RU2082957C1

RU2082957C1 - Gear to adjust angle of obliquity of controlled wheels of automobiles

Info

Publication number: RU2082957C1
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Кукоба; В.А. Гусев; П.В. Михалев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "АвтоВАЗ"
Priority date: 1991-07-24
Filing date: 1991-07-24
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: adjustment of angle of obliquity of controlled wheels of automobiles having independent rear wheels suspension. SUBSTANCE: gear is mounted on automobile from beneath before wheels are put. Front suspension is compressed by two pneumatic cylinders. Angle of obliquity is adjusted manually by means of measurement mechanism including indicators measuring positions of butt surfaces of hubs of front wheels. Measurement mechanism is hinged by two longitudinal rods to basing mechanism of hubs of rear wheels. Proposed design of basing mechanism takes into account positions of butts of both hubs of rear wheels summing all deviations and sensing corrections to indicators. Basing mechanism is composed of two half-beams intercoupled by vertical joint. Contact blocks pressed to butts of hubs of rear wheels by lever clips are mounted on opposite ends of half-beams with the aid of two hinge parallelograms. Longitudinal rods are installed in parallel to each other and are hinged to half-beams. These hinges are positioned in symmetry with joint with vertical axis joining two half-beams. EFFECT: enhanced functional precision. 5 dwg

Description

Изобретение относится машиностроению и может быть использовано на автосборочных заводах для регулировки угла сходимости управляемых колес автомобилей, имеющих преимущественно независимую заднюю подвеску, непосредственно на подвесном сборочном конвейере, до постановки колес на автомобиль. The invention relates to mechanical engineering and can be used in car assembly plants to adjust the angle of convergence of the steered wheels of cars having a predominantly independent rear suspension, directly on the overhead assembly conveyor, before setting the wheels on the car.

Известно устройство для регулировки угла сходимости, содержащее механизм нагружения, выполненный в виде основания, захватов за автомобиль, двух пневмоцилиндров со смонтированными на их штоках узлов упора в ступицы передних колес, механизм измерения, установленный шарнирно на основании механизма нагружения и выполненный в виде рамы, на концах которой установлены поворотные рамки с шарнирно закрепленными на них контактными колодками, упирающимися в торцовые поверхности ступиц передних колес и связанных с индикаторами, и механизм базирования по заднему мосту, связанный шарнирно двумя продольными штангами с рамой механизма измерения и состоящий из поперечной балки, на концах которой установлены поворотные рычаги с приводом от пневмоцилиндров и с закрепленными на них конусными наконечниками, входящими с центровочные отверстия полуосей заднего моста. A device for adjusting the angle of convergence is known, comprising a loading mechanism made in the form of a base, grips for a car, two pneumatic cylinders with stop assemblies mounted on their rods in the front wheel hubs, a measuring mechanism pivotally mounted on the basis of the loading mechanism and made in the form of a frame, on the ends of which are mounted swing frames with pads pivotally mounted on them, abutting against the end surfaces of the hubs of the front wheels and associated with indicators, and a bazir mechanism Bani on the rear axle, is pivotally connected with the two longitudinal frame rods and a measurement mechanism composed of transverse beams, which are installed at the ends of pivoting arms driven by pneumatic cylinders and are fixed on tapered lugs belonging to the centering holes semiaxes of the rear axle.

Известное устройство имеет тот недостаток, что его механизм базирования по заднему мосту автомобиля не может учесть всех отклонений, имеющихся в независимой подвеске задних колес, а именно смещение оси одного из колес вперед или назад. The known device has the disadvantage that its basing mechanism on the rear axle of the car cannot take into account all the deviations present in the independent suspension of the rear wheels, namely the displacement of the axis of one of the wheels forward or backward.

Задача изобретения расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности использования его для регулировки угла сходимости передних колес для автомобилей, имеющих заднюю независимую подвеску. The objective of the invention is the expansion of the technological capabilities of the device by providing the possibility of using it to adjust the angle of convergence of the front wheels for cars with independent rear suspension.

Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем механизм нагружения, состоящий из основания, захватов за автомобиль, двух пневмоцилиндров со смонтированными на их штоках узлов упора в ступицы передних колес, механизм измерения, установленный шарнирно на основании механизма нагружения и состоящий из рамы, на концах которой установлены поворотные рамки с приводом от пневмоцилиндров и с шарнирно закрепленными на них контактными колодками, упирающимися в торцевых поверхности ступиц передних колес и связанных с индикаторами, и механизм базирования по ступицам задних колес, связанный шарнирно двумя продольными штангами с рамой механизма измерения. Механизм базирования выполнен в виде двух полубалок, связанных между собой шарниром с вертикальной осью, а к свободным концам присоединены с помощью механизмов связи контактные колодки, прижимаемые к торцам ступиц задних колес рычагами с пневмоприводом, при этом механизмы связи обеспечивают возможность перемещения контактных колодок в одной плоскости при сохранении колодками перпендикулярности к соответствующей полубалке, например, этими механизмами связи могут быть два или один шарнирные параллелограмма Продольные штанги установлены параллельно друг другу с соединены с полубалками механизма базирования, а соединяющие полубалки со штангами шарниры расположены симметрично шарниру с вертикальной осью, соединяющего две полубалки. Такая конструкция устройства позволяет исключить влияние всех погрешностей деталей и узлов автомобиля с независимой задней подвеской на точность регулировки угла сходимости передних колес, при этом выдерживается требование по положению рулевого колеса при езде автомобиля по прямой. This is achieved by the fact that in the known device comprising a loading mechanism, consisting of a base, grips for a car, two pneumatic cylinders with stop assemblies mounted on their rods in the front wheel hubs, a measuring mechanism pivotally mounted on the basis of the loading mechanism and consisting of a frame, the ends of which are mounted rotary frames driven by pneumatic cylinders and with pads pivotally mounted on them, abutting against the end surfaces of the front wheel hubs and associated with indicators, and mechanisms still based on the hubs of the rear wheels, is pivotally connected by two longitudinal bars with a frame measuring mechanism. The base mechanism is made in the form of two half beams connected by a hinge with a vertical axis, and contact pads are attached to the free ends by means of communication mechanisms, pressed to the ends of the hubs of the rear wheels with pneumatic actuators, while the communication mechanisms provide the ability to move the contact blocks in one plane while maintaining the pads perpendicular to the corresponding half-beam, for example, these communication mechanisms can be two or one hinged parallelogram The wrenches are parallel to each other and connected to the half-beams of the basing mechanism, and the hinges connecting the half-beams to the rods are located symmetrically to the hinge with a vertical axis connecting the two half-beams. This design of the device eliminates the influence of all errors of parts and components of the car with an independent rear suspension on the accuracy of adjusting the angle of convergence of the front wheels, while meeting the requirement for the position of the steering wheel when driving in a straight line.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 упрощенная схема устройства для анализа; на фиг. 5 пример положения колес автомобиля при регулировке. In FIG. 1 shows the proposed device, a top view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one; in FIG. 4 simplified diagram of a device for analysis; in FIG. 5 an example of the position of the wheels of a car when adjusting.

