RU2124713C1

RU2124713C1 - Dynamometer with hydraulic backlash gauge for diagnosis of steering control

Info

Publication number: RU2124713C1
Application number: RU97102970A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хабардин; С.В. Хабардин
Original assignee: Иркутская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1999-01-10

Abstract

FIELD: diagnosis of transport facilities, in particular, means of diagnosis of units providing for traffic safety, applicable in operation of transport facilities, and in instrument engineering. SUBSTANCE: for determining the angular position of the steering wheel rim in the process of diagnosis use is made of a transparent hydraulic element, which may be made in the form of a torus or ampoule filled with liquid. The hydraulic element with a scale is positioned on a disk freely connected to the dynamometer casing. As a result, the backlash gauge is arranged with the dynamometer in a single structural unit having a single setting point at diagnosis. Enhanced accuracy of measurement of steering wheel backlash is ensured due to arrangement of the scale on disk with a larger radius than the disk radius, as well as due to the use of a scale with oppositely positioned zero marks. EFFECT: enhanced convenience in use, enhanced accuracy of measurement of steering wheel backlash, reduced labour content of diagnosis. 2 cl, 6 dwg

Description

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. The invention relates to the diagnosis of transport vehicles, in particular to means for diagnosing aggregates that ensure traffic safety, and can be applied in the operation of cars and wheeled tractors, as well as in instrumentation.

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-люфтомеры и другие диагностические средства [1,2]. Vehicle steering refers to safety features. A general assessment of the technical condition of the steering in operation is made by the value of the total play and the force required to turn the steering wheel. For this, dynamometer-backlash meters and other diagnostic tools are widely used [1,2].

Недостатками указанных электронных устройств является то, что они дорогостоящи и сложны для эксплуатационных условий. The disadvantages of these electronic devices is that they are expensive and difficult for operating conditions.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является динамометр-люфтомер модели К-402 для диагностирования рулевого управления, состоящий из цилиндрического корпуса с присоединенным к нему узлом для установки динамометра на обод рулевого колеса; динамометрической рукоятки со шкалой; пружин динамометра, размещенных в корпусе с возможностью взаимодействия с динамометрической рукояткой; шкалы люфтомера, присоединенной к корпусу; узла для определения углового положения обода рулевого колеса относительно рулевой колонки (стрелки, устанавливаемой на рулевую колонку) [3]. The closest technical solution, selected as a prototype, is a K-402 model dynamometer-backlash for steering diagnostics, consisting of a cylindrical body with a unit attached to it for installing a dynamometer on the steering wheel rim; dynamometer handle with scale; dynamometer springs located in the housing with the possibility of interaction with the dynamometric handle; scale of a backlash attached to the housing; site for determining the angular position of the steering wheel rim relative to the steering column (arrows mounted on the steering column) [3].

Недостатками известной конструкции является то, что она сложна, громоздка и неудобна в эксплуатации. В связи с необходимостью установки динамометра на обод рулевого колеса, а стрелки на рулевую колонку трудоемкость подготовительно-заключительных работ достаточно велика. Кроме того, на некоторых моделях транспортных средств не представляется возможным установить стрелку на рулевую колонку. The disadvantages of the known design is that it is complex, bulky and inconvenient to operate. Due to the need to install a dynamometer on the steering wheel rim, and the arrows on the steering column, the complexity of the preparatory and final works is quite large. In addition, on some vehicle models it is not possible to install the arrow on the steering column.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств устройства, в частности обеспечение его компактности, удобства при использовании, повышение точности измерения и сокращение трудоемкости диагностирования. The objective of the invention is to improve the operational properties of the device, in particular ensuring its compactness, ease of use, improving the accuracy of measurement and reducing the complexity of diagnosis.

