Стенд для диагностики рулевых приводов транспортных средств

 

Изобретение относится к испытаниям , контролю технического состояния и диагностике неисправностей агрегатов и систем колесных машин, а именно рулевых приводов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стенда за счет диагностирования люфтов в сочленениях приво

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЦЛ

РЕСПУБЛИН (gg)g G 01 М 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690678/11 (22) 15.05.89 (46) 23.05.91. Вюп. К - 19 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) П.А. Кравченко (SU) и Абдель

Елах Хамид Ясин (Щ) (53) 629.113.014.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 640164, кл. G 01 M 17/06, 1977.

„„Я0„„1651133 А 1

2 (54) СТЕНД ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ РУЛЕВЫХ

ПРИВОДОВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (57) Изобретение относится к испытаниям, контролю технического состояния и диагностике неисправностей агрегатов и систем колесных машин, а именно рулевых приводов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей стенда за счет диагностирования люфтов в сочленениях приво1651133 да и состояния элементов гидроусилителя. Стенд содержит раму-основание 1 распоп оженные на ней две оп ор ные площадки 2 и 3, одна из которых связана с продольным гидр оцилиндром 10, причем площадки имеют свободу вращательного и бокового движений, оснащенные каждая двумя парами роликовых фиксаторов 6, 7 управляемых колес 17, уст- 10 ройством отъединения верхних опорных дисков от связи с приводным гидроцилиндром 10, подпружиненную опору (40-43) приводного гидроцилиндра, 20

Изобретение относится к испытаниям, контролю технического состояния и диагностике неисправностей агрегатов и систем колесных машин, а имен-, но рулевых приводов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей стенда за счет диагностирования люфтов в сочленениях привода и состояния элементов гидр оусилителя.

На фиг,1 представлена принципиальная схема стенда; на фиг.2 — схема электромагнитного фиксатора подпружиненной опоры приводного гидроцилиндра; на фиг.3 — схема расположе1 ния оси вращения подпружиненной опоры

1 в окне штока; на фиг.4 — схема элект.— ромагнитного фиксатора блокировки опорной площадки; на фиг.5 — схема связи приводного гидроцилиндра с правой опорной площадкой и механизма перемещения его подпружиненной опорой на фиг.6 — конфигурация пазов на ведущем диске опорной площадки и расположение в них вертикальных опорных стержней; на фиг.7 — принципиальная схема тензоэлемента, взвешивающего нагрузку на опорную площадку; на фиг.8 — принципиальная схема эксцентрикового устройства задания скоростного режима вращения двигателя испы-.. туемой колесной машины, на фиг.9 соединение измеритепьного датчика и задающего потенциометра s схему компаратора для сравнения измеряемой величины с эталонной; на фиг.10 - схема определения коэффициента стабилизирующего управляемого колеса, вызванного боковым и продоль25

55 электрогидравлическую систему подъема-опускания управляемого моста; маховик 65, соединенный с рулевым колесом 66 через упругий торсион 67.

При работе стенда обеспечивается получение информации о люфтах в сочленениях всех -элементов рулевого приводаа, углах пр одол ьн or о и б оков or o наклонов шкворней, демпфирование в каждом шкворневом узле и износе золотниковой пары гидроусилителя.

10 ил. ным углами наклона шкворня (а) и степени затухания (демпфирования), вызванного трением в шкворневом узле (б), Стенд состоит из рамы-основания 1 с расположенным на ней двумя опорными площадками 2 и 3, установленньпчи на шарикоподшипниках вращательного

4 и бокового 5 движения. Каждая площадка имеет две пары роликовых фиксаторов 6 и 7 (фиг.5), а площадка 3 связана через ведущий диск 8 (фиг.6) со штоком 9 приводного гидроцилиндра

10. Роликовые фиксаторы 6 и 7 связаны ходовой резьбой с ходовыми винтами 11, расположенными в подшипниках в теле верхнего диска площадок и имеющих на концах разное направление винта. При сборке фиксаторы устанавливаются на винте таким образом, чтобы обеспечить установку колеса со . смещением его плоскости относительно центра площадки на величину плеча обкатки колеса — i ..Ходовые винты имеют на конце по шестерне 12 и приводятся во вращение ведущей шестерней, жестко связанной с выходным валом червячного редуктора 13 и с приводным электродвигателем 14, установленньм на верхнем диске площадки.

