Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для диагностики транспортного средства

Изобретение относится преимущественно к области технической эксплуатации транспортных средств и может быть использовано, в частности, для диагностики и испытания трансмиссии, подвески, рулевого управления и кузова автомобилей, строительно-дорожных машин, колесных тракторов на предприятиях, связанных с разработкой, сервисом и ремонтом перечисленной техники.

Известен стенд для силовых испытаний колесного транспортного средства, в котором в качестве нагрузочного устройства используется шина для создания нагрузки на трансмиссию и подвеску транспортного средства, подвергающегося испытанию, ось которой установлена с эксцентриситетом по отношению к оси барабана на который опирается колесо транспортного средства. [RU 2335753 С1, Стенд для силовых испытаний колесного транспортного средства. G01M 17/007 (2006.01) G01M 15/00 (2006.01), Бюл. №28 от 10.10.2008 г.]

Однако конструкция данного стенда сложна и может быть использована только при стационарной установке на специализированном участке, требует надежной фиксации транспортного средства дополнительными конструктивными элементами - стяжками.

Известен стенд для динамических испытаний силовых установок транспортного средства, где вместо штатного колеса на ступице устанавливается фланец, с помощью которого можно снимать крутящий момент, приходящийся на данную ступицу колеса с целью последующего его изменения и измерения. [RU 2330257 С1, Стенд для динамических испытаний силовых установок транспортного средства. МПК G01M 17/007 (2006.01) Бюл. №21, от 27.07.2008]

Однако конструкция данного стенда сложна и может быть использована только при стационарной установке на специализированном участке, не может быть использована для создания возмущающих воздействий необходимых при диагностике подвески и рулевого управления. Требует отдельных опор, значительно искажающих нагрузку на подвеску автотранспортного средства по сравнению с опорой на штатное колесо.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство в виде стенда для динамических испытаний силовых установок транспортных средств. В качестве нагрузочного устройства для создания нагрузки на двигатель, трансмиссию используется дисковый тормоз смонтированный на раме на который крутящий момент передается через адаптер связанный со ступицей колеса автомобиля, а рама передающая усилие на опорную поверхность установлена на колесах обеспечивающих мобильность устройства и его автономность. [RU 97195 U1. Стенд для динамических испытаний силовых установок транспортных средств. МПК G01M 17/00 от 28.08.2010. Бюл. №24]

Однако конструкция данного стенда сложна, не обладает достаточными технологическими возможностями. Она не может быть использована для создания вертикальных и горизонтальных возмущающих воздействий необходимых для проверки подвески, рулевого управления и элементов кузова транспортного средства, не обеспечивает возможность свободного, легкого поворота ступиц управляемых колес в процессе диагностирования и при вращении трансмиссии с усилиями соизмеримыми с усилиями при штатной эксплуатации.

В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача упрощения конструкции устройства для диагностирования и расширения его технологических возможностей при диагностике или испытании трансмиссии, подвески, рулевого управления и сопряжений кузова колесного транспортного средства, с обеспечением при этом, возможности поворота управляемых колес во время работы устройства и создания возмущающих разнонаправленных воздействий.

Для решения поставленной задачи в устройстве диагностики транспортного средства, содержащем фланец, имеющий отверстия для крепления на колесной ступице транспортного средства, центры которых расположены по окружности, установленный с возможность вращения с помощью подшипников на раме, на которой закреплен элемент качения, обеспечивающий опору на поверхность, согласно изобретению, элемент качения, обеспечивающий опору на поверхность установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, при этом, рама и элемент качения, обеспечивающий опору на поверхность, выполнены в виде колеса снабженного упругим элементом в виде шины или элемент качения, обеспечивающий опору на поверхность, выполнен по крайне мере в виде двух роликов установленных на раме с возможность поворота их в горизонтальной плоскости, при этом элемент качения, обеспечивающий опору на поверхность, закреплен на раме посредством плоской пружины, а для создания вибрационных воздействий на системы автомобиля, окружность, на которой расположены центры отверстий на фланце, своим центром смещена (установлена с эксцентриситетом) относительно оси вращения подшипника обеспечивающего возможность вращения фланца относительно рамы, при этом одно из отверстий на фланце, обеспечивающее крепление на колесной ступице, выполнено круглым, а остальные отверстия имеют дугообразную форму с центром дуг, совпадающим с центром круглого отверстия.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1 (а, б) показано устройство, выполненное в виде колеса содержащем шину и его вид с разрезом вдоль оси вращения.

На фиг. 2 показан вариант устройства, имеющего дополнительные отверстия на фланце расположенные по окружности, центр которой смещен относительно оси подшипников устройства.

