RU2405705C1

RU2405705C1 - Device for continuous automatic toe-in control

Info

Publication number: RU2405705C1
Application number: RU2009121171/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Рассоха (RU); Владимир Иванович Рассоха; Константин Владимирович Щурин (RU); Константин Владимирович Щурин; Владимир Тимофеевич Исайчев (RU); Владимир Тимофеевич Исайчев
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to automotive industry and can be used for automatic toe-in control in motion. Proposed device comprises controlled wheels with bearings, axles with rotary cams, sleeves, and sleeve and ring fastening nuts, strain gage, power supplies, electromagnetic coil, distributor, working fluid vessel, pump and transverse tie rod with reversing mechanism. Strain gages secured on wheel face surface represents transducers of rods lateral reaction and are connected in bridge circuit with power supply and electromagnetic coil. Electromagnetic oil core is coupled with working fluid control valve spool communicated with working fluid vessel and hydraulic cylinder of reversing mechanism intended for adjusting transverse steering link length. Rings represent flat washers. Inner face surfaces of rotary cams and sleeve and ring fastening washers have two diametrically located thrusts that represent triangular prisms. Rings that accommodate strain gages thrust against prism edges.

EFFECT: higher sensitivity and accuracy of automatic toe-in adjustment in motion.

3 dwg

Description

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

Известно 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).A device for automatically controlling the convergence of the steered wheels in the process of driving, comprising sensors of the side reaction of the road acting on the steered wheels, which are piezosensors in the form of washers mounted on the axles of the steered wheels and electrically connected by a bridge circuit, a reversible mechanism for changing the working length of the transverse steering rod and a control system for the specified mechanism, electrically connected with the sensors of the side reaction of the road (RF Patent No. 49257, November 10, 2005, Bull. No. 31).

Недостатком данного устройства являются низкие 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.The disadvantage of this device is the low sensitivity, accuracy and reliability, because The lateral reaction sensors of the road also respond to axial forces arising in the cages of the tapered wheel bearings from vertical loads.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес в движении, содержащее датчики боковых реакций дороги, 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, и усилитель электрического сигнала, реверсивный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги и систему управления указанным механизмом, электрически связанную с датчиками боковой реакции дороги (Патент РФ №2348913, 10.03.2009, Бюл. №7).Closest to the proposed device is a device for continuous automatic regulation of the convergence of the steered wheels in motion, containing sensors of lateral reactions of the road, which are strain gauges electrically connected according to the bridge circuit, mounted on the end surfaces of the rings, mounted on the axes of the rotary trunnions, on which bearings are mounted on the bushings steering wheels, and an electric signal amplifier, a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering rod and the system board the specified mechanism, electrically connected to the sensors of the side reaction of the road (RF Patent No. 2348913, 03/10/2009, Bull. No. 7).

Недостатками данного устройства являются недостаточные чувствительность и точность без усиления электрического сигнала от датчиков боковых реакций дороги, а с усилителем - сложность конструкции, снижение надежности и затраты электрической энергии на работу усилителя.The disadvantages of this device are the lack of sensitivity and accuracy without amplification of the electric signal from the sensors of the side reactions of the road, and with the amplifier - the complexity of the design, reduced reliability and the cost of electric energy for the operation of the amplifier.