Электродвигатель подключается .к питанию с помощью репе. Оси 15 ролиKoBbK фиксаторов движутся в выфрезерованных пазах 16 на верхнем диске площадки (фиг.5). Остановка фиксаторов в крайнем от центра площадки по.— ложении обеспечивается отключением электродвигателя 14 с помощью концевых выключателей, а выключение

5 16 его после контакта фиксаторов с шиной установленного на площадку колеса 17 осуществляется по достижении некоторой силы обжатия шины, измеряемой тензодатчиками, расположенными на осях 15 роликов и управляющими соответствующими контактами реле.

В центре верхних дисков площадок

2 и 3 расположены кнопки 18 концевых выключателей электромагнитов гидравлических золотников 19 и 20, управляющих положением штоков гидроцилиндров 21 и 22 для поднятия или опускания управляемого моста 23 испытуемой колесной машины. Верхние диски площадок 2 и 3 связаны через тензоэлементы 24 (фиг,7) с тремя вертикальными опорньии стержнями 25, на которых жестко закреплены два кольца, имеющие конусные поверхности 26 и 27 трения. Стержни 25 площадок 2 и 3 проходят через выфрезерованные окна 28 (фиг.6) в ведущем диске 8 .

На диске 8 и нижнем диске 29, опирающемся на упорный шарикоподшипник 5, также выполнены конусные поверхности 30 и 31 трения. При отсутствии вертикальной нагрузки на опорные площадки 2 и 3 верхние их диски жестко соединяются с ведущими дисками 8 через конусные поверхности 26 и 30 трения эа счет поджатия предварительно сжатыми пружинами 32, расположенными по окружности (для избежания перекосов) между упорным кольцом 33, жестко связанным с опорными стержнями 25 и нижним диском 29.

Верхний диск площадки 3 может совершать угловые колебания, задаваемые приводным гидроцилиндром 10, вместе с ведущим диском 8.

При нагружении площадки полным весом, приходящимся на управляемое колесо, верхний диск через стержни 25 и упорное кольцо 33 сжимают пружины

32, верхний диск опускается вниз до упора конусной поверхностью 27 (связанной с опорными стержнями 25) в поверхность 31 и последующей опоры колеса на нижний упорный шарикопод шипник 4. Конусные поверхности 26 и

30 размыкаются, освобождая верхние диски площадок от связи с ведущим диском 8 и приводным гидроцилиндром.

При этом колесо вместе с верхним диском площадки обретает возможность совершать свободные угловые копеба51 133

5С

55 ния на упорном шарикоподшипнике 4.

При выполнении вращательных (угловых) колебаниИ опорных площадок основание 34 площадки блокируется с ра. мой (основанием) стенда электромагнитным фиксатором 35 (фиг,4) . Тензоэлементы опорных площадок обеспечива ет измерение нагружающего площадки веса (реакций опор) сложением сигналов с тензодатчиков каждого тензоэлемента (фиг 7).

Верхний стакан 36 жестко связан .— с верхним диском площадки и передает ее давление (вес 2 ) на вертикальные направляющие 25 через внутренний стакан 37 и шаровую опору 38. На цилиндрической поверхности внутреннего стакана выфрезерованы продольные окна, а на наружной поверхности оставшихся

"спиц" (оставшихся перемычках цилиндрической поверхности стакана) наклеены тензодатчики 39. Описанная конструкция обеспечивает работу спиц, а следовательно, и тензодатчиков на растяжение, что повьипает их чувствительность.

