RU2161787C2

RU2161787C2 - Dynamometer with hydraulic backlash meter on disc for diagnostics of steering

Info

Publication number: RU2161787C2
Application number: RU98117500/28A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хабардин; С.В. Хабардин; А.В. Хабардин
Original assignee: Хабардин Василий Николаевич; Хабардин Сергей Васильевич; Хабардин Андрей Васильевич
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2001-01-10

Abstract

FIELD: diagnostics of vehicles. SUBSTANCE: dynamometer with backlash meter relates to facilitate responsible for safety of motion. Hydraulic backlash meter is mounted on disc provided with slotted pivot by means of which it is positioned in bushing on surface of dynamometer housing and fixed by mounting screws. Disc is capable of turning through preset angle. Ampoule with scale is arranged in cylindrical cavity of disc and closed from the top with transparent cover formed as a cup. Scale of backlash meter is applied on ampoule surface in the form of dashes and combined with parts of scale applied on disc. EFFECT: higher reliability and convenience in operation. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к диагностированию транспортных машин, в частности к средствам диагностирования агрегатов, обеспечивающих безопасность движения, и может быть применено при эксплуатации автомобилей и колесных тракторов, а также в приборостроении. The invention relates to the diagnosis of transport vehicles, in particular to means for diagnosing aggregates that ensure traffic safety, and can be applied in the operation of cars and wheeled tractors, as well as in instrumentation.

Рулевое управление транспортного средства относится к элементам, обеспечивающим безопасность движения. Общая оценка технического состояния рулевого управления в эксплуатации производится по величине суммарного люфта и по усилию, необходимому для поворота рулевого колеса. Для этого широко используют динамометры-люфтомеры и другие диагностические средства [1, 2]. Vehicle steering refers to safety features. A general assessment of the technical condition of the steering in operation is made by the value of the total play and the force required to turn the steering wheel. For this, dynamometer-backlash meters and other diagnostic tools are widely used [1, 2].

Недостатками указанных электронных устройств является то, что они дорогостоящи и сложны для эксплуатационных условий. The disadvantages of these electronic devices is that they are expensive and difficult for operating conditions.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является динамометр с гидравлическим люфтомером для диагностирования рулевого управления, состоящий из цилиндрического корпуса с присоединенным к нему узлом для установки динамометра на обод рулевого колеса; динамометрической рукоятки со шкалой; пружин динамометра, размещенных в корпусе соосно динамометрической рукоятке с возможностью взаимодействия с нею; гидравлического люфтомера, представляющего собой герметичную прозрачную ампулу, полость которой заполнена подкрашенной жидкостью с оставленным пузырьком воздуха, а также шкалу из двух частей, нанесенную на диск, присоединенный к корпусу динамометра с возможностью поворота относительно своей оси [3]. The closest technical solution, selected as a prototype, is a dynamometer with a hydraulic backlash for diagnosing steering, consisting of a cylindrical body with an attached unit for mounting a dynamometer on the steering wheel rim; dynamometer handle with scale; dynamometer springs placed in the housing coaxially with the dynamometer handle with the possibility of interaction with it; hydraulic backlash, which is a sealed transparent ampoule, the cavity of which is filled with a tinted liquid with an air bubble left, as well as a two-part scale applied to a disk attached to the dynamometer body with the possibility of rotation about its axis [3].

Недостатком известной конструкции является то, что в ней не обеспечена надежная фиксация диска с корпусом динамометра, ампула со шкалой не защищены от окружающей среды. Кроме того, устройство не обладает достаточным удобством при его использовании: наблюдение за положением пузырька воздуха затруднено тем, что ампула не проградуирована и частично погружена в диск. A disadvantage of the known design is that it does not provide reliable fixation of the disk with the housing of the dynamometer, the ampoule with the scale is not protected from the environment. In addition, the device does not have sufficient convenience when using it: monitoring the position of the air bubble is complicated by the fact that the ampoule is not graduated and partially immersed in the disk.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств устройства, в частности обеспечение его надежности, компактности и удобства при использовании. The objective of the invention is to improve the operational properties of the device, in particular ensuring its reliability, compactness and ease of use.