Техническим результатом предлагаемого устройства для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении является повышение чувствительности и точности, упрощение конструкции, снижение стоимости и затрат на эксплуатацию, повышение надежности.The technical result of the proposed device for automatically controlling the convergence of the steered wheels of the car in motion is to increase the sensitivity and accuracy, simplify the design, reduce the cost and operating costs, increase reliability.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении, содержащем управляемые колеса с подшипниками, оси с поворотными кулаками, втулки, кольца и шайбы с гайками их крепления на осях, тензодатчики, соединенные в электрический мост, являющиеся датчиками боковых реакций дороги, источник электропитания, электромагнитную катушку, распределительное устройство, емкость с рабочей жидкостью, насос, поперечную тягу с реверсивным механизмом, кольца выполнены в виде плоских шайб, а внутренние торцевые поверхности поворотных кулаков и шайб крепления втулок и колец на осях имеют по два диаметрально расположенных упора в виде треугольных призм, в ребра которых упираются кольца и через которые на тензодатчики, установленные на торцевых поверхностях этих колец, передаются боковые реакции дороги, что повышает чувствительность конструкции, точность и позволяет исключить усилитель электрического сигнала.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for continuous automatic regulation of the convergence of the steered wheels of the vehicle in motion, containing steered wheels with bearings, axles with knuckles, bushings, rings and washers with nuts for their fastening on the axles, strain gauges connected to an electric bridge, which are sensors of side reactions of the road, power supply, electromagnetic coil, switchgear, reservoir with working fluid, pump, transverse thrust with reversing mechanism Ism, rings are made in the form of flat washers, and the inner end surfaces of the steering knuckles and washers of the hubs and rings on the axles have two diametrically placed stops in the form of triangular prisms, the ribs of which abut the rings and through which the load cells mounted on the end surfaces of these rings, side reactions of the road are transmitted, which increases the design sensitivity, accuracy and eliminates the electric signal amplifier.

На фигуре 1 изображена общая схема предлагаемого устройства; на фигуре 2 - ось управляемого колеса в сборе (на виде сверху подшипники, гайка втулки с шайбой не показаны).The figure 1 shows a General diagram of the proposed device; in figure 2 - the axis of the steered wheel assembly (in the top view of the bearings, the nut of the sleeve with the washer are not shown).

Предлагаемое устройство включает в себя управляемые колеса 1, установленные через подшипники, посаженные на втулки 2, кольца 3, шайбы 4 крепления втулок и колец на осях 5 с поворотными кулаками 6. Внутренние торцевые поверхности поворотных кулаков 6 и шайб 4 крепления втулок и колец на осях имеют по два диаметрально расположенных упора в виде треугольных призм 7, в ребра которых наружными торцами упираются кольца. Тензодатчики (электрические датчики боковой реакции дороги) 8 закреплены на торцевых поверхностях колец, имеют одинаковые электрические сопротивления и соединены по мостовой схеме 9. Точки А и В электрического моста 9 соединены с источником электропитания 10, а точки С и Д - с электромагнитной катушкой 11, сердечник которой жестко связан с золотником 12 распределительного устройства 13 потока рабочей жидкости. Устройство также содержит емкость 14, насос 15 и реверсный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги (гидроцилиндр) 16. Тензодатчики 8, электрический мост 9, источник электропитания 10, электромагнитная катушка 11 и распределительное устройство 13 образуют систему управления реверсивным механизмом 16 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 17.The proposed device includes steered wheels 1 mounted through bearings mounted on bushings 2, rings 3, washers 4 of the bushings and rings fastening on the axles 5 with rotary fists 6. The inner end surfaces of the rotary fists 6 and washers 4 of the bushings and rings fastening on the axles have two diametrically located stops in the form of triangular prisms 7, in the ribs of which the outer ends abut the rings. Strain gauges (electric sensors of the side reaction of the road) 8 are mounted on the end surfaces of the rings, have the same electrical resistance and are connected by a bridge circuit 9. Points A and B of the electric bridge 9 are connected to a power source 10, and points C and D to an electromagnetic coil 11, the core of which is rigidly connected with the spool 12 of the distributor 13 of the flow of the working fluid. The device also contains a tank 14, a pump 15 and a reverse mechanism for changing the working length of the transverse steering rod (hydraulic cylinder) 16. Strain gauges 8, an electric bridge 9, a power supply 10, an electromagnetic coil 11 and a switchgear 13 form a control system for a reversing mechanism 16 for changing the working length of the transverse tie rod 17.

