Способ и устройство для измерения требуемого коэффициента сцепления

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТРЕБУЕМОГО КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ(71) Заявитель Государственное учреждение Центр судебных экспертиз и криминалистики Министерства юстиции Республики Беларусь(72) Автор Селюков Дмитрий Дмитриевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение Центр судебных экспертиз и криминалистики Министерства юстиции Республики Беларусь(56)89/09710 1.2244057 1, 2005.2165610 1, 2001.1502681 1, 1989.324529, 1971. Справочник инженера по безопасности движения. - Мн., 2005. - С. 84-89.(57) 1. Устройство для измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожнотранспортного происшествия, включающее плоский гладкий металлический лист с двумя упорными кронштейнами, установленными под прямым углом вдоль двух смежных сторон плоского гладкого металлического листа, подвижную платформу с шероховатой поверхностью, установленную на плоском гладком металлическом листе на опорах для обеспечения линейных перемещений подвижной платформы в продольном и поперечном направлениях при помощи ходовых винтов с электронными динамометрами, электронные весы, установленные на подвижной платформе, устройства для измерения продольного и поперечного уклона поверхности дорожного покрытия, устройства измерения продольного и поперечного перемещения, размещенные на плоском гладком металлическом листе,электронное устройство измерения сжатия боковой поверхности шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилия, устанавливаемое в середине 13444 1 2010.08.30 зоны контакта пневматической шины транспортного средства с шероховатой поверхностью подвижной платформы, три цифровые видеокамеры, две из которых установлены перпендикулярно друг к другу для фиксирования изменения боковой поверхности шины транспортного средства в вертикальном и горизонтальном сечении в зоне середины следа отпечатка пневматической шины транспортного средства на шероховатой поверхности подвижной платформы, а третья видеокамера установлена с возможностью фиксирования показаний индикаторов электронных динамометров и электронных весов. 2. Способ измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожнотранспортного происшествия, заключающийся в том, что вывешивают колесо транспортного средства, блокируют колесо транспортного средства, опускают колесо транспортного средства на шероховатую поверхность подвижной платформы устройства для измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия по п. 1,измеряют вес, приходящийся на колесо транспортного средства, измеряют продольный и поперечный уклоны поверхности дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия, перемещают подвижную платформу относительно плоского гладкого металлического листа в продольном и поперечном направлениях, замеряют величины продольного и поперечного перемещений подвижной платформы, замеряют величины продольного и поперечного усилий, замеряют величину сжатия боковой поверхности пневматической шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилий, синхронно фиксируют показания индикаторов электронных динамометров и электронных весов, изменения боковой поверхности пневматической шины транспортного средства в вертикальном и горизонтальном сечении в зоне середины следа отпечатка пневматической шины транспортного средства на шероховатой поверхности подвижной платформы цифровыми видеокамерами, строят зависимость сжатия боковой поверхности пневматической шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилия и определяют продольную и поперечную составляющие требуемого коэффициента сцепления, определяют требуемый коэффициент сцепления т из выражения тд. , где сд. - сдвигающая сила, действующая в плоскости следа пневматической шины транспортного средства- вес транспортного средства, приходящийся на колесо,при этом сдвигающую силу, действующую в плоскости следа колеса, сд. определяют из выражения сд.пр.поп. ,где пр. - продольное усилие поп. - поперечное усилие. Изобретение относится к судебной экспертизе дорожно-транспортных происшествий,а именно к приборам измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожнотранспортного происшествия. Под требуемым коэффициентом сцепления понимают коэффициент сцепления, которым должна обладать поверхность дорожного покрытия для полной реализации тормозных и тяговых качеств транспортного средства при движении. Известны устройства для измерения коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия 1-3. Эти устройства не учитывают конструктивные особенности и эксплуатационное состояние транспортного 2 13444 1 2010.08.30 средства, одновременное действие продольной и поперечной силы на колесо транспортного средства, сжатие боковой поверхности шины от действия продольных и поперечных сил, в них отсутствуют весы для измерения веса, приходящегося на колесо транспортного средства в месте дорожно-транспортного происшествия, устройства по измерению продольного и поперечного перемещения отпечатка следа колеса относительно опорной поверхности, устройства по измерению сжатия по периметру боковой поверхности