ЛЮФТМЕТР СО СТРЕЛОЧНЫМ ДИНАМОМЕТРОМ ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
CLEARANCE METRE WITH DIAL DYNAMOMETRE TO DIAGNOSE STEERING GEAR

Изобретение относится к диагностированию транспортных машин, в частности к средствам диагностирования агрегатов, обеспечивающих безопасность движения, и может быть применено при эксплуатации автомобилей и колесных тракторов, а также в приборостроении.
Рулевое управление транспортного средства относится к элементам, обеспечивающим безопасность движения. Общая оценка технического состояния рулевого управления в эксплуатации производится по величине суммарного люфта и по усилию, необходимому для поворота рулевого колеса. Для этого широко используют динамометры-люфтметры, например модели К-402 для диагностирования рулевого управления /1/.
Недостатками указанного устройства являются большие габариты и масса, а также ограниченная универсальность и высокая погрешность измерений.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является динамометр с гидравлическим люфтомером на диске для диагностирования рулевого управления, содержащий цилиндрический корпус с узлом для установки люфтметра на обод рулевого колеса, динамометрическую рукоятку со шкалой, пружины динамометра, установленные в корпусе соосно с динамометрической рукояткой и с возможностью взаимодействия с нею, гидравлический люфтметр, скомпонованный на диске и представляющий собой герметичную прозрачную ампулу, полость которой заполнена подкрашенной жидкостью с оставленным пузырьком воздуха, а также шкалу для измерения люфта рулевого колеса из двух частей, нанесенную на диске, и шкалу, нанесенную на ампуле /2/.
Недостатками известной конструкции является то, что она громоздка и недостаточно удобна в эксплуатации. Кроме того, указанное устройство имеет большую погрешность измерений усилия на ободе рулевого колеса.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств устройства, в частности обеспечение его компактности, удобства при использовании, повышение точности измерений и сокращения трудоемкости диагностирования.
Сущность изобретения заключается в следующем. Корпус люфтметра в нижней части выполнен в виде стакана с образованием ножки, проушин и двух упоров, имеющих возможность взаимодействия с ободом рулевого колеса. В верхней - с подвижной крышкой и размещен вертикально донной частью вниз. При этом к проушинам шарнирно присоединен язычок, а в ножку ввинчен винт с возможностью взаимодействия с указанным язычком, который также имеет возможность взаимодействия с ободом рулевого колеса. Динамометрическая рукоятка - в виде рычага и состоит из ступицы, подвижно установленной на вертикальную ось, к которой жестко присоединен поводок с зубчатым сектором, а к свободной торцевой части указанного поводка - рычаг с рукояткой, который пропущен через поперечную прорезь в корпусе и имеет возможность качания в горизонтальной плоскости. Ось в нижней части установлена в корпус, а в верхней - в установочный диск, который посажен в расточку в корпусе и зафиксирован сверху распорным кольцом. Пружина динамометра имеет возможность взаимодействия с рычагом, выполнена в виде пластины и размещена под поводком вдоль его оси. Причем, один ее конец жестко соединен с хомутиком, установленным на буртике ступицы ниже точки присоединения поводка к указанной ступице, а другой пропущен между направляющими цилиндрическими стойками, жестко и вертикально размещенными на донной части корпуса. Шкала динамометра нанесена на установочный диск по окружности с центром, смещенным от центра диска. На указанном диске в центре окружности шкалы выполнено отверстие, в котором размещена ось с возможностью вращения. К ее верхней части над диском жестко присоединена стрелка динамометра, а к нижней под диском - зубчатое колесо, имеющее возможность взаимодействия с зубчатым сектором. Зубчатое колесо с сектором образуют одноступенчатую зубчатую передачу. Причем сектор является ведущим звеном, а колесо - ведомым. Диаметр начальной окружности сектора в несколько раз превышает диаметр начальной окружности колеса, что обеспечивает необходимое передаточное отношение для повышения угла поворота оси со стрелкой при качании рычага. Это снижает погрешность динамометра. Ампула люфтметра со шкалами размещена на окрашенной части крышки, которая не перекрывает шкалу динамометра. В донной части корпуса вдоль оси симметрии пружины выполнена прорезь. При этом направляющие стойки жестко и вертикально размещены на платформе, имеющей возможность перемещения по указанной прорези. Это обеспечивает возможность настройки динамометра при снижении жесткости пружины. В совокупности - устройство компактно, удобно при использовании, позволяет сократить трудоемкость диагностирования и имеет повышенную точность измерения как люфта рулевого колеса, так и усилия на его ободе.