Поставленная задача решена таким образом, что люфтомер скомпонован с динамометром в единый конструктивный блок, имеющий одну точку установки - на обод рулевого колеса. Для этого шкала люфтомера выполнена на диске, присоединенном к корпусу динамометра с возможностью вращения вокруг своей оси. На этом же диске размещен гидравлический элемент для определения углового положения обода рулевого колеса в процессе диагностирования, который может быть выполнен в виде прозрачного кольца или ампулы (тора). В процессе диагностирования после установки нуля путем вращения диска вокруг своей оси поворачивают рулевое колесо из одного крайнего положения в другое. В результате шкала с гидравлическим элементом совершает переносное движение, а уровень жидкости в гидравлическом элементе или пузырек воздуха перемещаются относительно этого элемента и шкалы. По величине перемещения определяют люфт рулевого колеса. Повышение точности измерения обеспечено путем удлинения шкалы за счет ее расположения на диске с большим радиусом, чем радиус диска, а также за счет применения шкалы с противоположно размещенными нулевыми отметками, соответствующими крайнему левому и правому угловому положению обода при измерении люфта рулевого колеса. The problem is solved in such a way that the backlash is arranged with a dynamometer in a single structural unit having one installation point - on the rim of the steering wheel. For this, the backlash scale is made on a disk attached to the dynamometer body with the possibility of rotation around its axis. On the same disk there is a hydraulic element for determining the angular position of the steering wheel rim during the diagnosis process, which can be made in the form of a transparent ring or ampoule (torus). In the process of diagnosis, after setting zero by turning the disk around its axis, the steering wheel is turned from one extreme position to another. As a result, the scale with the hydraulic element makes a portable movement, and the liquid level in the hydraulic element or the air bubble moves relative to this element and the scale. The amount of movement determines the play of the steering wheel. Improving the measurement accuracy is achieved by lengthening the scale due to its location on the disk with a larger radius than the radius of the disk, as well as through the use of a scale with oppositely placed zero marks corresponding to the extreme left and right angular position of the rim when measuring the steering wheel play.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 изображен динамометр с гидравлическим люфтомером для диагностирования рулевого управления. Он состоит из цилиндрического корпуса 4 динамометра с присоединенным к нему узлом для установки на обод рулевого колеса 2 /не показано/; динамометрической рукоятки 3 со шкалой; пружин динамометра, размещенных в корпусе 4 соосно динамометрической рукоятки 3 и с возможностью взаимодействия с нею /не показано/; шкалы 1 люфтомера, выполненной на диске 6, присоединенном к корпусу 4 динамометра в плоскости, параллельной плоскости вращения рулевого колеса либо под углом к ней, и с возможностью вращения на цапфе 7 корпуса 4. Узел для определения углового положения обода рулевого колеса 2 при диагностировании выполнен в виде гидравлического элемента 5, представляющего собой герметичное прозрачное кольцо /фиг. 1, 2/, наполненное наполовину подкрашенной жидкостью и неподвижно присоединено к диску 6 в плоскости шкалы 1 люфтомера или в плоскости, параллельно отстоящей на некоторое расстояние от плоскости шкалы 1. При этом шкала 1 размещена в верхней части /внутри или снаружи кольца/ на половине диска 6 и состоит из двух симметрично расположенных частей /фиг.3/, каждая из которых имеет начало отсчета от уровня жидкости в кольце /фиг.1/. Для удобства измерения кольцо может быть полностью заполнено подкрашенной жидкостью и в его полости оставлен пузырек 8 воздуха /фиг.4/. При этом шкала 1 размещена на некоторой верхней части диска 6 /например, на половине диска 6, как показано на фиг.4/ и состоит из двух симметрично расположенных частей с общим началом отсчета от центра пузырька 8, размещенного в верхней части и являющегося точкой, через которую проходит ось симметрии. Для повышения точности измерения гидравлический элемент 5 выполнен в виде прозрачной ампулы, представляющей собой тор, радиус которого значительно превышает радиус диска 6 /фиг.5/. При этом ампула совмещена со шкалой 1 на диске 6, состоящей из двух симметрично расположенных частей с общим началом отсчета от пузырька 8. Для повышения точности измерения одна часть шкалы 1 размещена над ампулой 5 /фиг.6/, например, с началом отсчета справа налево, другая - под ампулой с отсчетом слева направо. Figure 1, 2, 3, 4, 5, 6 shows a dynamometer with a hydraulic backlash for diagnosing steering. It consists of a cylindrical housing 4 of the dynamometer with an attached unit for installation on the rim of the steering wheel 2 / not shown /; dynamometer handle 3 with a scale; dynamometer springs placed in the housing 4 coaxially with the dynamometer handle 3 and with the possibility of interaction with it / not shown /; the scale 1 of the backlash, made on the disk 6, attached to the housing 4 of the dynamometer in a plane parallel to the plane of rotation of the steering wheel or at an angle to it, and with the possibility of rotation on the pin 7 of the housing 4. The node for determining the angular position of the rim of the steering wheel 2 for diagnosis in the form of a hydraulic element 5, which is a sealed transparent ring / Fig. 1, 2 /, filled with half-tinted liquid and fixedly attached to the disk 6 in the plane of the scale 1 of the backlash or in the plane parallel to some distance from the plane of the scale 1. In this case, the scale 1 is located in the upper part / inside or outside the ring / in half disk 6 and consists of two symmetrically located parts / 3 /, each of which has a reference point from the liquid level in the ring / 1 /. For ease of measurement, the ring can be completely filled with tinted liquid and an air bubble 8 / Fig. 4/ is left in its cavity. In this case, the scale 1 is placed on some upper part of the disk 6 / for example, on the half of the disk 6, as shown in figure 4 / and consists of two symmetrically located parts with a common reference point from the center of the bubble 8, located in the upper part and which is a point, through which the axis of symmetry passes. To increase the accuracy of the measurement, the hydraulic element 5 is made in the form of a transparent ampoule, which is a torus, the radius of which significantly exceeds the radius of the disk 6/5 /. In this case, the ampoule is aligned with the scale 1 on the disk 6, which consists of two symmetrically located parts with a common reference point from the bubble 8. To improve the accuracy of measurement, one part of the scale 1 is placed above the ampoule 5/6 /, for example, from the right to left , the other - under the ampoule with a countdown from left to right.

