Лабораторная работа Определение коэффициента сцепления



Работа добавлена на сайт TXTRef.ru: 2019-04-07

Министерство образования Российской Федерации

Липецкий государственный технический университет

Кафедра управления автотранспортом

Лабораторная работа

Определение коэффициента сцепления

Липецк 2009


1. Основные сведения

Тяговое усилие на колёсах автомобиля, обеспечиваемое мощностью двигателя, может быть развито лишь в том случае, если между ведущими колёсами и дорогой имеется достаточное сцепление. Отношение максимального тягового усилия на колесе к вертикальной нагрузке на покрытие, при превышении которого начинается пробуксовывание ведущего колеса или проскальзывание заторможенного, называют коэффициентом сцепления.

При любых покрытиях выступающие над их поверхностью твёрдые минеральные частицы, которые делают покрытие шероховатым, при наезде колеса вдавливаются в резину протектора. При проскальзывании колеса они упруго деформируют резину, сопротивление которой является основной причиной сопротивления смещению по покрытию.  По мере износа шероховатость покрытия уменьшается, а, следовательно, уменьшается и  сцепление его с колесом.

Впадины на поверхности покрытия между выступами шероховатости при увлажнении или загрязнении заполняются грязью, пылью, продуктами износа шин и т.д., что уменьшает возможную глубину вдавливания выступов в резину. Плёнка влаги, смачивая зону контакта между шиной и покрытием, действует как смазка, разделяющая резину и покрытие. Всё это снижает коэффициент сцепления. При высоких скоростях  движения шина не успевает полностью деформироваться, т.к. продолжительность контакта с покрытием для этого недостаточна. Следовательно, неровности покрытия  вдавливаются в шину на меньшую глубину. В результате с ростом скорости коэффициент сцепления снижается. На сухих покрытиях снижение коэффициента сцепления с ростом скорости менее ощутимо, чем на увлажнённых (что объясняет увлажнение покрытия под имитаторами в данной лабораторной работе).

В среднем можно считать, что коэффициент сцепления шин, имеющих слабоизношенный протектор, и гладкого влажного асфальтобетонного покрытия следующим образом зависит от скорости:

Скорость, км/ч

30

40

60

80

100

120

150

175

Коэффициент сцепления

0,50

0,45

0,39

0,35

0,32

0,29

0,26

0,24

Коэффициенты сцепления при скорости 60 км/ч в зависимости от состояния покрытия имеют следующие значения:

Сухое ………………………………..  0,7 и более;

Влажное …………………………….  0,5;

Мокрое ……………………………...  0,4…0,3;

Грязное ……………………………..  0,2…0,3.

Чем ответственнее назначение дороги и чем труднее условия движения по отдельным её участкам, тем более высокие требования предъявляются к коэффициенту сцепления.

В России при обосновании геометрических элементов трассы исходят из значения коэффициента сцепления при сухом чистом покрытии и скорости 60 км/ч, равного 0,6.

Измерение фактического коэффициента сцепления шин с дорогой проводят портативным прибором ППК-МАДИ-ВНИИБД, рассмотренным в данной лабораторной работе.

Измерение коэффициента сцепления с помощью прибора ПКРС-2 (тележка) проводят крайне редко из-за его больших габаритов и неудобства эксплуатации. При отрицательных температурах окружающей среды может использоваться метод измерения длины тормозных следов автомобиля ГАЗ-24.

Методика измерений и правила оформления результатов испытаний коэффициента сцепления определены ГОСТ 30413-96

При оценке сцепных свойств покрытий визуально определяется участок дороги, на котором водителями транспортных средств, причастных к ДТП, применялось экстренное торможение либо где автомобиль потерял управляемость. Это может наблюдаться как в зимний период года по причине образования гололеда или снежного наката, так и летом из–за загрязнения дороги, масляной пленки на свежеуложенном асфальтобетонном покрытии или же от высокой температуры окружающей среды с выступлением на нем битума (выпотевание).

Согласно ГОСТ Р 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения» коэффициент сцепления покрытия должен обеспечивать безопасные условия движения с разрешенной Правилами дорожного движения скоростью и быть не менее 0,3 при его измерении шиной без рисунка протектора и 0,4 – шиной, имеющей рисунок протектора. 1

Если в ходе осмотра выявлены участки, имеющие коэффициент сцепления ниже допустимого, они признаются опасными и, следовательно, должны быть обозначены дорожными знаками 1.15 и 3.24 с учетом требований п. 2.4.23 ГОСТ 23457-86.

Условия движения по СНиП 2.05.02-85

Коэффициент сцепления при скорости 60 км/ч

Легкие

0,23 / 0,35

Затруднительные

0,30 / 0,40

Опасные

0,32 / 0,45

В зимний период допускается снижение приведенных выше сцепных свойств покрытий автомобильных дорог только на время проведения работ по снегоочистке и ликвидации зимней скользкости.

