СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СХОЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ В ДВИЖЕНИИ
AUTOMATIC TOE-IN CONTROL SYSTEM

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть применено для обеспечения непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения.
Известно устройство для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в движении, содержащее датчики боковых реакций дороги на управляемые колеса, установленные на осях поворотных цапф и соединенные в электрический мост, посаженные между этими датчиками на этих осях втулки, на которых установлены подшипники этих колес, реверсивный механизм (гидроцилиндр), встроенный в поперечную рулевую тягу для регулирования схождения управляемых колес, гидронасос с емкостью с рабочей жидкостью, соединенный через распределительное устройство с электромагнитной катушкой, связанной с электрическим мостом и с гидравлическим цилиндром (патент РФ №2348913, 10.03.2009. Бюл. №7).
Основными недостатками данного устройства являются недостаточные надежность и точность регулирования вследствие того, что встроенный в поперечную рулевую тягу реверсивный механизм (гидроцилиндр) расчленяет ее на две составные части, что снижает ее изгибную жесткость и продольную устойчивость.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для автоматического регулирования схождения управляемых колес транспортного средства в движени, содержащее датчики боковых реакций дороги на управляемые колеса, представляющие собой электрически соединенные по мостовой схеме тензодатчики, установленные на торцевых поверхностях колец, посаженных на осях поворотных цапф, на которых на втулках установлены подшипники управляемых колес, источник электропитания, усилитель электрического сигнала, реверсивный механизм (гидроцилиндр) изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги, закрепленный на ней жестко, в одном из наконечников которой установлен эксцентричный корпус шарового шарнира с поводком, соединенным шарнирно через тягу со штоком гидроцилиндра для регулирования схождения управляемых колес, гидронасос с емкостью с рабочей жидкостью, соединенный через распределительное устройство с электромагнитной катушкой, связанной с электрическим мостом и с реверсивным механизмом (патент РФ №2603701, 27.11.2016. Бюл. №33).
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности измерения сопротивлений тензодатчиков электрического моста в процессе эксплуатации с целью контроля их равенства между собой, т.к. нарушение равенства сопротивлений тензодатчиков из-за возникших их неисправностей будет приводить к неточному регулированию схождения управляемых колес автотранспортного средства, увеличению сопротивления движению, износу шин и расходу топлива, что снижает надежность и точность работы устройства.
Техническим результатом предлагаемой системы для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении является возможность измерения сопротивлений тензодатчиков электрического моста в процессе эксплуатации с целью контроля их равенства между собой и при необходимости своевременной их замены и, таким образом, повышение надежности и точности работы системы.
Указанный технический результат достигается тем, что в системе для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении, содержащей управляемые колеса с подшипниками, оси с поворотными кулаками, втулки, кольца и шайбы с гайками их крепления на осях, тензодатчики, установленные на торцевых поверхностях этих колец и соединенные в электрический мост, являющиеся датчиками боковых реакций дороги, источник электропитания, усилитель электрического сигнала, электромагнитную катушку, распределительное устройство, емкость с рабочей жидкостью, насос, гидроцилиндр, корпус которого закреплен жестко на поперечной рулевой тяге, в одном из наконечников которой подвижно установлен эксцентричный корпус шарового шарнира с поводком, соединенным шарнирно через тягу со штоком гидроцилиндра, имеется омметр, положительная клемма которого индивидуально через выключатели соединена с точками С и Д электрического моста, а отрицательная его клемма соединена с «массой», и между точками А и В электрического моста и положительной клеммой источника электропитания установлен трехпозиционный переключатель, а между точкой В электрического моста и «массой» и каждым из тензодатчиков нижней части электрического моста установлены выключатели, и усилитель электрического сигнала имеет выключатель, с использованием которых каждый тензодатчик этого электрического моста может отдельно последовательно включаться в электрическую цепь этого омметра и источника электропитания для измерения его сопротивления, что позволяет в процессе эксплуатации измерять и сравнивать сопротивления тензодатчиков электрического моста между собой и при необходимости производить их своевременную замену и, таким образом, повысить надежность и точность работы системы.
На чертеже изображена схема предлагаемой системы для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении.