На фиг.1-6 изображен люфтметр со стрелочным динамометром для диагностирования рулевого управления. Он состоит из корпуса 2, в котором скомпонованы динамометр и люфтметр, а также узел для установки прибора на обод рулевого колеса 10. Корпус 2 выполнен в виде стакана, размещен вертикально донной частью вниз и сверху закрыт подвижной прозрачной крышкой 3, представляющей собой диск гидравлического люфтметра. В нижней части корпуса 2 сформирован узел для установки люфтметра на обод рулевого колеса 10. Для этого нижняя часть корпуса 2 выполнена с образованием двух упоров 1, ножки 29 и проушин 31, к которым на оси 30 шарнирно присоединен язычок 9. В ножку 29 ввинчен винт 8 с возможностью взаимодействия с язычком 9. Динамометр состоит из ступицы 21, шарнирно посаженной на вертикальную ось 19, поводка 6 с размещенным на нем зубчатым сектором 7, а также из рычага 5 с рукояткой 4, с винтом 28 и из пружины 17. Поводок 6 жестко соединен со ступицей 21. К его свободной торцевой части посредством винта 28 соосно присоединен рычаг 5 с рукояткой 4. Указанный рычаг пропущен через поперечную прорезь 36 в корпусе 2 и в совокупности с поводком 6 имеет возможность качания в горизонтальной плоскости в пределах этой прорези. При этом ось 19 ступицы 21 в нижней части установлена в корпусе 2, а в верхней - в установочный диск 22, который посажен в расточку в корпусе 2 и зафиксирован сверху распорным кольцом 27. Пружина 17 выполнена в виде пластины и размещена под поводком 6 вдоль его оси. Один конец пружины 17 жестко (при помощи заклепок 18) соединен с хомутиком 20, установленным на буртике (заплечиках) ступицы 21 ниже точки присоединения поводка 6 к указанной ступице. Другой пропущен между двумя направляющими цилиндрическими стойками 16, жестко и вертикально размещенными на донной части корпуса 2. Шкала 15 динамометра нанесена на диск 22 по окружности с центром, смещенным от центра диска 22 в сторону рукоятки 4. На диске 22 в центре окружности шкалы 15 выполнено отверстие, в котором размещена ось 23 с зубчатым колесом 26 в нижней части указанной оси под диском 22. В верхней части оси 23 (над диском 22) выполнена резьба, на которой установлены две гайки: нижняя 25, соприкасающаяся с диском 22, и верхняя 24, а между ними - стрелка 14 динамометра. Зубчатое колесо 26 с сектором 7 образуют одноступенчатую зубчатую передачу. Причем, сектор 7 является ведущим звеном, а колесо 26 - ведомым. Диаметр начальной окружности сектора 7 в несколько раз превышает диаметр начальной окружности колеса 26, что обеспечивает необходимое передаточное отношение для повышения угла поворота оси 23 со стрелкой 14 при качании рычага 5. Для наблюдения за положением стрелки 14 относительно шкалы 15 динамометра крышка 3 выполнена из прозрачного материала. Для настройки динамометра в связи с изменением жесткости пружины 17 при использовании в донной части корпуса 2 вдоль оси симметрии указанной пружины выполнена прорезь 35. При этом направляющие стойки 16 жестко и вертикально размещены на платформе 34. К нижней части платформы 34 жестко присоединен регулировочный болт 33, который имеет возможность перемещения по прорези 35 при регулировании. При этом фиксация болта 33 в заданном положении осуществляется затяжкой гайки 32. Люфтметр состоит из герметичной и прозрачной ампулы 11, наполненной подкрашенной жидкостью с пузырьком воздуха 13, и шкалы 12, нанесенной на окрашенную часть крышки 3 так, что она не перекрывает шкалу 15 динамометра. Шкала 12 люфтметра состоит из двух концентрично расположенных линий: одна - с началом отсчета справа налево, другая - с отсчетом слева направо. Ампула 11 выполнена в виде части тора, радиус которого значительно превышает радиус крышки 3. Она неподвижно присоединена к указанной крышке и размещена между линиями шкалы 12. При этом крышка 3 имеет возможность вращения вокруг своей оси относительно корпуса 2.