Шток 9 приводного гидроцилиндра

10 шарнирно соединен с ведущим диском 8 площадки 3, а сам цилиндр снабжен подпружиненной опорной, состоящей из корпуса 40, .расположенного в нем штока 41 — жесткого продолжения основания силового цилиндра 10, двух предварительно сжатых пружин

42 (усилие предварительного сжатия превьпнает суммарное сопротивление движению всех элементов испытуемого рулевого привода при приводе со стороны вывешенных управляемых колес), оси 43 вращения подпружиненной опоры, расположенной в корпусе в шарикоподшипниках и проходящей через окно в штоке 41 (фиг.Э) . Окно обеспечивает возможность смещения гидроцилиндра

10 при превышении силы сопротивления на его штоке 9 усилия предварительного сжатия пружин 42 — смещения, не препятствующего вращению оси 43. На свободном конце штока 41 установлена группа 44, включенная в цепь питания электромагнитов 45 и 46 золотника 47 управления движением приводного гидропилиндра 10. Зазор между контактами 44 определяет предельную величину смещения гидроцилиндра 10, при прохождении которого осуществляется реверс направления его движения, 1651133

Насосная установка питания гидроцилиндра (не показана) включает регулятор расхода жидкости, ось дросселя которого связана с электромеханичес5 ким приводом (редуктор электродвигатель) с дистанционным управлением.

Верхний конец оси 43 связан с червячным редуктором 48 и электродвигателем 49, установленным на корпусе 40 и оборудованным дистанционным управлением. На нижнем конце оси 43 жестко посажена шестерня 50, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором 51 (фиг.5), закрепленным на основании стенда и снабженным защитным кожухом

52. Ocb 43 подпружиненной опоры в торцах. имеет конусные углубления для связи с фиксаторами 53 и 54, стопорящими ось в двух положениях, исход- 20 ном Т (точка Ь на фиг . 5, ось гидр оцилиндра 10 параллельна оси колес) и положении II перпендикулярном ис, ходному (точка с на фиг . 5) . Для уси-! ления фиксации в этих положениях при 25 работе гидроцилиндра 10 фиксаторы снабжены электромагнитами.

Для перевода гидроцилиндра 10 вместе с подпружиненной опорой из положения Т в положение II для обес- 30 печения возвратно-вращательного движения управляемых колес в опорной площадке 3 предусмотрен электромагнитный фиксатор 55, блокирующий ведущий диск 8 с основанием стенда 1.

В Результате этого ось шарнира, связывающего ведущий диск 8 со штоком 9 гидроцилиндра, становится жестким центром поворота гидроцилиндра вместе с его подпружиненной опорой. За- 40 пертая жидкость в полостях гидроцнлиндра (в нейтральном положении золотника 47) делает расстояние оЬ (фиг.5) между осью указанного шарнира и осью подпружиненной опоры не- 45 изменньм, жестким, что позволяет включением электродвигателя 49 привести во вращение шестерню 50 и перевести опору из одного фиксированного положения в другое без потери контакта шестерни 50 с зубчатым сектоРом

51. Для остановки электродвигателя штоки фиксаторов 53 и 54 снабжены концевыми выключателями. Стенд снабжен измерительно-коммутационным блоком, соединяющим насос 56 с золотни55 ковым распределителем (гидроусилителем) 57 испытуемого рулевого привода, который настраивается в нагнетательную линию с помощью гидравлических разъемов 58 и 59 и включает в

,себя электрогидравлический золотник

60, дистанционно-управляемый дроссепь 61.

К испытуемому золотнику 57 подсоединяется крышка 62 (взамен серийной крышки) со встроенным в нее штоком, имеющим магнитную пятку 63 быстрого соединения с золотником 57, и пластмассовой втулкой 64 для изоляции штока от металла крышки 62. Маховик

65 соединен с рулевым колесом 66 че.Рез упругий торсион 67.

Для задания требуемого скоростного режима работы двигателя колесной машины, а следовательно, и скорост ного режима работы насоса испытуемого рулевого привода, стенд снабжен (фиг.8) эксцентриковым устройствомкронштейн 68, эксцентрик 69, зажимная ручка 70, приводной электродвигатель

71 с малогабаритным редуктором, установленньж на кронштейне 72 крепления педали газа испытуемой колесной машины.

Датчики 73 расхода и 74 давления подсоединены к золотнику 60 ° Датчик

75 перемещения регистрирует перемещение золотника 57 испытуемого рулевого привода.

Датчик 76 крутящего момента, прикладываемого к рулевому колесу, размещен на торсионе 67.

