Способ определения угла развала колеса автомобиля и устройство для его осуществления

 

Изобретения относятся к области эксплуатации автомобилей. Способ состоит в том, что на одном колесе фиксируют первую точку, а на другом колесе - вторую точку, находящиеся в одной диаметральной плоскости на некотором одинаковом удалении от оси колеса. Третью точку фиксируют на другом конце диаметра от первой точки. Устанавливают первую точку в верхнее положение и фиксируют первое расстояние между первой и второй точками и третье расстояние между второй и третьей точками. Затем перекатывает автомобиль так, чтобы первая точка переместилась в нижнее положение, фиксируют второе расстояние между первой и второй точками, четвepтое расстояние - между второй и третьей точками, по разности первого и второго расстояний вычисляют сумму углов развала колес, а по разности третьего и четвертого - разность углов развала. Устройство для определения угла развала колес автомобиля содержит штангу и раздвижные кронштейны, один из которых установлен с возможностью поворота вокруг оси штанги, другой - с возможностью перемещения вдоль штанги с последующей фиксацией его положения относительно нее. На одном из кронштейнов перпендикулярно его оси установлен упор, на другом - подвижный наконечник. На колеса перпендикулярно их осям крепятся плоскостные элементы, на каждом из которых на одинаковых расстояниях от центра установлены базирующие элементы, с которыми контактируют упор и подвижный наконечник. На плоскостном элементе также может быть установлен отвес с возможностью вращения относительно точки подвеса. 1 з.п., 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к области эксплуатации автомобилей, конкретно, к регулировке при техническом обслуживании и после ремонта. Они могут быть использованы в условиях небольшой мастерской и в индивидуальном гараже.

Известен способ определения угла развала колеса автомобиля, состоящий в том, что устанавливают автомобиль на строго горизонтальную площадку, приподнимают колесо домкратом, определяют оптическим прибором направление оси вращения колеса, выставляют закрепленное на колесе оптическое зеркало таким образом, чтобы нормаль к его плоскости была параллельна упомянутой оси вращения, опускают колесо на площадку и измеряют угол развала, равный наклону упомянутой нормали относительно направления горизонта, фиксируемому упомянутым оптическим прибором /I/.

Недостатком этого способа является сложность реализации. Необходимость в строго горизонтальной (допустимый уклон не более 10 минут угл.) площадке и оптических приборах делает его применимым только в условиях крупных центров автосервиса. Кроме того, этот способ принципиально неточен, т.к. не учитываются погрешности, связанные с различным давлением воздуха в камерах колес, различной жесткостью шин и деформацией диска колеса, неидентичностью геометрических размеров колес.

Наиболее близок к изобретению по назначению и технической сущности способ определения угла развала колеса автомобиля, состоящий в том, что на колесе автомобиля фиксируют нецентральную первую точку на внешней боковой поверхности колеса и вторую точку, расположенную в центре внешней боковой поверхности другого колеса, устанавливают первую точку в верхнем положении в вертикальной диаметральной плоскости, фиксируют первое pacстояние между первой и второй точками, перекатыванием автомобиля перемещают первую точку в нижнее положение в той же плоскости, фиксируют второе расстояние между теми же точками, по разности первого и второго расстояний определяют угол развала /2/.

Известно также устройство для определения угла развала колеса автомобиля, содержащее штангу и установленные на ней с возможностью поворота кронштейны, на одном из которых установлен упор, на другом установлен с возможностью поворота и фиксации измеритель с подвижным наконечником, контактирующий с базирующим элементом, установленным.на периферии обода одного колеса, а на другом колесе в центре его диска установлен базирующий элемент, контактирующий с упором (там же).

Этот способ позволяет устранить погрешности, связанные с жесткостью шины и давлением в камере, он также не требует строгой горизонтальной площадки, а приспособление достаточно просто, т.к. угол развала отсчитывается от линии, соединяющей центры колес. Недостаток этого способа и устройства состоит в сложности эксплуатации и пониженной точности. Этот недостаток вызывается наличием центрального базирующего элемента, поскольку в центре диска нет возможности для крепления и точной установки базирующего элемента. Установка с помощью магнита или присоски, указанная в прототипе, не обеспечивает центровки и радиальной фиксации, а болтовые соединения в центре диска отсутствуют. Кроме того, как правило, необходимо проверять углы развала обоих колес, т.е. повторять операции способе-прототипа.

