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CN101576477A - 路面摩擦系数测试车 - Google Patents

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CN101576477A
CN101576477A CN 200910087361 CN200910087361A CN101576477A CN 101576477 A CN101576477 A CN 101576477A CN 200910087361 CN200910087361 CN 200910087361 CN 200910087361 A CN200910087361 A CN 200910087361A CN 101576477 A CN101576477 A CN 101576477A
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pavement friction
fixed
vertical beam
coefficient testing
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沈国辉
周兴业
郭朝阳
贾磊
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Research Institute of Highway Ministry of Transport
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Research Institute of Highway Ministry of Transport
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Abstract

本发明涉及“路面摩擦系数测试车”，属于道路工程施工领域，包括两个测试轮、配重箱和牵引连接架，其特征在于：所述测试轮通过轴连接在一起，所述配重箱下方固定连接有竖梁，所述竖梁通过轴承与轴连接，所述牵引连接架的一端固定在竖梁，另一端与外接设备相连，所述牵引连接架与竖梁之间还连接有测力计，所述测力计与数据记录器电连接。本发明提出的摩擦系数测试车可以在车辆正常行驶速度下，测定路面表面的摩擦系数，克服了以往固定点、速度低的条件下与车轮高速行驶条件下，路面摩擦系数的表现存在差异的问题，同时还可以测定出不同速度下的摩擦系数值。通过改变车辆的配重，可以测定在不同的轮胎接地压力条件下的路面摩擦系数值。