Устройство для регулировки угла сходимости управляемых колес автомобиля содержит механизм нагружения 1 передней подвески 2 автомобиля, механизм 3 измерения угла сходимости передних колес и механизм базирования 4 по ступицам 5 задних колес автомобиля. Механизм нагружения имеет основание 6, два пневмоцилиндра 7, на штоках которых установлены узлы упора 8 в ступицы 9 передних колес, и два захвата 10 для крепления механизма на автомобиле. Механизм измерения состоит из рамы 11, установленной на основании 6 шарнирно на двух винтах 12 с коническими концами. На концах рамы N установлены на винтах 13 с коническими концами поворотные рамки 14, на которых шарнирно установлены контактные колодки 15, упирающиеся в торцевые поверхности ступиц 9 передних колес, и закреплены индикаторы 16, измерительные стержни которых упираются в контактные колодки 15. Прижим колодок 15 к ступицам 9 осуществляется поворотом рамок 14 с помощью пневмоцилиндров 17. Механизм базирования по ступицам задних колес состоит из двух полубалок 18 и 25,связанных между собой шарниром 19 с вертикальной осью, а к противоположным концам присоединены с помощью, например, двух шарнирных параллелограммов 20 контактные колодки 21, прижимаемые к торцами ступиц 5 рычагами 22 с пневмоприводом 23. Шарнирные параллелограммы 20 обеспечивают возможность перемещения контактных колодок 21 в одной (горизонтальной) плоскости при сохранении колодками 21 перпендикулярности к соответствующей полубалке 18 или 25. Для правой колодки 21 (фиг. 1) для выполнения этого условия достаточно одного шарнирного параллелограмма. Продольные штанги 24 связывают шарнирно механизм базирования 4 с рамой 11 механизма измерения. A device for adjusting the angle of convergence of the steered wheels of the car contains a loading mechanism 1 of the front suspension 2 of the car, a mechanism 3 for measuring the angle of convergence of the front wheels and a basing mechanism 4 at the hubs 5 of the rear wheels of the car. The loading mechanism has a base 6, two pneumatic cylinders 7, on the rods of which stop assemblies 8 are installed in the hubs 9 of the front wheels, and two grips 10 for mounting the mechanism on the car. The measurement mechanism consists of a frame 11 mounted on the base 6 pivotally on two screws 12 with conical ends. At the ends of the frame N, rotary frames 14 are mounted on screws 13 with conical ends, on which contact pads 15 are pivotally mounted, abutting against the end surfaces of the hubs 9 of the front wheels, and indicators 16 are mounted, the measuring rods of which abut against contact pads 15. The clamp of blocks 15 to the hubs 9 are carried out by turning the frames 14 with the help of pneumatic cylinders 17. The base mechanism on the hubs of the rear wheels consists of two half beams 18 and 25, interconnected by a hinge 19 with a vertical axis, and an attachment to the opposite ends Using, for example, two hinged parallelograms 20, the contact pads 21 are pressed against the ends of the hub 5 by levers 22 with a pneumatic actuator 23. The hinged parallelograms 20 allow the pads 21 to be moved in the same (horizontal) plane while maintaining the pads 21 perpendicular to the corresponding half beam 18 or 25. For the right shoe 21 (Fig. 1), one hinged parallelogram is sufficient to fulfill this condition. The longitudinal rods 24 pivotally couple the base mechanism 4 to the frame 11 of the measurement mechanism.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устройство устанавливают снизу на автомобиль, находящийся на сборочном конвейере в подвешенном состоянии. Рулевой механизм устанавливается в среднее положение, и рулевое колесо фиксируется так, чтобы спица его была в горизонтальном положении. В передней части автомобиля устройство крепится за элементы автомобиля с помощью захватов 10, в задней части крепится рычажными зажимами 22 с помощью пневмоцилиндров 23. Включаются пневмоцилиндры 7, узлы 8 упираются в ступицы 9 передних колес и поднимают их до положения, соответствующего статическому положению при номинальной нагрузке автомобиля. Затем включаются пневмоцилиндры 17, рамки 14 поворачиваются и колодки 15 прижимаются к торцовым поверхностям ступиц 9. Индикаторы 16 показывают положение, занимаемое колодками 15 и, следовательно, угловое положение ступиц 9. Руководствуясь показаниями индикаторов 16, операторы, регулируя рулевых тяг автомобиля (не показаны), поворачивают ступицы до совпадения стрелок индикаторов 16 с отметками на шкалах. Индикаторы периодически настраивают (проверяют) с помощью специального калибра, имитирующего идеальный автомобиль в части измеряемых параметров. После регулировки угла сходимости устройство снимают с автомобиля и перемещают на очередной автомобиль. Для облегчения перестановок устройство можно установить на тележку, снабженную пневмоподъемником. The device is installed from below on a car located on the assembly line in a suspended state. The steering gear is set in the middle position, and the steering wheel is fixed so that its spoke is in a horizontal position. In the front part of the car, the device is attached to the vehicle elements by means of grippers 10, in the rear part it is fastened by lever clamps 22 by means of pneumatic cylinders 23. The pneumatic cylinders 7 are turned on, the nodes 8 abut against the hubs 9 of the front wheels and raise them to a position corresponding to a static position at rated load a car. Then the pneumatic cylinders 17 are turned on, the frames 14 are rotated and the pads 15 are pressed against the end surfaces of the hubs 9. The indicators 16 show the position occupied by the pads 15 and, therefore, the angular position of the hubs 9. Based on the indicators 16, the operators adjusting the steering rods of the car (not shown) , turn the hub until the arrows of the indicators 16 coincide with the marks on the scales. Indicators are periodically adjusted (checked) using a special gauge that simulates the perfect car in terms of measured parameters. After adjusting the angle of convergence, the device is removed from the car and moved to another car. To facilitate rearrangements, the device can be mounted on a trolley equipped with a pneumatic hoist.