Диагностирование рулевого управления осуществляют в следующем порядке. Вывешивают передний мост, например, автомобиля и устанавливают колеса в положение прямолинейного движения. Присоединяют люфтметр к ободу 10 рулевого колеса (фиг.1, 2) так, чтобы плоскость крышки 3 была параллельна плоскости вращения обода 10. Проверяют силу трения в элементах рулевого управления поворачиванием рулевого колеса за рукоятку 5 из одного крайнего положения в другое. При наличии гидроусилителя рулевого управления силу трения проверяют при опущенных колесах и при работе двигателя на средней частоте вращения коленчатого вала. При измерении усилия на ободе рулевого колеса устройство работает следующим образом. При силовом воздействии на рукоятку 4 по касательной к ее траектории движения рычаг 5 через поводок 6 со ступицей 21 взаимодействует с пружиной 17 и поворачивается на оси 19, скользя по прорези 36. Зубчатый сектор 7 при этом взаимодействует с зубчатым колесом 26, которое поворачивает ось 23 со стрелкой 14 на больший угол, чем угол поворота рычага 5. Стрелка 14 указывает усилие на ободе 10 рулевого колеса. Люфт рулевого колеса измеряют следующим образом. Поворачивают рулевое колесо сначала, например, влево, и в момент начала поворота управляемых колес устанавливают нуль на люфтметре, вращая крышку 3 вокруг своей оси, совмещают пузырек воздуха 13 с нулевой отметкой шкалы 12. После этого поворачивают рулевое колесо вправо до начала поворота управляемых колес. При этом шкала 12 с ампулой 11 на крышке 3 совершают переносное движение, а пузырек воздуха 13 перемещается относительно ампулы 11 и шкалы 12 - всплывает. По величине перемещения пузырька 13 относительно шкалы 12 определяют люфт рулевого колеса. Снимают с обода рулевого колеса люфтметр - диагностирование завершено.
При необходимости (после проверки) осуществляют настройку динамометра. Для этого ослабляют гайку 32 и платформу 34 с направляющими стойками 16, перемещают по прорези 35. При уменьшении жесткости пружины 17 платформу 34 перемещают ближе к хомутику 20. После чего затягивают гайку 32. Настройка люфтметра в процессе его использования не требуется.
Предлагаемое устройство компактно, удобно при использовании, позволяет сократить трудоемкость диагностирования и имеет повышенную точность измерения как люфта рулевого колеса, так и усилия на его ободе. Кроме того, в конструкции обеспечена возможность настройки динамометра при снижении жесткости пружины 17. Настройка люфтметра при его использовании не требуется. Улучшение указанных эксплуатационных свойств устройства обусловлено тем, что динамометрическая рукоятка выполнена в виде рычага 5, шарнирно связанного с цилиндрическим корпусом 2, и имеет возможность взаимодействия с пружиной 17 и зубчатой передачей. Для определения положения обода рулевого колеса в процессе диагностирования применен гидравлический элемент - герметичная прозрачная ампула 11, полость которой заполнена жидкостью с пузырьком воздуха 13. Указанная ампула установлена на прозрачной крышке 3 корпуса 2 в зоне размещения шкалы 12 люфтметра. В совокупности устройство представляет собой единый конструктивный блок - прибор, имеющий одну точку установки на транспортное средство при его диагностировании.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Беднарский В.В. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: учебник. - Изд. 3-е, перераб. и дополн. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - С.110-112.
2. Патент РФ №2161787, G01M 17/06, G01B 13/18, 22.09.1998. - прототип.