RU2348913C1

RU2348913C1 - Device for continuous automatic control of controllable wheels concurrence in motion

Info

Publication number: RU2348913C1
Application number: RU2007127411/11A
Authority: RU
Inventors: Елена Викторовна Бондаренко (RU); Елена Викторовна Бондаренко; Владимир Иванович Рассоха (RU); Владимир Иванович Рассоха; Владимир Тимофеевич Исайчев (RU); Владимир Тимофеевич Исайчев
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-03-10

Abstract

FIELD: physics, measuring.

SUBSTANCE: invention concerns vehicles and can be applied to automatic control of concurrence of controllable wheels in the course of motion. The device contains controllable wheels with bearings, data units of lateral responses of road, electrically joined on a full-wave circuit, an axis of controllable wheels, power supplies radiant, the electromagnetic reel, the switching centre, capacity with a hydraulic medium, the pump, traversal traction with the reversive mechanism. The device is supplied with planted on axes of controllable wheels by plugs on which bearings of controllable wheels are erected. As data units of lateral responses of road use the outside and interior rings erected on axes of controllable wheels, with the strain-gauge indicators anchored on face surfaces of these rings. Between a diagonal of the bridge and the electromagnetic reel which core is related to a switching centre spool, the amplifier of an electrical signal is erected.

EFFECT: increase of sensitivity and accuracy of guidance, and also reliability of the device.

2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к транспортным средствам и может быть применено для обеспечения автоматического регулирования схождения управляемых колес в процессе движения.The proposed device relates to vehicles and can be used to provide automatic regulation of the convergence of the steered wheels in the process of movement.

Известно устройство для автоматического регулирования схождения управляемых колес транспортного средства, содержащее датчики боковых сил, действующих на управляемые колеса, реле, подвижный контакт которых связан с соответствующим датчиком боковых сил, реверсивный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги и систему управления указанным механизмом, связанные с неподвижными контактами реле (А.с. СССР № 453604, 15.12.1974, Бюл. № 46).A device is known for automatically controlling the convergence of steered wheels of a vehicle, comprising lateral force sensors acting on steered wheels, relays whose movable contact is connected to a corresponding gauge of lateral forces, a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering link, and a control system for said mechanism connected with the fixed relay contacts (AS USSR No. 453604, 12/15/1974, Bull. No. 46).

Недостатком данного устройства является ненадежность работы, вызванная наличием реле с подвижными и неподвижными контактами, которые могут срабатывать при колебаниях управляемых колес.The disadvantage of this device is the unreliability of operation caused by the presence of relays with movable and fixed contacts, which can be triggered by vibrations of the steered wheels.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для автоматического регулирования схождения управляемых колес в процессе движения, содержащее датчики боковой реакции дороги, действующей на управляемые колеса, представляющие собой пьезодатчики в виде шайб, установленных на осях управляемых колес и электрически соединенных по мостовой схеме, реверсивный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги и систему управления указанным механизмом, электрически связанную с датчиками боковой реакции дороги (Патент РФ № 49257, 10.11.2005, Бюл. № 31).Closest to the proposed device is a device for automatically controlling the convergence of the steered wheels during the movement, containing sensors of the side reaction of the road acting on the steered wheels, which are piezoelectric sensors in the form of washers mounted on the axles of the steered wheels and electrically connected via a bridge circuit, a reversing change mechanism the working length of the tie rod and the control system of the specified mechanism, electrically connected with the sensors of the side reaction of the road (Paten RF № 49257, 10.11.2005, Bul. № 31).

Устройство может хорошо работать при значительном отклонении схождения управляемых колес, однако его недостатками являются низкая чувствительность, точность и надежность, т.к. датчики боковой реакции дороги реагируют также и на осевые силы, возникающие в обоймах конических подшипников колес от вертикальных нагрузок, которые могут превышать боковые реакции дороги, а при малом отклонении в схождении управляемых колес, являющимся преимущественным в процессе движения, и, следовательно, малом дисбалансе в мостовой схеме магнитный поток катушки недостаточен для перемещения сердечника и золотника распределительного устройства и практически не устраняет отклонения схождения, что приводит к сохранению повышенного износа шин и расхода топлива.The device can work well with a significant deviation of the convergence of the steered wheels, however, its disadvantages are low sensitivity, accuracy and reliability, because sensors of the side reaction of the road also respond to axial forces arising in the cages of the tapered wheel bearings from vertical loads, which can exceed the side reactions of the road, and with a small deviation in the convergence of the steered wheels, which is predominant in the process of movement, and, therefore, a small imbalance in the bridge circuit, the magnetic flux of the coil is insufficient to move the core and spool of the switchgear and practically does not eliminate the convergence deviation, which leads to the preservation of increased tire wear and fuel consumption.