лв
пн
Предлагаемая система включает в себя управляемые колеса 1, установленные через подшипники и втулки 2 на осях 3, на которых также установлены наружные и внутренние кольца 4 с тензодатчиками 5, являющимися датчиками боковых реакций дороги. Тензодатчики 5 закреплены на торцевых поверхностях этих колец, имеют одинаковые электрические сопротивления и соединены по мостовой схеме. Точки А и В электрического моста 6 соединены с источником электропитания 7, а точки С и Д - с электромагнитной катушкой 8, сердечник которой жестко связан с золотником 9 распределительного устройства 10 потока рабочей жидкости. Устройство также содержит емкость 11, насос 12, гидроцилиндр (реверсивный механизм) 13 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги и усилитель электрического сигнала 14. Кольца 4 с тензодатчиками 5, электрический мост 6, источник электропитания 7, электромагнитная катушка 8, распределительное устройство 10 потока рабочей жидкости и усилитель электрического сигнала 14 образуют систему управления гидроцилиндром (реверсивным механизмом) 13 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 15. Корпус гидроцилиндра 13 крепится к поперечной рулевой тяге 15 - жестко. В цилиндрическом отверстии одного из наконечников (на чертеже - левом) поперечной рулевой тяги установлен эксцентричный корпус шарового шарнира с поводком 16, соединенный шарнирно с тягой 17, которая другим концом шарнирно соединена со штоком гидроцилиндра. Для измерения сопротивлений тензодатчиков электрического моста система имеет омметр (без электрической батарейки) 18, положительная клемма которого индивидуально через выключатели 19 и 20 соединена, соответственно, с точками С и Д электрического моста, а отрицательная его клемма соединена с «массой» (корпусом), с которой соединена отрицательная клемма источника электропитания 7, и между точками А и В электрического моста и положительной клеммой источника электропитания установлен трехпозиционный переключатель (на схеме - в положении «Выключено») 21, а между точкой В электрического моста и «массой» и каждым из тензодатчиков (R и R) нижней части электрического моста установлены выключатели, соответственно, 22, 23 и 24, и усилитель электрического сигнала имеет выключатель 25, с использованием которых каждый тензодатчик этого электрического моста может отдельно последовательно включаться в электрическую цепь этого омметра и источника электропитания для измерения его сопротивления.
Предлагаемая система для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении работает следующим образом.
а) Автоматическое регулирование схождения управляемых колес транспортного средства в движении. Переключатель 21 переводится в положение «Включено» влево (в сторону точки А), выключатели 22, 23, 24, 25 устанавливаются в положение «Включено», а выключатели 19 и 20 остаются в положении «Выключено».
При прямолинейном движении автотранспортного средства и правильном схождении управляемых колес боковые реакции дороги на эти колеса отсутствуют, а сопротивления тензодатчиков и колец равны между собой, поэтому напряжение, подаваемое с точек С и Д электрического моста 6 на электромагнитную катушку 8, равно нулю, и золотник 9 распределительного устройства 10 находится в центральном (нейтральном) положении.
При отклонении схождения в положительную или отрицательную сторону управляемые колеса 1 за счет боковых реакций дороги через втулки 2 и кольца 4 будут воздействовать на тензодатчики и изменять их электрическое сопротивление. При этом между точками С и Д электрического моста 6 возникает напряжение, по электромагнитной катушке 8 потечет ток, и возникнет магнитный поток. Сердечник катушки 8 переместит золотник 9 распределительного устройства 10 влево или вправо, обеспечивая подачу рабочей жидкости от насоса 12 в соответствующую полость гидроцилиндра 13 (реверсивного механизма изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 15), шток поршня которого влево или вправо поворачивает через тягу 17 и поводок 16 эксцентричный корпус шарового шарнира, изменяя, таким образом, рабочую длину поперечной рулевой тяги 15 и обеспечивая требуемое схождение управляемых колес 1.
б) Измерение сопротивлений тензодатчиков электрического моста системы для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении в процессе эксплуатации с целью контроля их равенства между собой.
лн
лн
лн
пв
пв
пв
лв
пн
Автотранспортное средство устанавливается на горизонтальной площадке неподвижно. Для измерения сопротивлений тензодатчиков верхней части (см. чертеж) электрического моста устройства для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес транспортного средства в движении переключатель 21 переводится в положение «Включено» влево (в сторону точки А), положение всех выключателей (19, 20, 22, 23, 24, 25) - как на чертеже - «Выключено». Для измерения сопротивления левого тензодатчика R выключатель 19 устанавливается в положение «Включено», при этом ток от положительной клеммы источника электропитания 7 проходит через переключатель 21, тензодатчик R, выключатель 19, омметр 18 и уходит на «массу» (корпус), с которой соединена отрицательная клемма источника электропитания, - электрическая цепь замкнута и омметр показывает сопротивление этого тензодатчика R. Для определения сопротивления правого тензодатчика R выключатель 19 устанавливается в положение «Выключено», а выключатель 20 - в положение «Включено», при этом через тензодатчик R и омметр 18 также начинает протекать ток и по шкале омметра определяется его (тензодатчика R) сопротивление. Для измерения сопротивлений тензодатчиков нижней части электрического моста переключатель 21 переводится в положение «Включено» вправо (в сторону от точки А); все выключатели - в положении «Выключено». Для измерения сопротивления нижнего левого тензодатчика R выключатели 19 и 23 устанавливаются в положение «Включено», а для измерения сопротивления нижнего правого тензодатчика R выключатели 20 и 24 устанавливаются в положение «Включено» (при выключенных при этом выключателях 19 и 23). При наличии значительной разницы в сопротивлениях тензодатчиков (за пределами допустимой погрешности) производится их замена выборочно или полностью.
Таким образом, предлагаемая система для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении позволяет производить измерение сопротивлений тензодатчиков электрического моста в процессе эксплуатации с целью контроля их равенства между собой и при необходимости своевременной их замены, что повысит надежность и точность ее работы, а также снизит износ шин и расход топлива.