Исследуем, как при различных отклонения деталей и узлов автомобиля устройство позволяет исключить влияние этих отклонений. Коррекция регулировки положения ступиц 9 передних колес в зависимости от отклонений ступиц 58 задних колес осуществляется поворотом в горизонтальной плоскости механизма измерения 3 с помощью продольных штанг 24. При повернутом механизме измерения на какой-либо угол ступицы 9 передних колес после регулировки тоже окажутся повернутыми на тот же угол. На фиг. 4 изображена схема устройства, в котором механизмы связи 20 вместо двух шарнирных параллелограммов выполнены в виде ползунов, которые выполняют те же функции, что и шарнирные параллелограммы. Ползунные механизмы имеют ряд практических недостатков (трения, люфты), но с ними проще изображать промежуточные положения механизмов. Имеются и другие комбинации механизмов, которые могут выполнять те же задачи, что и шарнирные параллелограммы. При перекосе идеальной задней подвески (правая и левая ступицы 5 соосны) на какой-либо угол весь механизм базирования 4 поворачивается как одно целое на тот же угол, и поворачивает на тот же угол измерительный механизм 3, так как четырехзвенник 18 + 25, 24, 11, 24 образует параллелограмм, в котором звенья 18 + 25 и 11 параллельны. Следовательно, ступицы 9 передних колес будут отрегулированы относительно повернутого на нужный угол измерительного механизма, и при качении автомобиля по дороге по прямой линии пути передних и задних колес будут параллельны. При смещении идеальной задней подвески вперед или назад, вправо или влево положение механизма измерения 3 не меняется, т.е. такие отклонения задней подвески не требуют коррекции ступиц 9 передних колес. При смещении только одной задней ступицы 5 вперед или назад, вправо или влево положение механизма измерения 3 также не меняется, коррекция не требуется, пути колес автомобиля остаются параллельными. При перекосе оси только одной ступицы 5 заднего колеса, например левой, на угол α (фиг. 4) устройство займет положение, изображенное тонкими сплошными линиями, при этом механизм измерения повернется на угол a/2. Для доказательства последнего утверждения проведем вспомогательные (штрихпунктирные) прямые ВВ, АГ, ВГ, БД. В треугольнике АБД угол α в два раза больше, чем угол a/2 в треугольнике АВГ, поскольку их стороны АБ и ВВ относятся как 1:2, а стороны БД и ВГ одинаковы. Сторона АГ параллельна прямой ЕИ, т. е. механизм измерения 3 (рама 11) повернулся на угол α/2 Приведенное доказательство верно только при малых углах α но в автомобиле отклонения не превышают 15' 20'. Необходимость поворота передних колес на угол a/2 при повернутости левого заднего колеса на угол α доказывается на фиг. 5, где схематично изображен автомобиль, вид сверху. Толстыми линиями изображены колеса в идеальном положении, тонкими в действительности после регулировки. Допустим, что угол между левым и правым задним колесом равен a установленные таким образом задние колеса на дороге будут катиться из-за вынужденного бокового скольжения в направлении, указанном стрелками под углом a/2 т.е. в направлении биссектрисы угла α между правым и левым задними колесами. Разумеется, что передние правильно отрегулированные колеса также должны катиться в этом же направлении, а при наличии между ними угла сходимости биссектриса этого угла должна быть параллельна биссектрисе угла между задними колесами, что и достигается с помощью предлагаемого устройства (фиг. 4). При перекосе левой ступицы 5 заднего колеса влево на угол a а правой на тот же угол a вправо, задние колеса будут катиться на дороге в направлении продольной оси автомобиля, т. е. передние колеса коррекции не требуют, что и осуществляет данное устройство. Аналогичным образом доказывается правильность установки передних колес с помощью устройства при различных комбинациях смещений и перекосов ступиц задних колес. Деформации основания 6 от сил нагружения и погрешности базирования механизма нагружения 1 на автомобиле также на влияют на угловое положение механизма измерения. We investigate how, for various deviations of parts and components of a vehicle, the device eliminates the influence of these deviations. Correction of the adjustment of the position of the hubs 9 of the front wheels depending on the deviations of the hubs 58 of the rear wheels is carried out by turning in the horizontal plane of the measuring mechanism 3 using longitudinal rods 24. When the measuring mechanism is turned to any angle, the hubs of the 9 front wheels will also be turned to the same angle. In FIG. 4 shows a diagram of a device in which the communication mechanisms 20 instead of two hinged parallelograms are made in the form of sliders that perform the same functions as the hinged parallelograms. Sliding mechanisms have a number of practical drawbacks (friction, backlash), but it is easier to depict intermediate positions