Потенциометрическиг датчики 7779 измеряют соответственно угол поворота рулевого вала, вала сошки и опорных площадок, датчики 80-83 линейных перемещений измеряют люфты в пороговых шарнирах, тензодатчики 84 измеряют нагрузку на площадки.

Все контрольные датчики (кроме тензодатчиков взвешивания веса, приходящегося на опорную площадку) собраны в схемы, предназначенные для сравнения измеряемых величин с эталонными их значениями (датчики люфтов, утечек, давления) или требуемыми по режиму испытаний значениями, т.е. собраны в схемы, выполняющие функции либо компараторов (Фиг.9), вырабатывающих сигнал "Да-Нет", либо просто сравнивающих устройств, включенных в автоматические каналы настройки тех или иных параметров. В этих схемах каждый контрольный датчик 85 включается с задающим датчиком 86 в мостовую схему. В измери1651133

10 тельную диагональ ее включается обмотка реле 87, нормально замкнутые контакты 88 которого включены в цепь сигнальной лампочки, смонтированной на пульте коммутации и управления стендом.

Датчики задания режима испытаний— начальной амплитуды углов поворота управляемых колес, угловой скорости вращения коленвала двигателя испытуемой колесной машины также включаются по схеме компаратора, но в них вместо контрольной лампочки нормально разомкнутыми контактами включаются обмотки соответствующих исполнительных элементов: обмотки электрогидравлического золотника 47 приводного гидроцилиндра или элект-. родвигателя 71 привода эксцентрикового устройства. Стендовый пульт, кроме того, служит для размещения на нем приборов и кнопок управления электромагнитами, фиксаторов, золотников, а также электродвигателей.

Для реализации полностью автоматизированной процедуры диагностики стенд оснащен блоком сопряжения с интерфейсом программируемого процессора или управляющей ЭВМ. В качестве процессора может быть использован либо функциональный микропроцессор, либо микроЭВМ. Указанный блок представляет собой плату с входами и выходами всех электрических элементов стенда.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемая машина устанавливается на опорно-поворотных площадках,. двигаясь перед въездом на них по направляющим, ориентирующим управляемые колеса относительно осей площадок. Точная коррекция положения колес на площадках осуществляется роликовыми фиксаторами 6 и 7, располо.женными на верхнем диске площадок, которые способствуют точной ориентации колес относительно центров площадок. Опора приводного гидроцилиндра площадки 3 находится в положении

I (фиг.5) .

При определении люфта в шкворневом узле правого (по фиг.1)колеса поднимается управляемый мост 23— включением электромагнитов золотников 19 и 20 и пуском силовых цилиндров 21, 22 — до отрыва управляемых колес 17 до опорных площадок. Прекная электрическая схема включения контактов в цепь питания электромагнитов 45 и 46, которая содержит реле блокировки, включенные по известным

5р схемам) . Зазор в шкворне определяется величиной перемещения штока 9 за вычетом перемещения гидроцилиндра 10 вместе со штоком 41 подпружиненной опоры. Разность давлений фиксирует

55 - датчик 89.0т бокового смещения моста

23 под действием силы на штоке 9 его удерживают силовые цилиндры 21 и 22, нагруженные весом моста и имеющие оси качания опор в плосвости, перпендику5

45 ращение подъема осуществляется освобождением утопленных под весом колес, 17 кнопок 18 концевых выключателей, расположенных в цепи питания электромагнитов золотников 19 и 20; включается привод (14, 13,12, 11) роликовых фиксаторов 6 и 7, которые движутся до контакта с ниной колеса

17. По достижении необходимого (заранее определенного) усилия прижатия сигнал с тензодатчиков, наклеенных на осях 15 роликов, отключает электродвигатель 14; включением питания электромагнитного фиксатора 35 основание 34 опор.ной площадки 3 отъединяется от основания стенда (в исходном состоянии фиксатор их блокирует); включается насос питания приводного гидроцилиндра I0 и, управляя приводом настройки erо регулятора расхода, устанавливает левую (меньную) границу реализуемых расходов (устанавливается опытом в процессе настройки привода); включением питания электромагнитных фиксаторов 53 и 54 блокируют ось 43 подпружиненной опоры на осно-. ванне стенда; включением питания электромагнитов золотника 47 приводят в движение шток 9 приводного гидроцилиндра 10, который смещает по подшипнику 5 опорную площадку вдоль своей оси вместе с вывешенным управляемым колесом 17.