Description

路面摩擦系数测试车
技术领域
本发明主要应用于道路工程领域科研、设计及施工领域，特别设计用于沥青或水泥路面表面摩擦系数的测定。
背景技术
路面的摩擦系数是路面使用性能的一项重要指标，摩擦系数的大小将直接影响车辆的行驶安全，随着高速交通的不断发展，对于路表功能的要求也越来越高。近年来，针对提高路面表面摩擦系数开发的路面材料多种多样，如抗滑表层AK系列、超薄沥青罩面层等多种材料的出现都有效的提高了路表的摩擦能力。但是，当前对于路表摩擦系数的测试方法仍主要以传统的摩擦系数仪为主，该方法的不足之处在于(1)其测定是在固定点，低速的条件下对路表面的摩擦能力给予的间接评价，通过提升端部带有橡胶滑块的摆臂锤到固定高度后下落，测定滑块儿经路面摩擦减速后的摆升高度来评价路表与橡胶块儿的摩擦大小，其指标参数并非摩擦系数本身，而是通过摆针的高度值间接表达；(2)同时，由于其测试是逐点进行，耗时长，强度大，效率低，不利于在路面验收或大规模检测中快速全面的获得路况信息；(3)摩擦系数的重要意义在于体现车辆在路面高速行驶过程中，轮胎与路表之间的滚动摩擦对车辆附着力的影响，其测定也应该是在高速、车辆荷载真实作用下，轮胎滚动过程中的滚动摩擦系数。因此，有必要开发一种可以实测车辆高速行驶状态下，路表与车轮作用摩擦系数的设备来满足路面使用功能检测的要求。
发明内容
针对本领域中的空白，本发明提供一种可在车辆正常行驶速度下，可测定不同轮胎接地压力下，路面表面摩擦系数的试验设备即路面摩擦系数测试车。
路面摩擦系数测试车，包括两个测试轮、配重箱和牵引连接架，其特征在于：所述测试轮通过轴连接在一起，所述配重箱下方固定连接有竖梁，所述竖梁通过轴承与轴连接，所述牵引连接架的一端固定在竖梁，另一端与外接设备相连，所述牵引连接架与竖梁之间还连接有测力计，所述测力计与数据记录器电连接。
所述测试轮的轮毂上安装有测速仪，所述配重箱上安装有能接收测速信号的信号接收器，所述信号接收器与数据记录器电连接。
所述信号接收器的一端固定于配重箱的外侧，另一端为自由端，紧靠着测速仪。
所述竖梁上固定有车架平衡装置，所述车架平衡装置由一个水平板和一块竖直板组成，且以T型方式固定在一起，所述牵引连接架与车架平衡装置中的水平板固定连接。
所述牵引连接架上有两块平行卡板，所述车架平衡装置中的水平板卡入两块平行卡板中，通过螺栓固定连接。
所述测力计的一端固定在牵引连接架上，另一端固定在车架平衡装置中的垂直板上，且测力计位于车架平衡装置中的水平板的表面上。
所述测力计为一液压油缸式测力仪。
所述配重箱中设置有配重块。
所述轴上还固定有减震器。
所述竖梁上还固定有支撑架，位于车轮的前面和/或后面。
本发明的核心原理是：汽车的滚动摩擦力Pf是车轮在路面上滚动时，因路面与轮胎变形而产生的摩擦力。它与路面种类、状态、车速、轮胎结构及充气压力有关。滚动摩擦力与轮胎负荷(轴载)G成正比，即：
Pf＝fG
式中：G——车轮负荷(N)；
f——滚动摩擦系数，与路面状况、行驶速度、轮胎的性质等多种因素有关。
利用摩擦力与摩擦系数的关系，通过测定车轮在路表面滚动过程中所需的拉力，反算车轮与路面表面之间的滚动摩擦系数。
实测车架空载情况下的轴载，或配置不同数量的配重块，完成车架系统的配重。通过实测接地面积，计算轮胎的接地压强。作为测量的固定参数记录下来。然后，将外接设备外力牵引车与本发明摩擦系数车通过牵引连接架相连，连接好测力计，检查信号确认数据传输正常，完成各系统的安装和调试。以一定的速度拉动摩擦系数车行驶，当达到测试所需速度以后，保持匀速前进，到达测试路段，开启数据记录器(可放置在牵引车内)采集车速与拉力相应数据，在此过程中应注意保持速度的平稳和路况的稳定，相应的测试路段应不少于100米。取测试段内所有数据的平均值作为测试结果。
由于摩擦系数与车速有关，因此本发明在测试轮上安装有测速仪和传感器，同时在配重箱上安装有信号接收器，当车前行，车轮转动，信号接收器与数据记录器相连，记录下车轮转动的圈数与时间的关系，可以确定出车速，从而测定出车速与拉力的关系。
本发明还在牵引力与竖梁之间安装有一个车架平衡装置，该装置由两块呈T型固定在一起的板组成，可用于平衡测量车在行进中产生的扭力等。
本发明还设置了两个支撑架，用于支撑本发明车在不工作时停放稳当。
本发明还可以通过在配重箱内配置不同质量的配重块调整车辆荷载，获得不同的轮胎接地压强。另外，还可以根据需要配置温度、湿度传感器，以记录试验时刻路段的温湿状况。
相对于现有技术，本发明的测试车具有如下的优点及效果：
1.本发明提出的摩擦系数测试车可以在车辆正常行驶速度下，测定路面表面的摩擦系数，克服了以往固定点、速度低的条件下与车轮高速行驶条件下，路面摩擦系数的表现存在差异的问题，同时还可以测定出不同速度下的摩擦系数值。
2.本发明提出的摩擦系数车通过在车架配重系统中改变车辆的配重，可以测定在不同的轮胎接地压力条件下，路面的摩擦系数值。
附图说明
图1本发明的拆开结构主视示意图；
图2本发明的结构侧视示意图；
图中各标号列示如下：
1-配重箱，2-测速仪，3-测试轮，4-车架平衡装置，5-牵引连接架，6-竖梁，7-减震器，8-支撑架，9-液压油缸式测力仪，10-轴，12-信号接收器。
具体实施方式
如图1、图2所示，路面摩擦系数测试车，包括通过轴10连接在一起两个测试轮3、位于测试轮3上方的配重箱1，和牵引连接架5，配重箱1下方固定连接有竖梁6，所述竖梁6通过轴承与轴10连接，所述牵引连接架5的一端与外接设备(如外力牵引车)相连，另一端固定在竖梁6上，所述牵引连接架5与竖梁6之间还连接有液压油缸测力仪9，所述液压油缸测力仪9与数据记录器连接(数据记录器放置在牵引车内，图中没有标示出来)。实测车架空载情况下的轴载(即只有配重箱和竖梁)，通过实测接地面积，计算轮胎的接地压强，可以计算出车轮负荷，作为测量的固定参数记录下来。然后，将外力牵引车与本发明摩擦系数车通过牵引连接架5相连，连接好液压油缸测力仪9，检查信号确认数据传输正常，完成各系统的安装和调试。以一定的速度拉动摩擦系数车行驶，当达到测试所需速度以后，保持匀速前进，到达测试路段，开启数据记录器采集相应拉力数据，得到一定速度下的摩擦力，反推得到摩擦系数值。
所述测试轮3的轮毂上安装有测速仪，所述配重箱1的外侧安装有能接收测速信号的信号接收器12，所述信号接收器12的另一端为自由端，紧靠着测速仪，所述信号接收器12与数据记录器连接。数据记录器可以记录下速度与拉力的关系。
所述竖梁6上固定有车架平衡装置4，所述车架平衡装置4由一块水平板和一块竖直板呈T型结构固定而成，所述牵引连接架5有两块平行卡板，所述车架平衡装置4中的水平板卡入两块平行卡板中，通过螺栓固定连接。车架平衡装置4可用于平衡测量车在行进中产生的扭力等。液压油缸式测力仪9的一端固定在牵引连接架5上，另一端固定在车架平衡装置4中的垂直板上，且固定于车架平衡装置中的水平板的表面上。
所述配重箱1设置有配重块，可以通过在配重箱1内配置不同质量的配重块调整车辆荷载，获得不同的轮胎接地压强。所述轴10上还固定有减震器7，减少测试车在行进中路况对测试的影响。
所述竖架6上还固定有支撑架8，位于测试轮3的前面和/或后面，使本发明车在不工作时停放稳当。
另外，本发明还可以根据需要配置温度、湿度传感器，以记录试验时刻路段的温湿状况。