Поставленная задача решена следующим образом. Гидравлический люфтомер скомпoнован на диске. Для этого диск снабжен цапфой с прорезями, посредством которой установлен во втулке, размещенной на цилиндрической поверхности корпуса динамометра, и зафиксирован установочными винтами. В результате диск надежно соединен с втулкой и имеет возможность поворота на заданный угол. Ампула со шкалой размещены в цилиндрической полости диска и закрыты сверху прозрачной крышкой в виде стакана, что обеспечивает их защиту от механических повреждений и окружающей среды. Ампула не погружена в диск. Шкала люфтомера нанесена на поверхность ампулы в виде штрихов и совмещена с частями шкалы, размещенными на диске. Это создает удобство измерения. The problem is solved as follows. The hydraulic play meter is mounted on the disc. For this, the disk is equipped with a trunnion pin, through which it is installed in a sleeve located on the cylindrical surface of the dynamometer body, and is fixed with set screws. As a result, the disk is reliably connected to the sleeve and has the ability to rotate by a given angle. An ampoule with a scale is placed in the cylindrical cavity of the disk and closed on top with a transparent lid in the form of a glass, which ensures their protection against mechanical damage and the environment. The ampoule is not immersed in the disk. The backlash scale is plotted on the surface of the ampoule in the form of strokes and is combined with the parts of the scale placed on the disk. This makes measurement easy.

На фиг. 1-4 изображен динамометр с гидравлическим люфтомером на лимбе для диагностирования рулевого управления. Он состоит из двух соединенных в один блок конструктивных частей: пружинного динамометра и гидравлического люфтомера. Динамометр включает в себя цилиндрический корпус 10; динамометрическую рукоятку 1 со шкалой и фиксаторными кольцами 16; пружины динамометра (не показано), размещенные в корпусе 10 соосно динамометрической рукоятке 1 с возможностью взаимодействия с нею. Узел для установки динамометра на обод рулевого колеса содержит упоры 14, жестко присоединенные к крышкам 15 динамометра; обод 13 с язычком (не показано), кронштейном 11 и нажимным винтом 12. Люфтомер скомпoнован на диске 2 и представляет собой герметичную прозрачную ампулу 3, полость которой заполнена подкрашенной жидкостью с оставленным пузырьком воздуха 4. Указанная ампула совмещена со шкалой, состоящей из двух частей 17 и 18, - соответственно с началом отсчета слева направо и справа налево. Диск 2 снабжен цапфой 20 с прорезями 19. Втулка 7 размещена жестко на цилиндрической поверхности корпуса 10 динамометра. Посредством указанной цапфы диск 2 установлен во втулке 7 и имеет возможность поворота вокруг своей оси на угол, величина которого соответствует верхнему пределу измеряемого параметра, обозначенного на шкале люфтомера. От осевого перемещения диск 2 удерживается установочными винтами 5, цилиндрические концы которых имеют возможность взаимодействия с прорезями 19. При этом винты 5 снабжены пружинными шайбами 21. Диск 2 со стороны свободной торцевой части выполнен с образованием цилиндрической полости, в которой размещены элементы гидравлического люфтомера: панель 6 со шкалой (части шкалы 17 и 18 нанесены на указанную панель) - в донной части диска 2; на поверхности панели 6 - ампула 3, которая сверху закрыта прозрачной крышкой 8 в виде стакана с прорезями в цилиндрической части под свободные концы ампулы 3 (не показано). Названные элементы зафиксированы в диске 2 посредством установочного кольца 9 или фиксирующим наполнителем. Для удобства измерений (наблюдения за положением пузырька воздуха 4) на поверхность ампулы 3 нанесена шкала в виде штрихов 22 и 23 и совмещена с частями 17 и 18 шкалы, размещенными на диске 2 (панели 6) соответственно над ампулой и под ампулой 3. При этом каждое градусное деление шкалы на поверхности ампулы 3 отмечено коротким штрихом 22, каждое пятиградусное деление - длинным штрихом 23. Каждое пяти- или десятиградусное деление совмещено с соответствующими делениями частей шкалы (17 и 18) на диске 2, которые снабжены цифровыми обозначениями. In FIG. 1-4, a dynamometer with a hydraulic play on the dial is shown for diagnosing steering. It consists of two structural parts connected into one block: a spring dynamometer and a hydraulic backlash. The dynamometer includes a cylindrical body 10; dynamometer handle 1 with a scale and locking rings 16; dynamometer springs (not shown) placed in the housing 10 coaxially with the dynamometer handle 1 with the possibility of interaction with it. The site for installing the dynamometer on the rim of the steering wheel contains stops 14, rigidly attached to the covers 15 of the dynamometer; a rim 13 with a tongue (not shown), an arm 11 and a pressure screw 12. The backlash is arranged on the disk 2 and is a sealed transparent ampoule 3, the cavity of which is filled with a tinted liquid with an air bubble 4. The specified ampoule is combined with a two-part scale 17 and 18, respectively, from the beginning of counting from left to right and from right to left. The disk 2 is equipped with a trunnion 20 with slots 19. The sleeve 7 is placed rigidly on the cylindrical surface of the dynamometer body 10. By means of said trunnion, the disk 2 is installed in the sleeve 7 and has the ability to rotate around its axis by an angle, the value of which corresponds to the upper limit of the measured parameter indicated on the backlash scale. The disk 2 is held from axial movement by set screws 5, the cylindrical ends of which can interact with the slots 19. In this case, the screws 5 are equipped with spring washers 21. The disk 2 from the side of the free end part is formed with the formation of a cylindrical cavity in which the elements of the hydraulic backlash are placed: panel 6 with a scale (parts of the scale 17 and 18 are applied to the indicated panel) - in the bottom of the disk 2; on the surface of the panel 6 there is an ampoule 3, which is closed on top with a transparent cover 8 in the form of a glass with slots in the cylindrical part under the free ends of the ampoule 3 (not shown). The named elements are fixed in the disk 2 by means of an adjusting ring 9 or a fixing filler. For the convenience of measurements (monitoring the position of the air bubble 4), a scale in the form of strokes 22 and 23 is plotted on the surface of the ampoule 3 and combined with the parts 17 and 18 of the scale placed on the disk 2 (panel 6) above the ampoule and under the ampoule 3, respectively. each degree division of the scale on the surface of the ampoule 3 is marked with a short stroke 22, each five-degree division with a long stroke 23. Each five- or ten-degree division is combined with the corresponding divisions of the parts of the scale (17 and 18) on disk 2, which are numbered.