После выбора зазора в шкворне усилие на штоке продолжает расти и, достигнув усилия предварительно сжатых пружин 42, гидроцилиндр со штоком 41 смещается вправо (по фиг.1) на величину зазора между контактами 44. Происходит реверс движения штока 9 (на фиг.1 не показана пол"

1651133

11 лярной плоскости чертежа (на фиг .1 показаны в плоскости чертежа) .

Датчик 85 включен в мостовую схему с соответствующим задающим датчиком

86 по схеме на фиг.9. Обмотка реле

87 включена в измеритйтьную диагональ .моста (между движками пот енциометров), Положение движка задающего потенциометра определяет допускаемое напряжение Б „, соответствующее пределу измеряемой величины, например, зазора. Рабочую величину напряжения U äð соответствующую действительному значению измеряемой величины, определяет положение движка датчика 85. В случае, показанном на фиг. 9, имеет место разбаланс моста, соответствуюший недостижению измеряемой величиной (U gg(Upon) csoего предельного 20 значенйя. Обмотка реле удерживает контакты К в цепи питания сигнальной лампочки в разомкнутом состоянии. При равенстве Up g = U сд — лампочка загорается, сигнализируя о достижении измеряемой величины своего предела, Схема сравнения с эталоном носит название компаратора. Поскольку по аналогичной схеме собраны все остальные потенциометрические датчики, кроме 30 тахогенератора (который сам является источником тока и поэтому задающий потенциометр имеет собственную схему питания), описание настройки и работы компараторов опущено.

При определении демпфирования, порога трения в каждом шкворневом узле и.углов бокового и продольного накло . на шкворня (не определяемых ни в од 40 ном из известных конструкций стендов, в т.ч, и специализированных): управляемые колеса опускаются на площадки 2 и 3, ролики фиксаторов 6 и 7, обжимая колесо до гарантированного контакта с ним, не препятствует опусканию его и подъему; определяется нагрузка .на каждую опорно-поворотную площадку по показаниям тензоэлементов 24 в двух возможных режимах (здесь и далее при выпол50 нении всех операций): ручном - по по казаниям шкальных или цифровых приборов, расположенных на пульте стенда, и автоматическом — опросом датчиков программируемым процессором и последующим запоминанием величины нагрузок на левой Z (2) :и правой Z д (3) площадках; включаются электромагнитные золотники 19 и 20 и осуществляется подъем управляемого моста 23 по описанной схеме " фиксаторы 55 блокируется с основанием стенда ведущий диск 8; обесточиваются электромагнитные фиксаторы 53 и 54, освобождая ось 43 подпружиненной опоры от связи с основанием стенда; включается электродвигатель 49 и гидроцилиндр 10 вместе с подпружиненной опорой переводится из положения I (фиг . 5) в положение II об кат ывани ем шестерни 50 по зубчатому сектору 51; включается питание электромагнитных фиксаторов 53 и 54, ось 43 жестко блокируется с основанием стенда в новом положении; включается золотник 47 и управпяемые колеса поворачиваются на заранее заданный угол, близкий к максимальному (35-40 ), с использованием соответ

Г

;ствующего компаратора на базе датчика

l,óãëà поворота правой площадки и задаю- щего потенциометра, размещенного вместе с показывающим прибором напульте стенда; включением золотника 19 шток силового цилиндра опускается вниз, устанавливая правое колесо 17 на площадке 3.

При этом под весом колеса верхний диск площадки смещается вниз, сжимая пружины 32 и через вертикальные опорные стержни 25 освобождается от связи через конусные поверхности 26 и 30 с ведущим диском 8 и его приводом и блокируется через конусные поверхности 27 и 31 с нижним диском 29. Возникающий стабилизирующий (упругии) .момент, вызванный боковым и продольным углами наклона шкворня, возвращает колесо в устойчивое положение.