Сроки выполнения таких работ для автомобильных дорог, а также улиц городов и иных населенных пунктов с учетом их транспортно-эксплуатационных характеристик приведены в табл. 3 и 4 ГОСТ Р 50597-93. На это время дорожные организации обязаны выставить временные дорожные знаки, убираемые немедленно по окончании работ.

Работы по повышению сцепных качеств покрытия

Время, необходимое для выполнения работ, сутки, не более

Устранение скользкости покрытия, вызванной выпотеванием битума

4

Очистка покрытия от загрязнения

5

Повышение шероховатости покрытия

1,5

Совершение ДТП на скользком покрытии до истечения нормативного срока не должно освобождать дорожные организации от ответственности, если меры по ликвидации скользкости ими в это время не принимались.

2. Цель работы

Изучить особенности процесса измерения коэффициента сцепления дорожных покрытий с помощью портативного прибора ППК-МАДИ-ВНИИБД.

3. Назначение

1.  Прибор портативный ППК-МАДИ-ВНИИБД ТУ 78.1.00487 (номер государственного реестра 109 (2-87) предназначен для оперативного измерения коэффициента сцепления дорожных покрытий при:

  •  строительстве и ремонте автомобильных дорог;
  •  приёме дорог в эксплуатацию;
  •  периодическом и текущем контроле состояния дорожных покрытий;
  •  обследовании мест ДТП.

4. Технические характеристики

  •  Вид климатического исполнения прибора портативного ППК-МАДИ-ВНИИБД по ГОСТ 15150-69 – ТВ1;
  •  Тип прибора – переносной ударного действия;
  •  Пределы измерения коэффициента сцепления: 0,050,65;
  •  Пределы допускаемой основной приведённой погрешности измерения, %: +5;
  •  Величины продольных и поперечных уклонов участков измерения не должны превышать соответственно, %: 100 и 60;
  •  Масса прибора, кг: не более 25;
  •  Масса прибора с чемоданом-укладкой, кг: не более 35;
  •  Масса ударного груза, кг: 90,05;
  •  Продолжительность одного цикла измерения, с: не более 20;
  •  Количество воды для увлажнения покрытия под каждым имитатором не менее, л: 0,200;
  •  Количество измерений на одном участке: 5;
  •  Материал наружного слоя имитатора – протекторная резина;
  •  Габаритные размеры прибора в собранном виде, мм:                                                                                            10607301780;
  •  Габаритные размеры чемодана – укладки, мм: 1020200144;

Обслуживает прибор один оператор.

                                                                                                

                                                                                    6                   

                                                                       

                                                                                        

                                                                                    7               

                                                                                        

                                          5                                        13                      

                                                                                                

                                                                                              

                                         4                                                     

                                                                                         

              1760                                                                                     

                                                                                    8

                       

                                             

                                                                                     9      

                                 1   2   3                                         

                                                                                              10     

                                                                                              12       

                        14                                                                   11               

                                                                                       

Рис.1. Прибор портативный ППК-МАДИ-ВНИИБД для измерения коэффициента сцепления дорожных покрытий:

1 - имитатор; 2 -тяга; 3 - основание; 4 - направляющая штанга; 5 - центральная пружина; 6 - механизм сброса груза; 7 - груз; 8 - муфта скольжения; 9 - измерительная шайба; 10 - шкала; 11 - регулировочные винты; 12 - зажим; 13 - палец механизма натяжения пружины; 14 - горизонтальные пружины.

5. Калибровка приборов

С помощью регулировочных винтов 11 (рис.1), расположенных на основании 3, установите прибор таким образом, чтобы расстояние между нижней плоскостью имитаторов 1 и поверхностью дорожного покрытия было равным 15 мм. Поднимите груз 7 и зафиксируйте его с помощью механизма сброса груза 6. Поднимите измерительную шайбу 9 в крайнее верхнее положение до соприкосновения с муфтой скольжения 8. Подложите под имитаторы 1 калибровочные пластины, входящие в комплект прибора, при этом расстояние между нижней плоскостью имитаторов и поверхностью пластин должно быть равным 10 мм. Увлажните поверхность пластин, при проведении измерений поверхность дорожного покрытия под имитаторами в направлении их движения водой, объёмом не менее 200 см3. Выньте палец механизма натяжения пружины 13, нажмите рычаги механизма сброса груза и сбросьте его. Показания прибора определите на шкале 10 по положению верхней плоскости измерительной шайбы 9.

