СИСТЕМА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СХОЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE STEERING WHEEL MISALIGNMENT ADJUSTING 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 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).
Недостатком данного устройства является 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, т.к. отклонение параметров этого устройства от оптимальных в этих условиях снижает чувствительность, точность и надежность работы устройства, что приведет к увеличению сопротивления движению, износа шин и расхода топлива.
Техническим результатом предлагаемой системы для регулирования схождения управляемых колес транспортного средства является 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 ее чувствительности, точности и надежности работы.
Указанный технический результат достигается тем, что в системе для регулирования схождения управляемых колес транспортного средства, 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, на выходе усилителя электрического сигнала параллельно установлены записывающее устройство и указатель величины боковых реакций дороги, и эти записывающее устройство и указатель и электромагнитная катушка имеют выключатели, позволяющие 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 этой системы для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес, что повышает ее чувствительность, точность и надежность работы.
На чертеже изображена схема предлагаемой системы для регулирования схождения управляемых колес транспортного средства.
Предлагаемая система для регулирования схождения управляемых колес транспортного средства 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 записывающее устройство 18 и указатель 19 величины боковых реакций дороги (проградуированный в ньютонах вольтметр), и эти записывающее устройство и указатель и электромагнитная катушка 8 имеют выключатели соответственно 20, 21 и 22.
Предлагаемая система для регулирования схождения управляемых колес транспортного средства 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 записывающего устройства 18 и указателя 19 величин боковых реакций дороги - в положении «Выключено».
При прямолинейном движении автотранспортного средства и правильном схождении управляемых колес боковые реакции дороги на эти 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 катушек 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. 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 этой системы для этих условий при осуществлении автоматического регулирования схождения управляемых колес. Водитель устанавливает выключатель 22 в положение «Выключено» (отключает электромагнитную катушку 8 от усилителя электрического сигнала 14 и, следовательно, автоматическое регулирование схождения управляемых колес), а выключатели 20 и 21 записывающего устройства 18 и указателя 19 величин боковых реакций дороги - 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 определяет визуально по указателю 19 и регистрирует записывающим устройством значения боковых реакций дороги (и др.). На основе анализа полученных характеристик варьирования значений боковых реакций дороги на управляемые колеса определяются требуемые параметры тензодатчиков, реверсивного механизма и др. Указатель 19 может также иметь шкалу угла схождения управляемых колес, т.к. боковые реакции дороги пропорциональны его величине. Предлагаемая система может быть использована и для других научных исследований, в т.ч. процесса автоматического регулирования схождения управляемых колес транспортного средства с целью улучшения ее характеристик.
Таким образом, предлагаемая система для регулирования схождения управляемых колес транспортного средства позволяет 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 ее чувствительность, точность и надежность, а также снизит износ шин и расход топлива.