Сильный момент трения в шкворнях в большинстве колесных машин не позво- ляет совершить даже одного полного колебания колеса под действием стабилизирующего момента. Искусственное увеличение момента инерции колеблющейся массы (в стенде — колеса и связанных с ним деталей опорной площадки) дает воэможность реализовать желаемый колебательный процесс протяженностью примерно в 1,5-2,0 периода.

Тогда регистрацией амплитудных значений каждого полупериода и периода затухающих колебаний удается полу!

3 1651 ) чить информацию о демпфировании трением - важной характеристики устойчивости управляемых колес при движении, а по собственной частоте колебаний — о величине эквивалентной жесткости колеблющейся системы, т.е. коэффициенте стабилизирующего момента. Для определения порога трения в шкворневом узле процесс свободных колебаний колеса воспроизводят дважды: при начальном отклонении управляемого колеса влево, а затем вправо. Порог трения определяется по среднему углу недовозврата колеса в нейтральное положение при предварительно вычисленном значении стабилизирующего момента.

Ошибка в определяемые характеристики правого колеса, вносимая демпфи- 20 рованием в шкворневом узле левого колеса и других подвижных частях рулевого привода, невысока, поскольку левое колесо вывешено и потери на трение в его шкворневом узле на пере- 25 док меньше потерь на трение в испытуемом нагруженном правом колесе.

То же можно сказать и о рулевом приводе, узлы которого практически не нагружены. Поскольку суммарная величина инерционности колеблющихся масс для конкретной модели колесной машины может быть определена априорно с большой точностью, то точность характеристик, вычисляемых по известной ме тодике, не выйцет за пределы допустимой для практики величины.

Для определения характеристик демпфирования в шкворневом узле, порога или момента трения и углов бокового и продольного наклонов шкворня в ручном и автоматическом режимах используется кривая затухающего переходного процесса, в первом случае обрабатываемая вручную, во втором — с помощью процессора.

Процедура определения укаэанных характеристик колеса сводится к следующему. На фиг.10а приведены два затухающих переходных процесса колеба- 50 ния нагруженного колеса относительно истинной, физической нейтралы а-а — равенства нулю результирующего стабилизирующего момента, при отклонении колеса влево (кривая 1) у и вправо (кривая 2).

На схеме (фиг.10) обозначено: а-а — истинное нейтральное положение управляемого колеса (соответ33

14 ствует отсутствию стабилизирующего момента);

0(< — угол поворота управляемого кол еса;

ЬО к — угол недовозврата колеса в плоскость качания колес (ей соответствует р к = 0 п 1и неучете углов схождения колес);

А -А — амплитудные значения откло3 нений колеса от истинной нейтрали;

ЬМ < — среднее значение (истинная нейтраль) угла невозврата колеса относительно плоскости качения колес;

Т,t — период и текущее время колебаний; ф,Q, — характеристика демпфирования и собственная частота колебаний;

à — безразмерный коэффициен1 затухания колебаний.

Найдя по показанию датчика угла поворота колеса р(1 величину среднего угла его недовозврата, нейтраль ЬО и собственную частоту Я процесса коо лебаний (Я„= 2й/Т), определяют экспериментальный коэффициент стабилизирующего (как бы упругого) момента. А чатем, испольчуя известные аналитические зависимости стабилизирующего момента от угла продольного,„ и бокового наклонов шкворня ((при известной нагрузке на колесо

Е„, длине его поворотной цапфы L<), отыскивают значения этих углов: H ., =

= Z„L„(sinf cos / sing„— з п созф ) .

Собственная частота и степень затухания процесса Яо и 0 (ее определение поясняет фиг. 10б) обеспечивают получение экспериментальной, но косвенно определяемой характеристики демпфирования колебаний трением в швворвевом узле 1 = М / Ыо

Экспериментально найденное значение коэффициента стабилизирующего момента обеспечивает получение порога трения — умножением этого коэффициента на Разницу 2 11 кс к ф«) 2, т.е. равного половине ширины "коридора трения".

Аналогично описанной последовательности определяются перечисленные характеристики левого управляемого колеса, нагруженного весом при вывешенном правом колесе.