of mechanisms with them. There are other combinations of mechanisms that can perform the same tasks as articulated parallelograms. When the ideal rear suspension is skewed (the right and left hubs 5 are coaxial) by any angle, the entire basing mechanism 4 rotates as a whole by the same angle, and the measuring mechanism 3 rotates the same angle, since the four-link 18 + 25, 24, 11, 24 forms a parallelogram in which the links 18 + 25 and 11 are parallel. Therefore, the hubs 9 of the front wheels will be adjusted relative to the measuring mechanism rotated to the desired angle, and when the vehicle is rolling along the road in a straight line, the paths of the front and rear wheels will be parallel. When the ideal rear suspension is shifted forward or backward, to the right or left, the position of the measuring mechanism 3 does not change, i.e. such deviations of the rear suspension do not require correction of the hubs of the 9 front wheels. When only one rear hub 5 is shifted forward or backward, to the right or left, the position of the measuring mechanism 3 also does not change, correction is not required, the paths of the wheels of the car remain parallel. When the axis is skewed of only one hub 5 of the rear wheel, for example, the left one, by the angle α (Fig. 4), the device will occupy the position shown by thin solid lines, while the measurement mechanism will rotate by the angle a / 2. To prove the last statement, we draw auxiliary (dash-dotted) lines BB, AG, VG, DB. In the ABD triangle, the angle α is two times larger than the a / 2 angle in the ABG triangle, since their sides AB and BB are 1: 2, and the sides of the DB and VG are the same. The side of the AG is parallel to the straight line of the EI, i.e., the measuring mechanism 3 (frame 11) has turned through an angle α / 2. The above proof is true only for small angles α but in a car the deviations do not exceed 15 '20'. The necessity of turning the front wheels by an angle a / 2 when the left rear wheel is turned by an angle α is proved in FIG. 5, where a car is schematically shown, top view. Thick lines depict wheels in perfect position, thin in reality after adjustment. Assume that the angle between the left and right rear wheels is equal to a, the rear wheels installed in this way will roll on the road due to forced lateral sliding in the direction indicated by the arrows at an angle a / 2 i.e. in the direction of the bisector of the angle α between the right and left rear wheels. Of course, that the front correctly adjusted wheels should also roll in the same direction, and if there is a convergence angle between them, the bisector of this angle should be parallel to the bisector of the angle between the rear wheels, which is achieved using the proposed device (Fig. 4). When the left wheel hub 5 of the rear wheel is skewed left by an angle a and the right one by the same angle a to the right, the rear wheels will roll on the road in the direction of the longitudinal axis of the car, i.e., the front wheels do not require correction, which this device implements. Similarly, the correct installation of the front wheels using the device is proved for various combinations of displacements and distortions of the hubs of the rear wheels. Deformations of the base 6 from the loading forces and the errors of the base of the loading mechanism 1 on the car also affect the angular position of the measuring mechanism.

Claims

A device for adjusting the angle of convergence of the steered wheels of a car, comprising a loading mechanism made in the form of a base, grips for a car, two pneumatic cylinders with stop assemblies mounted on their rods in the hubs of the front wheels, a measuring mechanism pivotally mounted on the base of the loading mechanism and made in the form of a frame mounted on its free ends of the rotary frames with pads pivotally attached to them and connected to the indicators, facing the end surfaces of the hubs single wheels, the basing mechanism on the hubs of the rear wheels, two rods connecting the basing mechanism with the frame of the measuring mechanism, characterized in that the basing mechanism on the hubs of the rear wheels is made in the form of two half beams connected by a hinge with a vertical axis, contact pads associated with the free ends of the half-beams by means of communication mechanisms and installed with the possibility of movement in the same plane while maintaining pads perpendicular to the corresponding half-beam and pressing to the ends of the steps h of the rear wheels of the car by means of levers, while the rods are mounted parallel to each other and connected to the half-beams of the basing mechanism, and the hinges connecting the half-beams to the rods are located symmetrically to the hinge with a vertical axis connecting the two half-beams.