шины от величины продольного и поперечного усилия с момента начала деформации до полного проскальзывания, что делает их непригодными для измерения требуемого коэффициента сцепления, и их не используют в судебной экспертизе дорожно-транспортных происшествий. Известны способы измерения коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия 1, 3, 4. Эти способы не учитывают конструктивные особенности и эксплуатационное состояние транспортного средства, одновременное действие продольной и поперечной силы на колесо транспортного средства, сжатие боковой поверхности шины от действия продольных и поперечных сил, в них отсутствует измерение веса, приходящегося на колесо транспортного средства,построение зависимости сжатия по периметру боковой поверхности шины от величины продольного и поперечного усилия с момента начала деформации до полного проскальзывания, что делает их непригодными для измерения требуемого коэффициента сцепления с разными конструктивными особенностями и эксплуатационным состоянием. В уровне техники и науки не выявлено устройства и способа того же назначения, которое может быть принято в качестве ближайшего аналога заявленного изобретения. Задачей, решаемой изобретением, является измерение требуемого коэффициента сцепления при одновременном действии на колесо транспортного средства продольной и поперечной силы. Для решения поставленной задачи устройство измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия, включающее плоский гладкий металлический лист с двумя упорными кронштейнами, установленными под прямым углом вдоль двух смежных сторон плоского гладкого металлического листа, подвижную платформу с шероховатой поверхностью, установленную на плоском гладком металлическом листе на опорах для обеспечения линейных перемещений подвижной платформы в продольном и поперечном направлениях при помощи ходовых винтов с электронными динамометрами, прикрепленными к подвижной платформе при помощи ползуна на шариковых подшипниках, электронные весы, установленные на подвижной платформе, устройства для измерения продольного и поперечного уклона поверхности дорожного покрытия,устройства измерения продольного и поперечного перемещения, размещенные на плоском гладком металлическом листе, электронное устройство измерения сжатия боковой поверхности шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилия,устанавливаемое в середине зоны контакта пневматической шины транспортного средства с шероховатой поверхностью подвижной платформы, три цифровые видеокамеры, две из которых установлены перпендикулярно друг к другу для фиксирования изменения боковой поверхности шины транспортного средства в вертикальном и горизонтальном сечении в зоне середины следа отпечатка пневматической шины транспортного средства на шероховатой поверхности подвижной платформы, а третья видеокамера установлена с возможностью фиксирования показаний индикаторов электронных динамометров и электронных весов. На фиг. 1 схематично изображен план, а на фиг. 2 - разрез по - устройства измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия. 13444 1 2010.08.30 Устройство для измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожнотранспортного происшествия (фиг. 1 и 2) содержит плоский гладкий металлический лист 1 с двумя упорными кронштейнами 2, установленными под прямым углом вдоль двух смежных сторон плоского гладкого металлического листа, подвижную платформу 3 с шероховатой поверхностью 4, установленную на плоском гладком металлическом листе на опорах 5 для обеспечения линейных перемещений подвижной платформы в продольном и поперечном направлениях при помощи ходовых винтов 6 с электронными динамометрами 7, прикрепленными к подвижной платформе при помощи ползуна 8 на шариковых подшипниках, электронные весы 9, установленные на подвижной платформе, устройства для измерения продольного 10 и поперечного 11 уклона поверхности дорожного покрытия,устройства измерения продольного 12 и поперечного 13 перемещения, размещенные на плоском гладком металлическом листе, электронное устройство измерения сжатия боковой поверхности шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилия 14, устанавливаемое в середине зоны контакта пневматической шины транспортного средства с шероховатой поверхностью подвижной платформы, три цифровые видеокамеры 15, две из которых установлены перпендикулярно друг к другу для фиксирования изменения боковой поверхности шины транспортного средства в вертикальном и горизонтальном сечении в зоне середины следа отпечатка пневматической шины транспортного средства на шероховатой поверхности подвижной платформы, а третья видеокамера установлена с возможностью фиксирования показаний индикаторов электронных динамометров и электронных весов. Устройство для измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожнотранспортного происшествия работает следующим образом. Вывешивают колесо транспортного средства, блокируют колесо транспортного средства и опускают колесо транспортного средства на шероховатую поверхность подвижной платформы и весов предлагаемого устройства для измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия. При