Устройство для определения угловых колебаний колеса автомобиля

Изобретение относится к транспортЙому машиностроению, в частности кисследовательской аппаратуре для ис- "пытания управляемых колес, а именноопределения угловых колебаний колесотносительно продольной оси автомобиля при реальной динамике движения,,и может быть использовано при диагностировании их технического состояния.Цель изобретения - повышение точности измерения.На Фиг.1 схематично представленопредлагаемое устройство, общий вид;,на фиг.2 - вид А на фиг.1 с конструктивным размеЩением фотоэлементови кругового сектора относительно передней балки автомобиля; на фиг.З -:электрическая схема устройства; наФиг.4 - временная диаграмма работыэлементов регистрирующей аппаратуры;:на Фиг.5 - дешифровка Фрагмента маг:.нитной записи запоминающим устройством зависимости изменения угловых ко"25лебаний колеса Ч от времени движенияавтомобиля Г, вариант,Устройство для определения угловыхколебаний колеса автомобиля (Фиг.1)содержит регистрирующую аппаратуру 13и индикатор 2 положения колеса, состоящий из швеллера 3 и кругового сектора 4. По обе стороны швеллера 3 установлены фотоэлементы 5 - 7 и источник 8 света. Нвеллер 3 закреплен набалке 9 передней оси автомобиля, акруговой сектор 4 жестко соединен споворотной цапфой 10 колеса 11 и зафиксирован в положениях, соосных сосью вращения колеса 11 и переднейбалкой 9 автомобиля, так, чтобы одновременно засвечивались Фотоэлементы5 - 7 от источника 8 света черезсреднюю прорезь 12 (фиг.2). Круговойсектор 4 выполнен из непрозрачногоматериала и имеет удлиненную среднююпрорезь 12 и чередующиеся через равные угловые интервалы Драдиальныепрорези 13 меньшей длины,Регистрирующая аппаратура 1 (фиг.1)состоит из фотоприемных блоков 14 -5016 (Фиг,З), Формирователей 17 - 19прямоугольных импульсов, триггера 20запуска логических элементов 21 - 26и двухканального запоминающего узла27 (например, стереомагнитофона).55Индикатор 2 положения колеса(Фиг,1) представляет собой фотоэлектрический датчик с подвижным круговым сектором 4 с прорезями, по одну сторону которого размещены фотоэлементы 5 - 7, а по другую - источник 8 света, закрепленные в швеллере 3, Фотодиод 5 отстоит из фотоэлементов 6 и 7, образующих фотоэлектронную пару, на длину средней прорези 12 кругового сектора 4. Таким образом, фотоэлемент 5 засвечивается только через среднюю прорезь 12, его сигнал используется в устройстве для синхронизации начала записи запоминающего узла 27 с момента времени, когда ось колеса находится .в соосном положении с осью передней балки автомобиля.Фотоэлементы 6 и 7 засвечиваются от любой прорези кругового сектора 4 при угловых перемещениях колеса 11. Они расположены рядом с незначительным сдвигом так, чтобы один из фото- диодов засвечивался с некоторым опоз- данием по отношению к другому. При изменении направления углового перемещения колеса с опозданием засвечивается второй фотодиод. Этот временной сдвиг в засветке фотодиодов используется для опознавания направления колебательных движений оси колеса. При угловых перемещениях колеса влево относительно оси передней балки автомобиля поступающие с индикатора положения колеса импульсы записываются на первый канал магнитной ленты стереомагнитофона, а при перемещениях вправо - на второй канал записи (Фиг.З).Устройство работает следующим образом.Перед началом измерений швеллер 3 индикатора положения колеса закрепляется на оси передней балки 9, а круговой сектор 4 жестко соединяется с поворотной цапфой 10 и фиксируется так, чтобы в момент соосного положения с осью вращения колеса Фотоэлементы 5 - 7 засвечивались от средней прорези 12 сектора 4. Такое состояние, когда ось колеса находится в перпендикулярном положении продольной оси автомобиля, считается нейтральным, т.е. в этом положении угол схождения колеса ц= О.При движении автомобиля по испытательному полигону или вращении колес на стенде с беговыми барабанами угловые колебания колеса передаются на круговой сектор 4, который перемещается относительно неподвижно. (и Ж)- 2 2 п числоугловых положенийколеса, соответствующихуглу ,.= 1 Ьпорядковый номер прорезикругового сектбра по обестороны от средней прорегде и закрепленных на оси передней балки фотоэлементов 5 - 7 и источника 8 света.Пропорционально величине угловых перемещений оси колеса фотоэлементы 6 и 7 получают засветку от соответствующего числа прорезей сектора 4, и в зависимости от направления угла поворота оси колеса информация, выраженная в количестве импульсов, электронной схемой устройства (фиг.З) записывается в первый или второй канал запоминающего узла 27.Электрическая схема регистрируемо. щего устройства (фиг.3) после подачи сигнала "Сброс-Пуск" включает лентопротяжный механизм запоминающего узла 27 и переводит триггер 20 запуска в положение, при котором логические элементы 21 и 22 схемы сравнения не пропускают сигналы от фотоэлементов 6 и 7 до тех пор, пока не поступит сигнал-импульс от фотоэлемента 5 при его засветке через среднюю прорезь кругового сектора.