При определении износа насоса гидроусилителя: запускается двигатель испытуемой колесной машинь:.

l6

1651133 устанавливается на педаль газа зксцентриковое устройство управления ее положением; устанавливается задающим датчиком требуемая скорость вращения коленвала двигателя (воспроизЪодится постоянной при всех периодических испытаниях); включается питание компаратора (на базе электрического тахометра); механизм слежения, аналогичный показанному на фиг.9, включает эксцентриковое устройство 69-71 (фиг.8), увеличивая скорость вращения коленвала до требуемой величины . — последней соответствует баланс мостовой схемы соединения тахометра, установ-. ленного на коленвале двигателя испытуемой колесной машины с задающим по- 20 т енциометром, включается электрогидравлический золотник 60 на соединение датчика расхода жидкости в нагнетательном канале гидроусилителя последователь- 25 но с гидравлическим дросселем 61 (по фиг.1 нижняя секция схемы золотника

60 перемещается на центральное место); потенциометром, задающим давление 30 нагрузки, включенным по схеме фиг.9 в компаратор на базе датчика 74 давления, задается требуемое давление нагрузки, включается питание компаратора, устанавливается настройка дросселя (через его электромеханичес35 кий привод) и требуемая нагрузка насоса 56; фиксируется показание датчика 73 расхода, которое сравнивается с рас- 40 ходом, измеренным на предыдущей процедур е диаг ностики (хранит ся в р егистрационном журнале или в памяти процессора) . По разности расходов, соответствующих двум временным моментам диагностики, определяют степень износа насоса. !

При определении давления настройки редукционного клапана насоса испытуемого гидроусилителя: электрогидравлический золотник 60 переключается в положение, запирающее нагнетательный канал насоса (верхняя секция схемы золотника зани- 55 мает центральное место); фиксируется давление, измеряемое датчиком 74 давления, и компаратором сравнивается с требуемым.

При определении утечек в гидроусилителе, люфтов в сочленениях рулевых тяг, шкворне левого колеса и рулевом механизме . эксцентриковым устройством устанавливается такая скорость вращения коленвала, при которой производительность насоса 56 оказывается равной номинальной (с использованием датчика 73 расхода); системой вывешивания оба управляемых колеса открываются от опорных площадок; электромагнитный фиксатор 35 блокирует подшипник бокового движения опорной площадки; включением электромеханического привода роликовые фиксаторы левого колеса освобождают его от связи с площадкой, исключая тем самым все возможные ошибки установки колеса относительно центра площадки. Колесо совершает движение только вокруг одного, естественного центра — центра своего шкворневого соединения с балГ кой управляемого моста. Ошибки установки правого колеса ложатсн дополнительной нагрузкой на приводной гидроцилиндр, не используемый в качестве оценки затрат на трение s рулевом приводе; задающим потенциометром задается, амплитуда возвратно-вращательных движений управляемых колес; включается питание компаратора на базе датчика 79 угла поворота правого колеса, разбаланс мостовой схемы, включается электромагнитный золотник

47 питания приводного гидроцилиндра 10; правое колесо площадкой и роликовыми фиксаторами поворачивается вокруг своего шкворня и приводит в движение все остальные элементы рулевого привода. По достижении правым колесом пр едельной, амплитудной величины угла поворота релейной схемой осуществляется реверс приводного гидроцилиндра; регулятором расхода приводного гидроцилиндра устанавливается такая величина скорости его движения, при которой ей соответствующая частота управляющего сигнала Я формирует инерционный момент на рулевом валу (при известном значении момента инерции I р„эталонного маховика 65 и ру- левого колеса 66), достаточный для

ll33

20

35

17 165 смещения золотника 57 гидроусилителя, поскольку именно начало его движения является сигналом о выббре всех зазоров механизма (зубчатом секторе вала сошки — рейке поршня, шариковинтовой паре, шестернях постояного зацепления). Дпя каждой модели испытуемого рулевого механизма эта частота легко может быть установлена либо расчетом, либо опытом. В первом случае величина потребной частоты определяется иэ равенства указанного j выше инерционного момента I » Я р и момента потребного для смещения золотника 57 из централи (c7p — амплитудное значение угла поворота правого управляемого колеса, умножение на известную величину передаточного числа всего рулевого привода).