Цель изобретений состоит в упрощении реализации и повышении точности.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения угла развала колеса автомобиля, состоящем в том, что фиксируют первую точку на одном колесе на некотором расстоянии от его оси, вторую точку на другом колесе, фиксируют расстояние между этими точками при нахождении первой точки в верхнем положении в вертикальной диаметральной плоскости, перекатывают колеса на половину оборота, снова фиксируют расстояние между этими точками, из первого расстояния вычитают второе, дополнительно выполняют следующие операции: фиксируют вторую точку в одной диаметральной плоскости с первой на одном расстоянии и в одном направлении от линии, соединяющей центры колес, фиксируют третью точку, находящуюся на противоположном конце диаметра от первой, фиксируют третье и четвертое расстояния между второй и третьей точками до и после перекатывания колес, определяют их разность, по разности первого и второго расстояний определяют сумму углов развала колес, а по разности третьего и четвертого расстояний разность упомянутых углов, после чего вычисляют углы развала обоих колес.

Данный способ устраняет необходимость использования центрального базирующего элемента, что повышает точность определения и позволяет на основе тех же измерений определить углы развала обоих колес.

Применительно к устройству указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее штангу и раздвижные кронштейны, по крайней мере один из которых установлен с возможностью поворота относительно оси штанги, а другой с возможностью перемещения вдоль штанги с последующей фиксацией его положения относительно штанги, причем, один из кронштейнов снабжен упором, либо подвижным наконечником, а другой подвижным наконечником, введены два плоскостных элемента, имеющие средства для жесткого крепления и центровки на наружной стороне колеса относительно его оси, на каждом из упомянутых плоскостных элементов жестко закреплены два базирующих элемента, расположенных на концах одного диаметра.

Введение плоскостных элементов, жестко крепящихся к диску колеса и центрированных относительно его оси, позволяет обеспечить достаточную точность установки базирующих элементов как вдоль оси, так и по радиусу и взаимному расположению, унифицировать их расположение для различных типов автомобилей. Все это упрощает пользование устройством и повышает точность определения угла.

Указанная цель достигается также тем, что на плоскостном элементе закреплен ответ с возможностью вращения относительно точки подвеса. Это позволяет упростить установку базирующих элементов в вертикальную плоскость, что необходимо при всех измерениях.

На на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 вид сбоку, на фиг.3 схема фиксации расстояний.

Устройство содержит штангу 1, кронштейны 2 и 3. Кронштейн 2 выполнен раздвижным, а кронштейн 3 имеет возможность продольного перемещения вдоль штанги 1. Кронштейн 3 имеет отверстия 4 для взаимодействия с установленным на штанге 1 фиксатором 5. На кронштейне 2 имеются аналогичные отверстия 6 и фиксатор 7, а также подвижный наконечник 8 с пружиной 9. На кронштейне установлен упор 10. На колесах 11 и 12 автомобиля жестко закреплены и центрированы плоскостные элементы 13 и 14, на которых размещены базирующие элементы 15, 16, 17, 18. На подвижном наконечнике 8 нанесена шкала 19.

Плоскостные элементы 13 и 14 снабжены средствами для крепления к колесу и центрирования относительно его оси. В зависимости от конструкции колеса эти средства могут быть различными: зацепы за обод, отверстия, одеваемые на шпильки диска колеса и др. Точная центровка при использовании изобретений не требуется, важно лишь обеспечение неподвижности базирующих элементов 15, 16 и 17, 18 относительно колес 11 и 12 соответственно.

Реализацию способа рассмотрим на примере работы с устройством.

Перед выполнением измерений собирают устройство.