Claims (10)

1、路面摩擦系数测试车，包括两个测试轮、配重箱和牵引连接架，其特征在于：所述测试轮通过轴连接在一起，所述配重箱下方固定连接有竖梁，所述竖梁通过轴承与轴连接，所述牵引连接架的一端固定在竖梁，另一端与外接设备相连，所述牵引连接架与竖梁之间还连接有测力计，所述测力计与数据记录器电连接。
2、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述测试轮的轮毂上安装有测速仪，所述配重箱上安装有能接收测速信号的信号接收器，所述信号接收器与数据记录器电连接。
3、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述信号接收器的一端固定于配重箱的外侧，另一端为自由端，紧靠着测速仪。
4、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述竖梁上固定有车架平衡装置，所述车架平衡装置由一个水平板和一块竖直板组成，且以T型方式固定在一起，所述牵引连接架与车架平衡装置中的水平板固定连接。
5、根据权利要求4所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述牵引连接架有两块平行卡板，所述车架平衡装置中的水平板卡入两块平行卡板中，通过螺栓固定连接。
6、根据权利要求4所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述测力计的一端固定在牵引连接架上，另一端固定在车架平衡装置中的垂直板上，且测力计位于车架平衡装置中的水平板的表面上。
7、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述测力计为一液压油缸式测力仪。
8、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述配重箱中设置有配重块。
9、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述轴上还固定有减震器。
10、根据权利要求1所述的路面摩擦系数测试车，其特征在于：所述竖梁上还固定有支撑架，位于车轮的前面和/或后面。
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