помощи электронных весов 9 измеряют вес,приходящийся на колесо транспортного средства. При помощи устройств 10 и 11 измеряют продольный и поперечный уклоны поверхности дорожного покрытия в месте дорожнотранспортного происшествия. Перемещают подвижную платформу в продольном и поперечном направлениях относительно плоского гладкого металлического листа устройства путем вращения ходовых винтов 6, создавая дозированное усилие. При помощи электронных динамометров 7 измеряют дозированное продольное и поперечное усилие. При помощи устройств 12 измеряют продольное и поперечное перемещение подвижной платформы относительно гладкого металлического листа, а при помощи устройств 13 измеряют продольное и поперечное перемещение колеса транспортного средства относительно подвижной платформы. Сжатие боковины шины от величины продольного и поперечного усилия измеряют при помощи электронного устройства 14. Показания на индикаторах веса, продольного и поперечного уклона, динамометра, перемещения и деформации синхронно фиксируют цифровой видеокамерой 15. Строят зависимость сжатия боковины шины от величины продольного и поперечного усилия по зафиксированным показаниям. На полученной зависимости находят продольное и поперечное усилие, при котором наступает скольжение шины. Установив продольное и поперечное усилие, определяют сдвигающую силу, при которой наступило скольжение шины. Требуемый коэффициент сцепления, при котором наступило скольжение, определяют по формуле тсд./,где сд. - сдвигающая сила, действующая в плоскости следа колеса, которую определяют по формуле 4 13444 1 2010.08.30 2 2 сд.пр.поп. , где пр. - продольное усилие поп. - поперечное усилие- вес транспортного средства, приходящийся на колесо. Для решения поставленной задачи способ измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия вывешивают колесо транспортного средства, блокируют колесо транспортного средства, опускают колесо транспортного средства на шероховатую поверхность подвижной платформы устройства для измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия по п. 1,измеряют вес, приходящийся на колесо транспортного средства, измеряют продольный и поперечный уклоны поверхности дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия, перемещают подвижную платформу относительно плоского гладкого металлического листа в продольном и поперечном направлениях, замеряют величины продольного и поперечного перемещений подвижной платформы, замеряют величины продольного и поперечного усилий, замеряют величину сжатия боковой поверхности пневматической шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилий, синхронно фиксируют показания индикаторов электронных динамометров и электронных весов, изменения боковой поверхности пневматической шины транспортного средства в вертикальном и горизонтальном сечении в зоне середины следа отпечатка пневматической шины транспортного средства на шероховатой поверхности подвижной платформы цифровыми видеокамерами, строят зависимость сжатия боковой поверхности пневматической шины транспортного средства от величины продольного и поперечного усилия и определяют продольную и поперечную составляющие требуемого коэффициента сцепления, определяют требуемый коэффициент сцепления т из выражения тсд. , где сд. - сдвигающая сила, действующая в плоскости следа пневматической шины колеса транспортного средства- вес транспортного средства, приходящийся на колесо, при этом сдвигающую силу,действующую в плоскости следа колеса, сд. определяют из выражения 2 2 сд.пр.поп. , где пр. - продольное усилие поп. - поперечное усилие. Отличительные признаки заявленного устройства и способа измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия отсутствуют в известных в науке и технике технических решениях того же назначения, поэтому они считаются новыми, а заявленное техническое решение отвечает критерию новизна. Наличие новых отличительных признаков у заявленного технического решения указывает на появление нового свойства, а именно измерения требуемого коэффициента сцепления пневматической шины транспортного средства с поверхностью дорожного покрытия в месте дорожно-транспортного происшествия при одновременном действии на колесо транспортного средства продольной и поперечной силы, поэтому заявленное техническое решение соответствует критерию существенные отличия. 13444 1 2010.08.30 Источники информации 1. Селюков Д.Д. Судебная автодорожная экспертиза дорожно-транспортных происшествий. - Мн. Харвест, 2005. - С. 162-165, 232. 2. Кузнецов Ю.В. Ходовая динамометрическая лаборатория по исследованию коэффициентов продольного и поперечного сцепления. - В кн. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог. Труды Московского автомобильно-дорожного института (МАДИ), вып. 81. - М. изд. МАДИ, 1975. - С. 24-26. 3. Немчинов М.В. Сцепные качества дорожных покрытий и безопасность движения автомобиля. - М. Транспорт, 1995. - С. 196-202. 4. Патент Франции 2835918, кл.01 19/02, 2004. Способ измерения максимального коэффициента сцепления на основе растяжения по периметру боковой поверхности шины. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6