Прибор считается откалиброванным, если среднее значение перемещения измерительной шайбы 9 не выходят за пределы, обозначающие величину коэффициента сцепления от 0,08 до 0,11 на шкале. В случае, если одно из перемещений измерительной шайбы 9 выйдет за вышеуказанные пределы, то отрегулируйте натяжение центральной пружины 5. После проведения калибровки прибора выньте из-под имитаторов калибровочные пластины. При калибровке на металлической поверхности калибровочных пластин, по которым скользят имитаторы, не должно быть пятен грязи, масла и механических повреждений. Калибровка должна производиться каждый раз перед началом серии измерений.

6. Устройство и принцип работы

Прибор состоит из основания 3 (рис.1.), направляющей штанги 4, состоящей из нижней и верхней частей. В нижней части штанги расположены муфта скольжения 8, измерительная шайба 9, шкала 10, горизонтальная пружина 14, тяги 2, соединённые с муфтой скольжения и на конце которых установлены имитаторы 1 и зажим 12. В верхней части расположены механизм сброса груза 6, ударный груз 7, центральная пружина 5 и палец механизма натяжения пружины 13. Центральная пружина расположена внутри направляющей штанги и соединена нижним зацепом с ползуном муфты скольжения, а верхним зацепом с механизмом натяжения пружины, установленным внутри верхней части направляющей штанги.

Основание прибора состоит из втулки направляющей штанги 1 (рис. 2), регулировочных винтов 2, выдвижной ручки 3, фиксатора ручки 4, кронштейна установки груза 5, фиксатора груза 6 и колёсиков 7.

Принцип работы прибора основан на имитации процесса скольжения заблокированного колеса автомобиля по дорожному покрытию при нормированных условиях их взаимодействия: при нагрузке на колесо (294249) Н, скорости движения (603) км/ч на мокром дорожном покрытии (подача воды должна обеспечивать расчётную толщину плёнки 1 мм) с использованием шины с гладким рисунком протектора, размером:  6.4513 c внутренним давлением воздуха (0,170,01) МПа и положительных температурах окружающей среды.

При нажатии на рычаг механизма сброса (рис. 1.) груз 7 из крайнего верхнего положения падает вниз по направляющей штанге и муфта скольжения 8 вместе с измерительной шайбой 9 под воздействием ударного импульса груза перемещается вниз. При этом имитаторы 1 прижимаются к увлажнённому дорожному покрытию и скользят в противоположные стороны. Момент остановки имитаторов фиксируется измерительной шайбой 9. Значение коэффициента сцепления дорожного покрытия определяется по верхней стороне измерительной шайбы на шкале прибора 10.

7. Порядок проведения измерений

При измерениях коэффициента сцепления дорожного покрытия на участках   дорог с продольным  и  поперечным  уклонами,  не превышающими  30 %, проведите пять измерений с интервалами 510 с, каждый раз, выполняя операции, изложенные в п. 3. В журнал измерений (см. ниже) занесите последние три замера. Определите среднее значение измеренной величины.

Журнал измерений

Автомобильная дорога __________________________________________

Дата  __________________________________________________________

Место измерений (км, пикет, направление, полоса) _________________

________________________________________________________________

№               Результаты измерений сцепных качеств покрытия:

1                 ___________________________________________

2                 ___________________________________________

3                 ___________________________________________

Среднее значение:  ___________________________________

Ответственный за проведение измерений   __________________________      

 (должность, фамилия, подпись)

Библиографический список

  1.  Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1: Учебник для вузов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М: Транспорт, 1987. – 368 с.
  2.  ГОСТ Р50597-93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования  к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям безопасности дорожного движения».
  3.  Паспорт портативного прибора для измерения коэффициента сцепления ППК–МАДИ–ВНИИБД.
  4.  Расследование дорожно-транспортных происшествий / Под общ. ред. В.А.Федорова, Б.Я.Гаврилова. – М.: Издательство «Экзамен», 2003. – 464 с.

1 Значения коэффициента сцепления приведены для условий его измерения прибором ПКРС-2 (ТУ 78.1.003.-83)

Другие работы

. Канализация при строительстве горных предпр...


Продолжительность пауз на посадку и выход людей принимается равной: для 5 чел. ? 15 с; 10 чел. ? 20 с; 15 чел. ? 25 с; 20 чел.

Подробнее ...

одна из самых древних форм экономических отн...


1] Освобожденные от исполнения обязанностей налогоплательщика: Введение Налог одна из самых древних форм экономических отношений появление которо...

Подробнее ...

Практикум Специальность 080109 Бухгалтерский ...


доцент кафедры организации аграрного производства БГАУ Нурлыгаянова А. Учебная дисциплина Финансовый менеджмент является теоретическим курсом уг...

Подробнее ...

Тема 1.


Thus you cn esily see tht the most importnt things in life for me re my friends nd fmily nice home job stisfction studies nd good helth. n inter...

Подробнее ...