RU2432289C1

RU2432289C1 - Device for continuous automatic controlled wheels toe-in control in motion

Info

Publication number: RU2432289C1
Application number: RU2010117551/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Рассоха (RU); Владимир Иванович Рассоха; Владимир Тимофеевич Исайчев (RU); Владимир Тимофеевич Исайчев
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-10-27

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. Wheel axles on the side of rotary cams have two opposed radial ledges. Sleeve inner ends and taper washer smaller diameter have two opposed radial cutouts fitted on said ledges. Axle radial ledges do not thrust upon sleeves in axial direction. Sleeves outer ends have axial ledges that enter radial inner cutouts of outer taper washers. Sleeve outer ledges do not reach washers that fasten sleeves and taper washers on wheel axles. ^ EFFECT: higher reliability, sensitivity and accuracy of control in motion. ^ 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 в процессе движения, содержащее датчики боковой реакции дороги, действующие 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 is known for automatically controlling the convergence of steered wheels during movement, containing road side reaction sensors acting on steered wheels, which are piezo-sensors in the form of washers mounted on the axles of steered wheels and electrically connected via a bridge circuit, a reversing 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 боковых поверхностях конусных шайб, 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 №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 steered wheel bearings, electric signal amplifier, reversible mechanism for changing the working length of the transverse steering link and sys he control said mechanism is electrically connected to the sensors of the road side reactions (Russian Patent №2348914, 10.03.2009, Bul. №7).

Недостатками данного устройства является недостаточная надежность, так как в процессе работы возможно проворачивание втулок и конусных шайб 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 conical washers with load cells 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 автотранспортного средства 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 vehicle during movement is to increase reliability.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в движении, содержащем управляемые колеса с подшипниками, оси колес с поворотными кулаками, втулки, конусные шайбы и шайбы с гайками их крепления на осях колес, 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, оси колес со стороны поворотных кулаков имеют по два диаметрально расположенных радиальных выступа; внутренние концы втулок и конусные шайбы по малому диаметру имеют по два диаметрально расположенных радиальных выреза, которые надеваются на эти выступы, причем радиальные выступы осей не упираются во втулки в осевом направлении; наружные концы втулок имеют осевые выступы, которые входят в радиальные внутренние вырезы наружных конусных шайб, причем наружные выступы втулок не доходят до шайб крепления втулок и конусных шайб на осях колес, что предотвращает проворачивание втулок и шайб 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 vehicle in motion, containing steered wheels with bearings, axles of the wheels with knuckles, bushings, conical washers and washers with nuts for their attachment to the axles of the wheels, strain gauges connected into an electric bridge, which are sensors of the side reactions of the road, a power source, an electromagnetic coil, an electric signal amplifier, a switchgear, a container with a working fluid, a pump, a transverse thrust with a reversing mechanism, the axles of the wheels from the side of the steering knuckles have two diametrically located radial protrusions; the inner ends of the bushings and conical washers of small diameter have two diametrically arranged radial cuts that are worn on these protrusions, and the radial protrusions of the axes do not abut axially in the bushings; the outer ends of the bushings have axial protrusions that enter into the radial inner cutouts of the outer conical washers, and the outer protrusions of the bushings do not reach the mounting washers of the bushings and conical washers on the axles of the wheels, which prevents turning of the bushings and washers with strain gauges, increasing the reliability of the structure.

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, конусные шайбы 3 с закрепленными на торцевых поверхностях тензодатчиками (электрическими датчиками боковых реакций дороги) 4 на осях 5. Оси колес со стороны поворотных кулаков имеют по два диаметрально расположенных радиальных выступа 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, conical washers 3 with strain gauges fixed on end surfaces (electric sensors of side reactions of the road) 4 on axles 5. The axles of the wheels from the side of the steering knuckles have two diametrically arranged radial protrusions 6. The load cells 4 have the same electrical resistance and are connected according to the bridge circuit 7. Points A and B of the electric bridge 7 are connected to the power source 8, and points C and D to the electric an electromagnetic coil 9, the core of which is rigidly connected to the spool 10 of the distributor 11 of the working fluid flow. 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 концы втулок 2 и конусные шайбы 3 по малому диаметру имеют по два диаметрально расположенных радиальных выреза соответственно 16 и 17, которые надеваются на выступы 6 осей, причем радиальные выступы осей не упираются во втулки в осевом направлении. Наружные концы втулок имеют осевые выступы 18, которые входят в радиальные внутренние вырезы 17 наружных конусных шайб, причем наружные выступы втулок не доходят до шайб 19 крепления втулок и конусных шайб на осях колес. Зазор в подшипниках (внутренние обоймы 20, ролики 21, наружные обоймы не показаны) управляемых колес регулируется гайкой 22 с шайбой 23. Втулка 2 закрепляется на оси 5 управляемых колес гайкой 24 с шайбой 19.The inner ends of the bushings 2 and the conical washers 3 for small diameter have two diametrically arranged radial cuts 16 and 17, respectively, which are worn on the protrusions 6 of the axes, and the radial protrusions of the axes do not abut axially in the bushings. The outer ends of the bushings have axial protrusions 18, which are included in the radial inner cutouts 17 of the outer conical washers, and the outer protrusions of the bushings do not reach the washers 19 for mounting the bushings and conical washers on the axles of the wheels. The clearance in the bearings (inner race 20, rollers 21, outer race not shown) of the steered wheels is regulated by a nut 22 with a washer 23. The sleeve 2 is fixed to the axle 5 of the steered wheels with a nut 24 with a washer 19.

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 24 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 through the electric signal amplifier 24 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 конусные шайбы 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 side reactions of the road through the bushings 2 and conical washers 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 автотранспортного средства 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 vehicle in motion ensures the correct position of the steered wheels under various driving conditions (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 vehicle 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, strain gauges 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 closely connected with the spool of the distributor of the flow of working fluid, a reservoir with working fluid, a pump and a reversing mechanism for changing the working length of the transverse steering link, characterized in that the axles of the wheels from the side of the steering knuckles have two diametrically located radial protrusions, the inner ends of the bushings and conical washers small diameter have two diametrically located radial cuts that are worn on these protrusions, and the radial protrusions of the axes do not abut the bushings in the axial direction, n ruzhnye ends of the sleeves are provided with axial projections that are provided in the inner radial recesses outer tapered washers, wherein the outer sleeves projections do not reach the mounting bushings and washers conical washers on the wheel axles that prevents rotation of the bushings and washers with load cells, increasing structural reliability.