Диагностирование рулевого управления осуществляют следующим образом. Вывешивают передний мост, например автомобиля, и устанавливают колеса в положение прямолинейного движения. В нижней точке обода рулевого колеса 2 закрепляют предлагаемое устройство так, чтобы плоскость диска 6 была параллельной плоскости вращения указанного обода. Проверяют силу трения в элементах рулевого управления поворачиванием рулевого колеса 2 за динамометрическую рукоятку 3 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. Замеряют люфт рулевого колеса 2. Для этого поворачивают рулевое колесо сначала, например влево, прикладывая к динамометру усилие 1 кГ, и в этом положении устанавливают нуль на люфтомере, вращая диск 6 на цапфе 7. Если люфтомер оборудован кольцом, наполовину заполненным жидкостью /фиг. 1, 2, 3/, то уровень жидкости в кольце совмещают с нулевыми отметками шкалы 1. Если гидравлический элемент 5 люфтомера выполнен в виде кольца или ампулы с пузырьком 8 /фиг. 4, 5/, то центр указанного пузырька совмещают с нулевой отметкой шкалы 1. Если люфтомер оборудован ампулой и шкалой с противоположно размещенными нулевыми отметками /фиг. 6/, то пузырек воздуха после поворота рулевого колеса влево совмещают с нулевой отметкой шкалы 1, размещенной под ампулой. Если рулевое колесо предварительно было повернуто не влево, а вправо, то пузырек 8 совмещают соответственно с нулевой отметкой шкалы 1, размещенной над ампулой. После этого поворачивают рулевое колесо 2 в противоположном направлении, прикладывая к динамометрической рукоятке 3 такое же усилие. При этом шкала 1 с гидравлическим элементом 5 совершает переносное движение, а уровень жидкости в нем или пузырек 8 воздуха перемещаются относительно этого элемента и шкалы. По величине перемещения /по положению уровня жидкости или пузырька 8 относительно шкалы 1/ определяют люфт рулевого колеса. Снимают с рулевого колеса устройство: диагностирование завершено. The diagnosis of the steering is as follows. The front axle, for example, of a car, is hung up and the wheels are set in a straight-ahead position. At the lower point of the rim of the steering wheel 2, the proposed device is fixed so that the plane of the disk 6 is parallel to the plane of rotation of the specified rim. Check the friction in the steering elements by turning the steering wheel 2 for the torque arm 3 from one extreme position to another. If there is a power steering, the friction force is checked with the wheels lowered and when the engine is running at an average crankshaft speed. Measure the backlash of the steering wheel 2. To do this, turn the steering wheel first, for example, to the left, applying a force of 1 kG to the dynamometer, and in this position set zero on the backlash, rotating the dial 6 on pin 7. If the backlash is equipped with a ring half filled with liquid / Fig. 1, 2, 3 /, then the liquid level in the ring is combined with zero marks of scale 1. If the hydraulic element 5 of the backlash is made in the form of a ring or ampoule with bubble 8 / Fig. 4, 5 /, then the center of the indicated bubble is combined with the zero mark of scale 1. If the luffmeter is equipped with an ampoule and a scale with oppositely placed zero marks / Fig. 6 /, then the air bubble after turning the steering wheel to the left is combined with the zero mark of the scale 1, located under the ampoule. If the steering wheel was previously rotated not to the left, but to the right, then bubble 8 is combined respectively with the zero mark of scale 1, placed above the ampoule. After that, the steering wheel 2 is turned in the opposite direction, applying the same force to the dynamometer handle 3. In this case, the scale 1 with the hydraulic element 5 performs a figurative movement, and the liquid level in it or the air bubble 8 moves relative to this element and the scale. The magnitude of the displacement / position of the liquid level or bubble 8 relative to the scale 1 / determine the backlash of the steering wheel. Remove the device from the steering wheel: the diagnosis is complete.