Диагностирование рулевого управления осуществляют следующим образом. Вывешивают передний мост, например автомобиля, и устанавливают колеса в положение прямолинейного движения. В нижней точке обода рулевого колеса закрепляют предлагаемое устройство так, чтобы плоскость диска 2 была параллельной плоскости вращения указанного обода. Проверяют силу трения в элементах рулевого управления повертыванием рулевого колеса за динамометрическую рукоятку 1 из одного крайнего положения в другое. При наличии гидроусилителя рулевого управления силу трения проверяют при опущенных колесах и при работе двигателя на средней частоте вращения коленчатого вала. Замеряют люфт рулевого колеса. Для этого повертывают рулевое колесо сначала, например, по часовой стрелке, прикладывая к динамометру усилие 1 кГ, и в этом положении устанавливают нуль на люфтомере, вращая диск 2. При этом пузырек воздуха 4 совмещают с нулевой отметкой шкалы 17. Если рулевое колесо предварительно было повернуто против часовой стрелки, то пузырек 4 совмещают соответственно с нулевой отметкой шкалы 18. После этого повертывают рулевое колесо в противоположном направлении, прикладывая к рукоятке динамометра такое же усилие. При вращении рулевого колеса ампула 3 совершает переносное движение, а пузырек воздуха 4 перемещается в полости указанной ампулы. По величине перемещения пузырька 4 относительно шкалы определяют люфт рулевого колеса. Снимают с рулевого колеса устройство: диагностирование завершено. The diagnosis of the steering is as follows. The front axle, for example, of a car, is hung up and the wheels are set in a straight-ahead position. At the lower point of the rim of the steering wheel, the proposed device is fixed so that the plane of the disk 2 is parallel to the plane of rotation of the specified rim. Check the friction in the steering elements by turning the steering wheel for the torque arm 1 from one extreme position to another. If there is a power steering, the friction force is checked with the wheels lowered and when the engine is running at an average crankshaft speed. Measure the backlash of the steering wheel. To do this, turn the steering wheel first, for example, clockwise, applying a force of 1 kG to the dynamometer, and in this position set zero on the backlash by rotating the dial 2. In this case, the air bubble 4 is combined with the zero mark of the scale 17. If the steering wheel was previously turned counterclockwise, then bubble 4 is combined respectively with the zero mark of scale 18. After that, the steering wheel is turned in the opposite direction, applying the same force to the handle of the dynamometer. When the steering wheel rotates, the ampoule 3 makes a figurative movement, and the air bubble 4 moves in the cavity of the specified ampoule. The magnitude of the movement of the bubble 4 relative to the scale determines the play of the steering wheel. Remove the device from the steering wheel: the diagnosis is complete.

Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, надежно, компактно и удобно при использовании. Это обусловлено тем, что гидравлический люфтомер скомпoнован на диске. The proposed device has a simple design, reliable, compact and convenient to use. This is because the hydraulic backlash is arranged on the disc.

При этом диск посредством цапфы с прорезями установлен во втулке, размещенной на цилиндрической поверхности корпуса динамометра, и зафиксирован от осевого перемещения установочными винтами. В результате указанный диск надежно соединен с втулкой и имеет возможность поворота вокруг своей оси на заданный угол. Ампула со шкалой размещены в цилиндрической полости диска и закрыты сверху прозрачной крышкой в виде стакана, что обеспечивает их защиту от механических повреждений и окружающей среды. Для удобства измерения шкала люфтомера нанесена на поверхность ампулы в виде штрихов и совмещена со шкалой на диске. At the same time, the disk is installed in the sleeve by means of an axle with slots located on the cylindrical surface of the dynamometer body and is fixed from axial movement by set screws. As a result, the specified disk is reliably connected to the sleeve and has the ability to rotate around its axis at a given angle. An ampoule with a scale is placed in the cylindrical cavity of the disk and closed on top with a transparent lid in the form of a glass, which ensures their protection against mechanical damage and the environment. For ease of measurement, the backlash meter scale is applied to the surface of the ampoule in the form of strokes and is combined with the scale on the disk.

Источники информации
1. А.с. СССР N 1661613, G 01 M 17/06, 18.04.89.Sources of information
1. A.S. USSR N 1661613, G 01 M 17/06, 04/18/89.

2. А.с. СССР N 1640573, G 01 M 17/06, 05.12.88. 2. A.S. USSR N 1640573, G 01 M 17/06, 05.12.88.

3. Заявка России N 97102970, 6 G 01 M 17/06, G 01 B 5/24, 28.02.97 - прототип. 3. Application of Russia N 97102970, 6 G 01 M 17/06, G 01 B 5/24, 02/28/97 - prototype.

Claims

1. A dynamometer with a hydraulic backlash on the disk for diagnosing steering, comprising a cylindrical body with an attached assembly for mounting a dynamometer on the steering wheel rim, a torque handle with a scale, dynamometer springs placed in a cylindrical body coaxially with a torque handle with the possibility of interaction with it a hydraulic backlash, which is a sealed transparent ampoule, the cavity of which is filled with a tinted liquid with an air bubble left, as well as a two-part scale applied to a disk attached to the cylindrical body with the possibility of rotation about its axis, while the hydraulic backlash is arranged on the disk, the ampoule is combined with the scale on the disk with the possibility of placing one part of the scale above the ampoule, and the other under the ampoule , characterized in that the disk has the ability to rotate about its axis by an angle, the value of which corresponds to the upper limit of the measured parameter indicated on the scale of the backlash, while the disk is equipped with an axle with slots and by means of which it is installed in a sleeve located on the cylindrical surface of the dynamometer body and is fixed from axial movement by set screws, the cylindrical ends of which are able to interact with slots in the journal.

2. The dynamometer according to claim 1, characterized in that the disk from the side of the free end part is formed with the formation of a cylindrical cavity, while the ampoule with the scale is placed in the cylindrical cavity and closed on top with a transparent cover in the form of a glass.

3. The dynamometer according to claim 1 or 2, characterized in that the scale in the form of strokes is applied to the surface of the ampoule, the scale on the surface of the ampoule is aligned with the parts of the scale located on the disk respectively above the ampoule and under the ampoule, with each degree division of the scale on the surface ampoules are marked with a short stroke, each five-degree division is a long stroke, each five- or ten-degree division is combined with the corresponding divisions of the parts of the scale on the disk, which are equipped with digital notation.