УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СХОЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В ПРОЦЕССЕ ДВИЖЕНИЯ
DEVICE FOR ADJUSTMENT OF THE TOE-IN OF CONTROLLED WHEELS OF THE MOTOR VEHICLE IN THE COURSE OF MOVEMENT

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 движении, 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).
Недостатками данного устройства являются:
а) отсутствие возможности осуществления контроля его работы, т.к. из-за возникших его неисправностей оно может или прекратить, или неправильно регулировать схождение управляемых колес автотранспортного средства;
б) отсутствие возможности получения в зависимости от состояния (износа и деформаций элементов моста, рулевого привода и т.д.) и условий эксплуатации автотранспортного средства характеристик варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса без автоматического регулирования их схождения, необходимых для оптимизации параметров тензодатчиков и других элементов этого устройства для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес.
Эти недостатки снижают чувствительность, точность и надежность работы устройства, что приведет к увеличению сопротивления движению, износа шин и расхода топлива.
Техническим результатом предлагаемого устройства для регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения является возможность осуществления контроля его работы с целью своевременного обнаружения и устранения его неисправностей и возможность получения в зависимости от состояния и условий эксплуатации автотранспортного средства характеристик варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса без автоматического регулирования их схождения для оптимизации параметров тензодатчиков и других элементов этой системы для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес и, таким образом, повышение его чувствительности, точности и надежности работы.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения, содержащем 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, на выходе усилителя электрического сигнала параллельно установлены электрическая лампочка и записывающее устройство и эти электрическая лампочка и записывающее устройство и электромагнитная катушка имеют выключатели, позволяющие осуществлять контроль работы этого устройства с целью своевременного обнаружения и устранения его неисправностей и в зависимости от состояния и условий эксплуатации автотранспортного средства получить характеристики варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса без автоматического регулирования их схождения для оптимизации параметров тензодатчиков и других элементов этого устройства для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес, что повышает его чувствительность, точность и надежность работы.
На чертеже изображена схема предлагаемого устройства для регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения.
Предлагаемое устройство 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, являющиеся 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. На выходе усилителя электрического сигнала параллельно установлены электрическая лампочка 18 и записывающее устройство 19 и эти электрическая лампочка 18 и записывающее устройство 19 и электромагнитная катушка 8 имеют выключатели, соответственно, 20, 21 и 22.
Предлагаемое устройство для регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения работает следующим образом.
а) Автоматическое регулирование схождения управляемых колес транспортного средства в движении. Выключатель 22 электромагнитной катушки 8 находится в положении «Включено», а выключатели 20 и 21 соответственно, электрической лампочки 18 и записывающего устройства 19 - в положении «Выключено».
При прямолинейном движении автотранспортного средства и правильном схождении управляемых колес боковые реакции дороги на эти колеса колеса отсутствуют, а сопротивления тензодатчиков 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 стороны 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 катушк 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) Проверка работы устройства для регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения.
Для проверки работы устройства водитель устанавливает выключатели 20 и 22 в положение «Включено», а выключатель 21 - в положение «Выключено». Если устройство исправно (правильно регулирует схождение управляемых колес), то при разгоне или торможении автотранспортного средства и нарушении схождения управляемых колес за счет изменения действущих на них сил, возникновения боковых реакций дороги, действующих на тензодатчики, и дисбаланса электрического моста электрическая лампочка 18 должна загораться (т.к. идет процесс регулирования схождения управляемых колес и между точками С и Д электрического моста 6 имеется напряжение), а после перехода на равномерное движение или остановки АТС она должна гаснуть (т.к. боковые реакции дороги на управляемые колеса колеса становятся равными нулю, процесс регулирования схождения управляемых колес и, соответственно, - напряжение между точками С и Д этого электрического моста отсутствуют). В противном случае требуется проверка исправности устройства (его элементов, их соединений и работы).
в) Получение в зависимости от состояния и условий эксплуатации автотранспортного средства характеристик варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса без автоматического регулирования их схождения, необходимых для оптимизации параметров тензодатчиков и других элементов этого устройства для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес. Водитель (исследователь) устанавливает выключатели 20 и 22 в положение «Выключено» (отключает электромагнитную катушку 8 от усилителя электрического сигнала 14 и, следовательно, - автоматическое регулирование схождения управляемых колес), а выключатель 21 записывающего устройства 19 - в положение «Включено» и с минимальной и максимальной (и др.) загрузкой, при различных скоростях и режимах прямолинейного движения (равномерное движение, разгон, накат, торможение и пр.) автотранспортного средства, в наилучших и наихудших (и др.) дорожных условиях регистрирует записывающим устройством значения боковых реакций дороги (и др.). При этом для определения масштаба записи предварительно в статическом состоянии автотранспортного средства с приподнятым (поддомкраченным) управляемым мостом, создавая искусственно осевые силы (от нуля и выше), действующие на управляемые колеса, соответствующие боковым реакциям дороги, определяют соответствующие им электрические напряжения дисбаланса электрического моста тензодатчиков на выходе усилителя электрического сигнала, где установлено записывающее устройство. На основе анализа полученных в процессе движения АТС характеристик варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса, определяются требуемые параметры тензодатчиков, реверсивного механизма и др. Предлагаемое устройство может быть использовано и для других научных исследований, в т.ч. процесса автоматического регулирования схождения управляемых колес транспортного средства с целью улучшения его характеристик.
Таким образом, предлагаемое устройство для регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения позволяет осуществлять контроль его работы с целью своевременного обнаружения и устранения неисправностей и в зависимости от состояния и условий эксплуатации автотранспортного средства получить (снять) характеристики варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса без автоматического регулирования их схождения для оптимизации параметров тензодатчиков и других элементов этой системы для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес, что повысит его чувствительность, точность и надежность, а также снизит износ шин и расход топлива.