Предлагаемое устройство компактно, удобно при использовании, имеет повышенную точность измерения люфта рулевого колеса и позволяет сократить трудоемкость диагностирования. Это обусловлено тем, что для определения углового положения обода рулевого колеса в процессе диагностирования применен прозрачный гидравлический элемент, который может быть выполнен в виде заполненного жидкостью кольца или ампулы по форме тора. Гидравлический элемент со шкалой размещен на диске, соединенном подвижно с корпусом динамометра. В результате люфтомер скомпанован с динамометром в единый конструктивный блок, имеющий одну точку установки при диагностировании. Повышение точности измерения люфта рулевого колеса обеспечено за счет размещения шкалы на диске с большим радиусом, чем радиус диска, а также за счет применения шкалы с противоположно размещенными нулевыми отметками. The proposed device is compact, convenient to use, has increased accuracy in measuring the play of the steering wheel and reduces the complexity of diagnosis. This is due to the fact that to determine the angular position of the steering wheel rim during the diagnosis process, a transparent hydraulic element is used, which can be made in the form of a ring filled with liquid or an ampoule in the shape of a torus. A hydraulic element with a scale is placed on a disk connected movably to the dynamometer body. As a result, the backlash is compiled with a dynamometer into a single structural unit having one installation point for diagnosis. Improving the accuracy of measuring the play of the steering wheel is ensured by placing the scale on the disk with a larger radius than the radius of the disk, as well as through the use of a scale with oppositely placed zero marks.

Источники информации, принятые во внимание:
1. А.с. СССР N 1661613, G 01 M 17/06, 18.04.89.Sources of information taken into account:
1. A.S. USSR N 1661613, G 01 M 17/06, 04/18/89.

2. А.с. СССР N 1640573, G 01 M 17/06, 05.12.88. 2. A.S. USSR N 1640573, G 01 M 17/06, 05.12.88.

3. Аринин И.Н. Диагностирование технического состояния автомобиля. -М.: Транспорт, 1978, с. 114-117 - прототип. 3. Arinin I.N. Diagnosing the technical condition of the car. -M .: Transport, 1978, p. 114-117 is a prototype.

Claims

1. A dynamometer with a hydraulic backlash for diagnosing steering, consisting of a cylindrical body with a unit attached to it for mounting a dynamometer on the steering wheel rim, a torque handle with a scale, dynamometer springs housed in a housing coaxially with a torque handle with the ability to interact with it, scales a backlash made in an arc of a circle in the form of two parts with a common reference point in the center and attached to the body, and a node for determining the angular position of the steering wheel rim wheels relative to the steering column during the diagnosis process, characterized in that the backlash scale is placed on the disk attached to the dynamometer body in a plane parallel to the plane of rotation of the steering wheel, or at an angle to this plane and mounted to rotate around its axis, an assembly for determining the angular the position of the steering wheel rim relative to the steering column is made in the form of a hydraulic element, which is a sealed transparent ampoule in the shape of a torus, the radius of which is significant It exceeds the radius of the disk, the cavity of the indicated ampoule is filled with a tinted liquid with an air bubble left, while the ampoule is aligned with the scale on the disk.

2. The device according to claim 1, characterized in that the ampoule is aligned with the scale on the disk with the possibility of placing one part of the scale above the ampoule, and the other under the ampoule.