RU2410271C1

RU2410271C1 - Device for continuous automatic controlled wheels toe-in control in motion

Info

Publication number: RU2410271C1
Application number: RU2009142895/11A
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: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-01-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed device comprises controlled wheels, sleeves, strain gages, axles with rotary cams, sleeves, rings and washers with nuts to fasten the former on the axle, power supply, electromagnetic coil, distributing device, vessel with working fluid, pump and transverse tie rod with reversing mechanism. Strain gages are secured on face surfaces of the rings and connected in bridge circuit with power supply and electromagnetic coil to make road lateral response transducers. Electromagnetic coil core is rigidly coupled with working fluid control vale spool communicated with working fluid tank, pump and hydraulic cylinder of reversing mechanism intended for varying the length of transverse pitman lever. Tapered washers have cutouts made along generatrixes of washer surface on larger diametre side to produce tabs. Interconnected strain gages are arranged on said tabs at the center of lines connecting inner ends of adjacent cutouts.

EFFECT: higher reliability, sensitivity and accuracy of control in motion.

3 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 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, containing 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 via 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, 10.11.2005, 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 боковых поверхностях конусных шайб, 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 №2348914, 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 side reactions of the road, which are strain gauges electrically connected on a bridge circuit mounted on the side surfaces of conical washers mounted on the axes of rotary trunnions, on which bushings are mounted steering wheel bearings, and an electric signal amplifier, a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering rod and the control mechanism of the specified mechanism, electrically connected with the sensors of the side reaction of the road (RF Patent No. 2348914, 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: insufficient sensitivity and accuracy without amplification of the electrical signal from the sensors of the side reactions of the road, and with the amplifier - design complexity, reduced reliability and the cost of electric energy for 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 автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении, содержащем управляемые колеса с подшипниками, оси с поворотными кулаками, втулки, конусные шайбы, 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, конусные шайбы со стороны большего диаметра имеют разрезы по образующим поверхностей этих шайб, которые образуют лепестки, а тензодатчики, соединяемые между собой, устанавливаются на этих лепестках на середине линий, соединяющих внутренние концы соседних разрезов, что повышает чувствительность конструкции, точность и позволяет исключить усилитель электрического сигнала.The specified technical result is achieved by the fact that in a device for automatically controlling the convergence of steered wheels of a car in motion, containing steered wheels with bearings, axles with knuckles, bushings, conical washers, washers with nuts for their fastening on the axles, strain gauges connected to an electric bridge, which are sensors of the side reactions of the road, an electric power source, an electromagnetic coil, a switchgear, a container with a working fluid, a pump, a transverse link with a reversing mechanism, conical washers on the larger side have cuts along the generatrices of the surfaces of these washers, which form the petals, and strain gauges connected to each other are installed on these petals in the middle of the lines connecting the inner ends of adjacent cuts, which increases the design sensitivity, accuracy and eliminates the need for an electric amplifier signal.

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

Предлагаемое устройство включает в себя управляемые колеса 1, установленные через подшипники, посаженные на втулки 2, конусные шайбы с разрезами боковых поверхностей 4 на осях 5. Тензодатчики (электрические датчики боковых реакций дороги) 6 закреплены на торцевых поверхностях колец 3, имеют одинаковые электрические сопротивления и соединены по мостовой схеме 7. Точки А и В электрического моста 7 соединены с источником электропитания 8, а точки С и Д - с электромагнитной катушкой 9, сердечник которой жестко связан с золотником 10 распределительного устройства 11 потока рабочей жидкости. Устройство также содержит емкость 12, насос 13 и реверсный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги (гидроцилиндр) 14. Тензодатчики 6, электрический мост 7, источник электропитания 8, электромагнитная катушка 9 и распределительное устройство 11 образуют систему управления реверсивным механизмом 14 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 15.The proposed device includes steered wheels 1 mounted through bearings mounted on bushings 2, conical washers with cuts of the side surfaces 4 on the axles 5. Strain gauges (electric sensors of the side reactions of the road) 6 are mounted on the end surfaces of the rings 3, have the same electrical resistance and connected by a bridge circuit 7. Points A and B of the electric bridge 7 are connected to a power source 8, and points C and D are connected to an electromagnetic coil 9, the core of which is rigidly connected to the spool 10 oh device 11 flow of the working fluid. The device also contains a tank 12, a pump 13 and a reverse mechanism for changing the working length of the transverse steering rod (hydraulic cylinder) 14. Strain gauges 6, an electric bridge 7, a power supply 8, an electromagnetic coil 9 and a switchgear 11 form a control system for a reversing mechanism 14 for changing the working length of the transverse tie rod 15.

Зазор в подшипниках (внутренние обоймы 16, ролики 17, наружные обоймы не показаны) управляемых колес регулируется гайкой 18 с шайбой 19. Втулка 2 закрепляется на оси 5 управляемых колес гайкой 20 с шайбой 21.The clearance in the bearings (inner race 16, rollers 17, outer race not shown) of the steered wheels is regulated by a nut 18 with a washer 19. The sleeve 2 is fixed to the axle 5 of the steered wheels by a nut 20 with a washer 21.

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 7 на электромагнитную катушку 9, равно нулю, и золотник 10 распределительного устройства 11 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, therefore the voltage supplied from points C and D of the electric bridge 7 to the electromagnetic coil 9 is zero, and the spool 10 of the switchgear 11 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 конусные шайбы 3 будут воздействовать на тензодатчики 6 и изменять их электрическое сопротивление. При этом между точками С и Д моста 7 возникает напряжение, подаваемое на электромагнитную катушку 9. Ток в катушке 9 вызовет магнитный поток, перемещающий сердечник катушки 9 и золотник 10 распределительного устройства 11 влево или вправо, обеспечивая подачу рабочей жидкости от насоса 13 в ту или иную полость гидроцилиндра (реверсивного механизма) 14 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 15, изменяя, таким образом, ее длину и обеспечивая требуемое схождение колес 1.When the convergence to the positive or negative side is rejected, the steered wheels 1 due to side reactions of the road through the bushings 2 and conical washers 3 will act on the load cells 6 and change their electrical resistance. In this case, a voltage is applied between points C and D of the bridge 7, which is supplied to the electromagnetic coil 9. The current in the coil 9 will cause a magnetic flux moving the core of the coil 9 and the spool 10 of the switchgear 11 left or right, providing a supply of working fluid from the pump 13 to either another cavity of the hydraulic cylinder (reversing mechanism) 14 changing the working length of the transverse steering rod 15, thereby changing its length and providing the required toe-in of the wheels 1.

Таким образом, предлагаемое устройство для автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в процессе движения 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 steered wheels of a car during movement increases sensitivity and accuracy, simplifies the design, increases reliability, reduces the cost and operating costs of the device, ensures the correct position of steered wheels under various driving conditions (acceleration, roll-up, braking) , which helps to reduce resistance to movement, tire wear and fuel consumption.

Claims

A device for automatically controlling the convergence of steered wheels of a vehicle in motion, comprising steered wheels mounted through bearings mounted on bushings, on axles with rotary fists, bushings, conical washers with nuts for their fastening on the axles, strain gauges mounted on the side surfaces of conical washers connected according to the bridge circuit and which are sensors of the side reactions of the road, a power source, an electromagnetic coil, the core of which is rigidly connected to the spool of the switchgear outflow of working fluid, a reservoir of working fluid, a pump and a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering link, characterized in that the conical washers on the larger side have cuts along the generatrices of the surfaces of these washers, which form the petals, and load cells connected to each other are installed on these petals in the middle of the lines connecting the inner ends of adjacent sections.