
| KR101305258B1 (en) | Tire characteristics testing equipment | |
| CN107192343A (en) | A kind of suspension performance test wheel six-degree of freedom displacement measuring device and method | |
| Bai et al. | Optical extensometer and elimination of the effect of out-of-plane motions | |
| EP1969314B1 (en) | Method for estimating movement of a solid | |
| CN110174089A (en) | High-speed railway rail level locally settles detection method and system | |
| CN105333848A (en) | Device and method for measuring aircraft tire compression amount | |
| JP4602605B2 (en) | Tire wear life prediction method | |
| RU2467308C1 (en) | Method for determining rolling friction coefficient and rolling resistance coefficient | |
| CN114858404A (en) | Global Surface Friction Resistance Test Method Based on Optical Flow Algorithm | |
| KR101367154B1 (en) | Apparatus and method for estimating normal force of wheel vehicle | |
| TWM656648U (en) | Backpack sidewalk facility inspection system | |
| CN101852812A (en) | Plane motion velocity vector measuring method and system | |
| KR20140015482A (en) | Method of determining the stress that should be applied to a tyre during a high-efficiency indoor endurance test | |
| Markó et al. | Measuring the bearing capacity of forest roads with an improved Benkelman beam apparatus | |
| Rose et al. | A Method to Quantify Vehicle Dynamics and Deformation for Vehicle Rollover Tests Using Camera-Matching Video Analysis | |
| CN110987149B (en) | A reaction wheel micro-vibration measurement device and method | |
| Holzer et al. | Development of the bulge test equipment for measuring mechanical properties of thin films | |
| CN109612569B (en) | Long-stroke vibration table guide rail bending correction method for low-frequency vibration calibration by laser interferometry | |
| CN209656068U (en) | A kind of calibrating installation of near-infrared star simulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160727 |