RU2424147C1

RU2424147C1 - Device for continuous automatic toe-in control

Info

Publication number: RU2424147C1
Application number: RU2010107811/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Рассоха (RU); Владимир Иванович Рассоха; Владимир Тимофеевич Исайчев (RU); Владимир Тимофеевич Исайчев
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-07-20

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, 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 interconnected in bridge circuit to make road lateral response transducers. Inner rings on external (relative to bush) faces are provided with ledges. Rotary cam face surfaces represent axial ledges that enter ring cutouts. Axial ledges are made on bush ends. All rings have radial cutouts made along ring bores to receive bush ledges. ^ EFFECT: higher reliability, sensitivity and accuracy of control in motion. ^ 4 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, 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 to 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, 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 on a bridge circuit mounted on the end surfaces of the rings mounted on the axes of the rotary axles on which bearings are mounted on the bushings steered wheels, an electric signal amplifier, a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering rod and the control system ION said mechanism is electrically connected to the sensors of the road side reactions (Russian Patent №2348913, 10.03.2009, Bul. №7).

Недостатками данного устройства является недостаточная надежность, так как в процессе работы возможно проворачивание втулок и колец с тензодатчиками относительно осей колес, что приведет к отказу устройства.The disadvantages of this device is the lack of reliability, since during operation it is possible to rotate the bushings and rings with strain gauges relative to the axles of the wheels, which will lead to a failure of the device.

Техническим результатом предлагаемого устройства для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в процессе движения является повышение надежности.The technical result of the proposed device for continuous automatic regulation of the convergence of the steered wheels of the car during movement is to 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, усилитель электрического сигнала, распределительное устройство, емкость с рабочей жидкостью, насос, поперечную тягу с реверсивным механизмом, внутренние кольца на наружных (по отношению к втулке) торцах имеют осевые выступы, торцевые поверхности поворотных кулаков - осевые отверстия, в которые входят выступы колец; втулки по концам имеют осевые выступы, а в отверстиях всех колец имеются радиальные вырезы, в которые входят выступы втулок, что предотвращает проворачивание втулок и колец с тензодатчиками, повышая надежность конструкции.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 car 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, electric signal amplifier, switchgear, container with working fluid, pump, transverse thrust with a reversing mechanism, the inner rings on the outer (with respect to the sleeve) ends have axial protrusions, the end surfaces of the steering knuckles have axial holes that include the protrusions of the rings; the sleeves at the ends have axial protrusions, and in the holes of all rings there are radial cutouts that include the protrusions of the sleeves, which prevents turning of the sleeves and rings with strain gauges, increasing the reliability of the design.

На фиг.1 изображена общая схема предлагаемого устройства; на фиг.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, посаженные на втулки 2, кольца 3 с закрепленными на торцевых поверхностях тензодатчиками (электрическими датчиками боковых реакций дороги) 4 на осях 5. Торцевые поверхности поворотных кулаков осей 5 имеют осевые отверстия 6. Тензодатчики 4 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 4, 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, rings 3 with load cells mounted on end surfaces (electric sensors of side reactions of the road) 4 on axles 5. The end surfaces of the steering knuckles of axes 5 have axial openings 6. Load cells 4 have the same electrical resistances and are connected according to the bridge circuit 7. Points A and B of the electric bridge 7 are connected to the power supply 8, and points C and D are connected to the electromagnetic coil 9, the core of which oh rigidly connected with the spool 10 of the switchgear 11 of the flow of the working fluid. The device also contains a container 12, a pump 13 and a reverse mechanism for changing the working length of the transverse steering rod (hydraulic cylinder) 14. Strain gauges 4, 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 transverse working length tie rod 15.

Внутренние кольца 3 на наружных (по отношению к втулке) торцах имеют осевые выступы 16, которые входят в осевые отверстия 6 поворотных кулаков. Все кольца 3 в отверстиях имеют радиальные вырезы 17, в которые входят осевые выступы 18 втулок 2. Зазор в подшипниках (внутренние обоймы 19, ролики 20, наружные обоймы не показаны) управляемых колес регулируется гайкой 21 с шайбой 22. Втулка 2 закрепляется на оси 5 управляемых колес гайкой 23 с шайбой 24.The inner rings 3 at the outer (with respect to the sleeve) ends have axial protrusions 16, which are included in the axial holes 6 of the knuckles. All rings 3 in the holes have radial cuts 17, which include the axial protrusions 18 of the bushings 2. The clearance in the bearings (inner race 19, rollers 20, outer race not shown) of the steered wheels is regulated by a nut 21 with a washer 22. The sleeve 2 is fixed on the axis 5 steered wheels with a nut 23 and a washer 24.

Устройство также содержит усилитель электрического сигнала 25.The device also includes an electric signal amplifier 25.

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 через усилитель электрического сигнала 25 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 side 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 through the electric signal amplifier 25 to the electromagnetic coil 9 is zero and the spool 10 of the switchgear 11 is in a central (neutral) position.

При отклонении схождения в положительную или отрицательную стороны управляемые колеса 1 за счет боковых реакций дороги через втулки 2 и кольца 3 будут воздействовать на тензодатчики 4 и изменять их электрическое сопротивление. При этом между точками С и Д моста 7 возникает напряжение, подаваемое через усилитель электрического сигнала 25 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.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 3 will act on the load cells 4 and change their electrical resistance. In this case, a voltage appears between points C and D of the bridge 7, which is supplied through the amplifier of the electric signal 25 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 pump 13 into one or another cavity of the hydraulic cylinder (reversing mechanism) 14 of 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 непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес автомобиля в движении 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 continuous automatic regulation of the convergence of the steered wheels of the car in motion provides the correct position of the steered wheels under various driving conditions (acceleration, coasting, 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 bushings, on axles with slewing fists, bushings, rings and washers with nuts for their fastening on the axles, load cells mounted on the end surfaces of the rings, connected by a bridge circuit and which are sensors of the side reactions of the road, an electric power source, an electric signal amplifier, an electromagnetic coil, the core of which is rigidly connected to by a distributor of the working fluid flow distributor, a reservoir with working fluid, a pump and a reverse mechanism for changing the working length of the transverse steering link, characterized in that the inner rings on the outer (with respect to the sleeve) ends have axial protrusions, the end surfaces of the steering knuckles have axial holes, which include the protrusions of the rings; the sleeves at the ends have axial protrusions, and in the holes of all rings there are radial cutouts that include the protrusions of the sleeves, which prevents turning of the sleeves and rings with strain gauges, increasing the reliability of the design.