Зазор в подшипниках (внутренние обоймы 18, ролики 19, наружные обоймы не показаны) управляемых колес регулируется гайкой 20 с шайбой 21. Втулка 2 закрепляется на оси 5 управляемых колес гайкой 22 с шайбой 4.The clearance in the bearings (inner race 18, rollers 19, outer race not shown) of the steered wheels is regulated by a nut 20 with a washer 21. The sleeve 2 is fixed to the axle 5 of the steered wheels by a nut 22 with a washer 4.

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 равны между собой, поэтому напряжение, подаваемое с точек С и Д электрического моста 9 на электромагнитную катушку 11, равно нулю и золотник 12 распределительного устройства 13 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 load cell resistances are equal to each other, so the voltage supplied from points C and D of the electric bridge 9 to the electromagnetic coil 11 is zero and the spool 12 of the switchgear 13 is in the central (neutral) position.

При отклонении схождения в положительную или отрицательную стороны управляемые колеса 1 за счет возникших в результате этого боковых реакций дороги через втулки 2, кольца 3 и упоры 7 на внутренних торцевых поверхностях поворотных кулаков и шайб крепления втулок и колец на осях колес будут воздействовать на тензодатчики 8 и изменять их электрическое сопротивление. При этом между точками С и Д моста 9 возникает напряжение, подаваемое на электромагнитную катушку 11. Ток в катушке 11 вызовет магнитный поток, перемещающий сердечник катушки 11 и золотник 12 распределительного устройства 13 влево или вправо, обеспечивая подачу рабочей жидкости от насоса 15 в ту или иную полость гидроцилиндра (реверсивного механизма) 16 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 17, изменяя таким образом ее длину и обеспечивая требуемое схождение колес 1.If the convergence to the positive or negative side is rejected, the steered wheels 1 due to the lateral road reactions resulting from the bushings 2, rings 3 and stops 7 on the inner end surfaces of the steering knuckles and washers of the bushings and rings on the axles of the wheels will act on the load cells 8 and change their electrical resistance. In this case, a voltage is applied between points C and D of the bridge 9, which is supplied to the electromagnetic coil 11. The current in the coil 11 will cause a magnetic flux moving the core of the coil 11 and the spool 12 of the switchgear 13 left or right, providing a supply of working fluid from the pump 15 to either another cavity of the hydraulic cylinder (reversing mechanism) 16 changing the working length of the transverse steering rod 17, thereby changing its length and providing the required toe of the wheels 1.

Таким образом, предлагаемое устройство для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении повышает чувствительность и точность, упрощает конструкцию, повышает надежность, снижает стоимость и затраты на эксплуатацию устройства, обеспечивает правильное положение управляемых колес при различных режимах движения (разгон, накат, торможение), что способствует снижению сопротивления движению, износа шин и расхода топлива.Thus, the proposed device for automatically controlling the convergence of the vehicle’s steered wheels in motion increases the sensitivity and accuracy, simplifies the design, increases reliability, reduces the cost and operating costs of the device, ensures the correct position of the steered wheels under various driving modes (acceleration, reel, braking), which helps to reduce resistance to movement, tire wear and fuel consumption.

Claims

A device for continuous automatic regulation of the convergence of the steered wheels of a car in motion, comprising steered wheels mounted through bearings mounted on bushes, rings and washers with nuts for fastening bushes and rings on axles with rotary knuckles, strain gauges that are sensors of the side reaction of the road, mounted on end the surfaces of the rings and connected in a bridge circuit with a power source and with an electromagnetic coil, the core of which is connected to the spool of the switchgear aa fluid flow in fluid communication with the hydraulic fluid reservoir, the pump and the hydraulic cylinder of the reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering link, characterized in that the rings are made in the form of flat washers, and the inner end surfaces of the steering knuckles and washers for attaching the bushes and rings on the axles two diametrically located stops in the form of triangular prisms, the ribs of which abut the rings on which the strain gauges are fixed.