На фиг. 3 (а, б) - вариант устройства, у которого элементы, обеспечивающие опору на поверхность выполнены в виде рамы на которой закреплен упругий элемент в виде плоской пружины с закрепленными на ее концах роликами имеющими возможностью поворота в горизонтальной плоскости. На фланце одно из отверстий, обеспечивающее крепление на колесной ступице, выполнено круглым, а остальные отверстия имеют дугообразную форму с центром дуг совпадающим с центром круглого отверстия.

Устройство состоит из фланца 1, имеющего отверстия 2, для крепления на колесной ступице транспортного средства. Фланец сопряжен с элементами 3, обеспечивающими опору на поверхность, посредством, по крайней мере, одного подшипника 4, обеспечивающего вращение фланца 1 относительно элементов 3 или двух подшипников 4, как показано на фиг. 3 (б). Фланец может быть выполнен с отверстиями 2, расположенными по окружности с центром, совпадающим с осью подшипника 4, как показано, например, на фиг. 1 или иметь отверстия, расположенные по окружности с центром имеющим эксцентриситет С относительно оси вращения подшипника 4, как показано на фиг. 2. Для быстрого перехода с режимов работы с эксцентриситетом или без него, фланец может также иметь одно отверстие круглое 7, а остальные эллиптические 6 как показано на фиг. 3а.

Элементы 3, обеспечивающими опору на поверхность, могут быть выполнены в виде колеса с шиной 8, как показано на фиг. 1 (а, б), или жесткой рамы, как показано на фиг. 3 (а, б). На элементе 3, выполняющего функцию рамы и обеспечивающим опору на поверхность, может быть закреплен упругий элемент 9 в виде плоской пружины, обеспечивающей изменение расстояния от оси вращения подшипников до опорной поверхности под действием изменяющейся нагрузки и содержать ролики 10 установленные с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, как показано на фиг. 3а, б.

Диагностику или испытание транспортного средства на примере автомобиля с симметричным межколесным дифференциалом предлагается проводить в следующей последовательности. Автомобиль устанавливается на площадку (опорную поверхность) или осмотровую канаву и фиксируется стояночным тормозом или упорами. С автомобиля снимается, по крайней мере, одно штатное колесо на приводной оси и устанавливается вместо него предлагаемое устройство посредством отверстий 2 и гаек (на рисунках не показаны). После запускается двигатель и приводится во вращение трансмиссия. Ступица колеса вместе с фланцем 1 устройства начинает вращаться при этом автомобиль остается неподвижным, так как элементы, обеспечивающие опору на поверхность 3 связаны с фланцем через подшипник(и) и крутящий момент на элементы, обеспечивающие опору на поверхность практически не передается. Если отверстия 2 для крепления фланца 1 на ступице колеса расположены по окружности, центр которой совпадает с осью вращения подшипника(ов) 4, то колесная ступица транспортного средства и устройства соосны и наблюдается гладкое вращение без вибрации и могут диагностироваться (в частности органолептически) все элементы трансмиссии транспортного средства (подшипники ступицы колес, шарниры равных угловых скоростей, карданные передачи и т.д.). При этом ступицы управляемых колес могут поворачиваться рулевым управлением, что расширяет возможности диагностирования, а для кратковременного нагружения трансмиссии крутящим моментом может быть использована штатная тормозная система транспортного средства

Если устройство установлено таким образом, что ось вращения подшипников 4 смещена на величину эксцентриситетом С относительно оси вращения ступицы колеса транспортного средства, например, за счет смещения центра окружности на которой расположены отверстия для крепления на ступице колеса относительно оси подшипников устройства, как показано на фиг. 2 и фиг. 3а, то при вращении фланца 1 возникнут колебания. Эти колебания позволят создать возмущающие воздействия на системы автомобиля, что даст возможность проводить диагностику (в частности, органолептически) подвески, рулевого управления, элементов кузова на наличие люфтов, шумов и вибраций характеризующих неисправности. Это, так же, позволит проводить имитацию воздействия дорожных условий на вышеперечисленные системы с целью оценки их надежности.

Вышеуказанные процедуры по диагностике систем транспортного средства, могут так же выполнятся при замене предложенным устройством всех колес на приводных осях.

Изобретение относится к области диагностики и испытания колесных транспортных средств, может быть использовано на заводах производителях автомобилей, колесных тракторов, дорожно-строительных машин, а также в сфере сервиса и ремонта перечисленной техники. С использованием предлагаемого устройства можно без значительных затрат на стационарное диагностическое оборудование эффективно производить диагностику механических систем автомобиля, работоспособность которых зависит от возмущающего воздействия на них дорожных условий. Устройство позволяет поводить испытания на прочность, долговечность различных узлов в стационарных условиях взамен эксплуатационных и сокращать издержки по выявлению неисправностей и доводке новой техники.