Сопротивление смещению золотника из нейтрали определяется известной априорно силой предварительного сжатия пружин центрирующего устройства золотника и также известным передаточным числом привода золотника. При опытном определении требуемой частоты управляющего сигнала можно использовать сигнал с датчика 75 о начале смещения золотника, при этом: фиксируются показания датчиков 8083 люфтов в шарнирах при необходимости определения абсолютных их значений, либо устанавливается по сигналам нейтральных лампочек компараторов о выходе или невыходе люфтов за допустимые пределы. Люфт в левом шкворне вычисляется по разнице показания датчиков 81 и 82; определяется люфт в рулевом механизме по измеренным показаниям датчиков углов поворота рулевого колеса

65, вала сошки и перемещения золотника (часть угла поворота рулевого колеса расходуется на смещение е золотника: е = g(к ЬМ 2 и, где h > - шаг винта л р ул евог о ехани зма); определяются потери на трение в механизме привода золотника по разности между движущим моментом и моментом сопротивления. Эту разность определяют по измеренному датчиком

76 крутящему моменту на рулевом валу (движущнй момент), смещению золотника датчиком 75 (по нему определяется сопротивление упругого центрирования золотника и давлению нагрузки), датчиком 74 (по нему определяется .1,сопротивление смещению золотника, ь создаваемого давлением на его реактивных элементах — в рассмотренной схеме на реактивных плунжерах); определяются утечки в гидроусилнтеле по разности расхода насоса, измеряемого датчиком 73 расхода на входе в гидроусилитель, и расхода, потребляемого его силовым цилиндром, фактического расхода. Фактический расход определяется как произведение действительной скорости вращения вала сошки на площадь поршня и на радиус зубчатого сектора — постоянные величины для конкретного типа рулевого привода. Скорость вала сушки определяется дифференцированием ее угла поворота по времени. При пилообразном гармоническом входном сигнале такое дифференцирование не представляет сложности.

Формула и з обр ет ения

Стенд для диагностики рулевых приводов транспортных средств, содержащий раму-основание с расположенными на ней двумя опорными площадками, выполненными с возможностью вращения и бокового перемещения относительно рамы и оснащенными двумя парами роликовых фиксаторов для ориентации управляемых колес транспортного средства на опорных площадках, и приводной гидроцилиндр с системой питания, шток которого кинематически связан с одной из опорных площадок, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стенда за счет диагностирования люфтов в сочленениях рулевого привода и состояния элементов гидроусилителя, он снабжен соединенными мвкду собой маховиком и упругим измерительным торсионом с наклонными на нем тензодатчиками, связанным с рулевым колесом испытуемого транспортного средства легкосъемными зажи.— мами, электрогидравлической системой вывешивания управляемого моста испытуемого транспортного средства, коммутационно-измерительным блоком, подключаемым к нагнетательному каналу гидроусилителя, гидравлически соединенного с золотниковым гидрораспределителем датчиком давления н расхода рабочей жидкости, установленным в напорных линиях гидроусилителя, электрически управляемым регулятором!

9 (ьз расхода рабочей жидкости, установленным в системе питания приводного гидроцилиндра, выполненного с подпружиненной опорой и устройством перемещения и фиксации оси опоры в плоскости рамки стенда"относительно рси шарнирной связи штока приводного гидроцилиндра с опорной площадкой, контактной группой управления ревер сом приводного гидроцилиндра, эксцентриковым устройством с электрическим приводом управления педалью газа испытуемого транспортного средства, устройством разъединения опор1

1133 20 ной площадки от приводного гидроцнлиндра, состоящим из двух конусных пар трения и предварительно сжатых

5 пружин системой трососъемных датчиЭ ков контроля элементов диагностируемого рулевого привода и блоком сопряжения датчиков с процессором, при этом опорные площадки оснащены взвешивающими устройствами и устройствами перемещения роликовых фиксаторов в плоскости опорных площадок с размещенными на осях роликов датчиками усилий.

1651133

2к за

77Ь7»

Фиг.7

Ьад

Е,с о /г 7 /ã t; с

Фиг. 10

Составитель В. Ионова

Редактор А. Тупица Техред С.Иигуиова Корректор Т. Палий

Заказ 1601 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

113035, Nu ква, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101