Сначала устанавливают на колеса 11, 12 плоскостные элементы 13, 14. Затем, перестановкой фиксатора 5 в отверстия 4 устанавливают расстояние между остриями подвижного наконечника 8 и упора 10 на несколько миллиметров меньше, чем расстояние между центрами базирующих элементов (например, 15 и 18). После этого перекатыванием автомобиля устанавливают базирующий элемент 15 в верхнее положение. Для этого удобно использовать установленный на плоскостном элементе 13 ответ 20. Большой точности установки вертикального положения не требуется, достаточна точность в пределах ±10. Затем отжимают подвижный наконечник 8 и вставляют упор 10 в базирующий элемент 17, а наконечник 8 в базирующий элемент 15. По шкале 19, которая может быть снабжена линзой или нониусом (не показаны), фиксируют первое расстояние в делениях шкалы. Затем удаляют наконечник 8 и упор 10 из базирующих элементов 15 и 17, раздвигают кронштейн 2, вставляют упор 10 в базирующий элемент 18, а наконечник 15 снова в базирующий элемент 15. По шкале 19 фиксируют третье расстояние. Затем перекатыванием автомобиля переводят базирующий элемент 15 в нижнее положение с контролем по отвесу 20 и повторяют описанные выше операции с упором 10 и наконечником 8. При этом фиксируются второе и четвертое расстояния. Из показаний шкалы 19 для первого расстояния вычитают показания шкалы 19 для второго расстояния и получают разность этих расстояний l 1-2. Эта величина составляет несколько миллиметров. Из фиг.3 ясно, что эта величина пропорциональна сумме синусов углов γ₁ и γ₂ развала колес 11 и 12. Поскольку синусы малых углов с хорошей точностью равны углам в радианном измерении, то практически l 1-2 пропорциональна сумме ((γ₁ + γ₂).). Из показаний шкалы 19 для третьего расстояния вычитают показания шкалы 19 для четвертого расстояния. Из фиг.3 видно, что их разность l 3-4 пропорциональна разности ((γ₁ - γ₂)) углов развала колес 11 и 12. Решая систему двух уравнений, находят углы развала для каждого колеса. Решение может быть проведено заранее и результаты даны в виде таблицы. Вывод расчетных соотношений и анализ погрешности приведены в приложении. Показано, что погрешность уменьшается по мере приближения к равенству углов развала и для углов развала3°, не превышает 10 минут угл.

Рассмотрение фиг.3 может создать мнение, что измерить второе и четвертое расстояния можно и без перекатывания автомобиля, используя базирующий элемент 15. Такое мнение будет верно только при строгой перпендикулярности линий, соединяющих контактные точки базирующих элементов 15, 13 и 17, 18 осям вращения колес 11 и 12 соответственно. Поскольку диски колес в эксплуатации деформируются от ударов и толчков, то крепление плоскостных элементов на диски колес такой перпендикулярности не гарантирует, а значит, при таком измерении вносится неконтролируемая погрешность. Рекомендовать способ измерения без перекатывания автомобиля нельзя. Предложенным устройством определяется и угол схождения колес. Для этого достаточно установить базирующие элементы в горизонтальное зонтальное положение и провести операции, аналогичные определению l₁-₂ Полученная величина пропорциональна углу схождения.

Поскольку предложенный способ не предполагает никаких измерений углов относительно горизонта, он не предъявляет жестких требований к площадке, на которой стоит автомобиль и к точности изготовления устройства. Операции измерения выполняют одним работником. Точность определения углов повышается также из-за нечувствительности к погрешностям формы дисков колес.

Формула изобретения

1. Способ определения угла развала колеса автомобиля, состоящий в том, что фиксируют первую точку на одном колесе на расстоянии от его оси, вторую точку на другом колесе, фиксируют расстояние между этими точками при нахождении первой точки в верхнем положении в вертикальной диаметральной плоскости, перекатывают автомобиль на половину оборота колес, фиксируют расстояние между этими точками, из первого расстояния вычитают второе, по их разности определяют угол развала, отличающийся тем, что фиксируют вторую точку в одной диаметральной плоскости с первой на одном расстоянии и в одном направлении от линии, соединяющей центры колес, фиксируют третью точку, находящуюся на противоположном конце диаметра от первой, фиксируют третье и четвертое расстояния между второй и третьей точками до и после перекатывания автомобиля, определяют их разность, по разности первого и второго расстояний определяют сумму углов развала колес, а по разности третьего и четвертого расстояний разность упомянутых углов, после чего вычисляют углы развала обоих колес.

2. Устройство для определения угла развала колеса автомобиля, содержащее штангу и раздвижные кронштейны, по крайней мере один из которых установлен с возможностью поворота относительно оси штанги, а другой с возможностью перемещения вдоль штанги с последующей фиксацией его положения относительно штанги, при этом на одном из кронштейнов размещен упор, а на другом - подвижный наконечник для контактирования с базирующими элементами, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя плоскостными элементами, имеющими средства для жесткого крепления и центровки на наружной стороне колеса относительно его оси, на каждом из упомянутых плоскостных элементов жестко закреплены два базирующих элемента, расположенных на концах одного диаметра.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на плоскостном элементе закреплен отвес с возможностью вращения относительно точки подвеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3