При поступлении первого импульса от фотодиода сигнал усиливается и с коллектора блока 14 подается на формирователь 17 для Формирования прямоугольного импульса, который опрокидывает триггер 20 запуска. Триггер . 20 открывает логические элементы 21 и 22 схемы сравнения, которые начинают пропускать импульсы, поступающие от фотодиодов при угловых перемещениях колеса автомобиля. Далее эти импульсы дифференцируются СК-цепями с . созданием смещения на входах логических элементов 23 и 24 инверторов, незначительно превышающие нижнюю границу уровня логической "1". С помощью этого смещения осуществляется выделение импульсов, полученных от дифференцирования отрицательных перепадов напряжения. Поступая затем вместе с выходными импульсами логических элементов 21 и 22 схем совпадения на входы логических элементов,25 и 26, эти импульсы создают на выходе одного из них в зависимости от направления 5угловых перемещений колеса последовательность отрицательчых импульсов, поступающи на запись в определенный канал запоминающего узла 27 в едином масштабе времени. После завершения 10 испытаний запоминающее устройство отключается.Временная диаграмма состояний элементов при работе устройства формирования импульсов записи параметров 15 угловых колебаний колеса представлена на фиг.4.Таким образом, на магнитной ленте1записывается последовательность пакетов" ипи одиночных импульсов-меток, 20 расположенная на двух дорожках (каналах), характеризующая численные значения и направление угловых перемещений колеса относительно продольнойоси автомобиля в зависимости от вре мени, так как скорость движения маг"нитной ленты постоянна. При этом начало записи первого импульса углового перемещения колеса синхронизировано с моментом его соосного положе ния с осью передней балки, т.е. когда схождение колеса равно нулю(/= 0). Вариант дешифровки магнитной записи зависимости углового перемеще"ния колесаот времени 2 показанна фиг.5, по которому можно определить все интересующие параметры угловых колебаний колеса. Например,максимальная амплитуда угловых коле баний колеса влево А .с = 5 д =50ивправо А, = 2 Л= 20, где д=I10 - угол между двумя смежными прорезями выбирается в зависимости отс 4 б целей испытаний от 5 до 1 - 2Усредненный угол положения осиколеса относительно продольной осиавтомобиля зи, при которой У, = 0 сразными знаками: Л =10 - угловой интервал между- прорезями кругового сектора;7 п; - суммарное число импульсов-.422066 меток в запоминающем устройстве.Таким образом, определение угловых :колебаний колеса автомобиля путем непрерывного контроля изменения его угловых перемещений относительно продольной оси автомобиля в зависимости от времени .позволяет повысить точность измерений. ф о р м у л а изобретения Устройство для определения угловых колебаний колеса автомобиля, со. держащее регистрирующий блок, связанный с индикатором положения колеса, выполненным в виде фотоэлементов и направленного источника света, зак: репленного на балке передней оси автомобиля, о т л и ч а ю щ е е с яЫтем, что, с целью повышения точности измерения, оно. снабжено закрепленным на оси поворота колеса, непрозрачным круговым сектором, на котором выполнены чередующиеся через равные угловые интервалы относительно оси поворота колеса радиальные прорези, средняя из которых выполнена большей ширины и длины с возможностью одновременного засвечивания трех фотоэлементов, один из которых отстоит от двух других на величину, равную длине 6средней прорези, а два других расположены рядом со смещенным друготносительно друга и по радиусу на Бвеличину ширины средней прорези фоУтоэлементы и источник света расположены по разные стороны от круговогосектора, а регистрирующий блок выполнен в виде трех формирователейимпульсов, триггера запуска логических элементов сравнения .и инверторови запоминающего узла,при этом выходыкаждого фотоэлемента соединены с соответствующими формирователями им.пульсов, выход первого из которыхсоединен с одним из входом триггеразапуска, выходы второго и третьегоформирователей импульсов соединеныс одними входами первого и второгоэлементов сравнения, вторые входыкоторых соединены, с выходом триггеразапуска, выход первого элемента сравнения соединен с входами первогоинвертора и первым входом третьегоэлемента сравнения, выход второгоэлемента сравнения соединен .с входами второго инвертора и с первым входом четвертого элемента сравнения,выходы инверторов соединены с соответствующими вторыми входами третьего и четвертого элементов сравнения,выходы которых соединены с входамидвухканального запоминающего узла.1422066 йнрсриацию бмписи на иаенианой-Ю -Л 7 ставитель В.Ионо ехред И,Верес Корректор С.Нек едактор И.Бу каз 4417/40 Тираж 847 Государственного елам изобретений сква, Ж, Раушс Подписное митета СССР