Техническим результатом предлагаемого устройства для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес в движении является повышение чувствительности при малом дисбалансе в мостовой схеме, а также точности и надежности.The technical result of the proposed device for continuous automatic control of the convergence of the steered wheels in motion is to increase the sensitivity with a small imbalance in the bridge circuit, as well as accuracy and reliability.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес в движении, содержащее управляемые колеса с подшипниками, оси, источник электропитания, электромагнитную катушку, распределительное устройство, емкость с рабочей жидкостью, насос, поперечную тягу с реверсивным механизмом, снабжено посаженными на осях управляемых колес втулками, на которых установлены подшипники управляемых колес, а также наружными и внутренними кольцами, установленными на осях управляемых колес, с тензодатчиками, закрепленными на торцевых поверхностях этих колец и являющимися датчиками боковых реакций дороги, соединенными по электрической мостовой схеме, а между диагональю моста и электромагнитной катушкой, сердечник которой связан с золотником распределительного устройства, установлен усилитель электрического сигнала.The specified technical result is achieved in that the device for continuous automatic control of the convergence of the steered wheels in motion, containing steered wheels with bearings, axles, power supply, electromagnetic coil, switchgear, a container with working fluid, a pump, a transverse link with a reversing mechanism, is equipped with fitted on the axles of the steered wheels with bushes on which the bearings of the steered wheels are mounted, as well as the outer and inner rings mounted on the axles directs wheels, with strain gauges, fixed on the end surfaces of these rings and non-road side reactions sensors connected by an electrical bridge circuit, and between the diagonal of the bridge and the electromagnetic coil, the core of which is bonded to the spool switchgear installed power of the electric signal.

На фигуре 1 изображена общая схема предлагаемого устройства, на фигуре 2 - ось управляемого колеса в сборе.Figure 1 shows a General diagram of the proposed device, figure 2 - the axis of the steered wheel assembly.

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 6. 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, реверсивный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги (гидроцилиндр) 13 и усилитель электрического сигнала 14. Кольца 4 с тензодатчиками, электрический мост 6, источник электропитания 7, электромагнитная катушка 8, распределительное устройство 10 потока рабочей жидкости и усилитель электрического сигнала 14 образуют систему управления реверсивным механизмом 13 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги. Зазор в подшипниках (внутренние обоймы 15, ролики 16, наружные обоймы не показаны) управляемых колес регулируется гайкой 17 с шайбой 18. Втулка 2, внутренние и наружные кольца 4 закрепляются на оси 3 управляемых колес гайкой 19 с шайбой 20.The proposed device includes steered wheels 1 mounted through bearings and bushings 2 on the axles 3, on which the outer and inner rings 4 with strain sensors 5 are also installed, which are sensors of the side reactions of the road. The load cells 5 are mounted on the end surfaces of these rings, have the same electrical resistance and are connected by a bridge circuit 6. Points A and B of the electric bridge 6 are connected to a power source 7, and points C and D are connected to an electromagnetic coil 8, the core of which is rigidly connected to the spool 9 of a dispenser 10 of a fluid flow. The device also contains a tank 11, a pump 12, a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering rod (hydraulic cylinder) 13 and an electric signal amplifier 14. Rings 4 with strain gauges, an electric bridge 6, a power supply 7, an electromagnetic coil 8, a distributor 10 of the working fluid flow and an electric signal amplifier 14 form a control system for the reversing mechanism 13 for changing the working length of the transverse steering rod. The clearance in the bearings (inner race 15, rollers 16, outer race not shown) of the steered wheels is regulated by a nut 17 with a washer 18. The sleeve 2, the inner and outer rings 4 are fixed on the axle 3 of the steered wheels with a nut 19 with a washer 20.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При прямолинейном движении автомобиля 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.With the rectilinear movement of the car and the correct convergence of the steered wheels, there are no lateral reactions of the road to these wheels, and the resistance of the load cells of the rings are equal to each other, so the voltage supplied from points C and D of the electric bridge 6 to the electromagnetic coil 8 is zero, and the spool 9 of the switchgear 10 is in the central (neutral) position.

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 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 21), изменяя, таким образом, ее длину и обеспечивая требуемое схождение колес 1.If the convergence to the positive or negative side is deviated, the steered wheels 1 due to lateral reactions of the road through the bushings 2 and rings 4 will act on the load cells and change their electrical resistance. In this case, a voltage appears between points C and D of the bridge 6, current flows through the electromagnetic coil 8, and a magnetic flux occurs. The core of the coil 8 will move the spool 9 of the switchgear 10 left or right, providing a supply of working fluid from the pump 12 to the corresponding cavity of the hydraulic cylinder 13 (reversible mechanism for changing the working length of the transverse steering rod 21), thereby changing its length and providing the required toe-in of the wheels 1 .

Таким образом, предлагаемое устройство для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес в движении позволяет обеспечить правильное схождение управляемых колес даже при незначительном дисбалансе на диагонали электрического моста, что повышает надежность и обеспечивает с необходимой точностью параллельность плоскостей вращения колес при различных режимах движения (разгоне, накате, торможении), что способствует снижению сопротивления движению, износа шин и расхода топлива.Thus, the proposed device for continuous automatic control of the convergence of the steered wheels in motion allows the correct toe-in of the steered wheels even with a slight imbalance on the diagonal of the electric bridge, which increases reliability and ensures the necessary accuracy of the parallelness of the planes of rotation of the wheels under different driving modes (acceleration, coasting, braking), which helps to reduce resistance to movement, tire wear and fuel consumption.

Claims

A device for continuous automatic control of the convergence of the steered wheels in motion, containing steered wheels with bearings, road side reaction sensors electrically connected via a bridge circuit, steered wheel axes, power supply, electromagnetic coil, switchgear, working fluid reservoir, pump, transverse draft with a reversible mechanism, characterized in that it is equipped with bushings planted on the axles of the steered wheels on which the bearings of the steered wheels are mounted and as the sensors of the side reactions of the road, external and internal rings mounted on the axles of the steered wheels are used, with load cells mounted on the end surfaces of these rings, and an electric signal amplifier is installed between the bridge diagonal and the electromagnetic coil, the core of which is connected to the spool of the switchgear .