СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ МОСТОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК G01M17/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при диагностировании технического состояния несущей системы транспортных средств.

Известно изобретение (см. патент США 3181248, КЛ 33-203, 18, 1975) определения взаимного положения мостов транспортного средства, заключающийся в том, что измеряют расстояние между базовыми элементами, расположенными на обоих мостах по обе стороны от продольной оси транспортного средства. Достоинством метода является доступность измерений и несложные вычисления. Но при этом способе не определяется боковое смещение мостов, не выявляются дефекты при одинаковых направлениях угловых смещений мостов, не определяются смещения отдельного тоста транспортного средства.

Известно изобретение (см авторское свидетельство 1427205, МПК G 01 M 17/06), в котором устраняется этот недостаток дополнительным измерением расстояний между базовыми элементами мостов транспортного средства. Определяется угловое смещение каждого моста и боковое смещение мостов относительно друг друга, что расширяет функциональные возможности способа. Получают более полную информацию о смешениях мостов за счет дополнительных измерений расстояний между диагонально расположенными базовыми элементами и относительного усложнения вычислений. Однако при этом способе нет информации о боковом смещении каждого из мостов относительно продольной оси транспортного средства, не определяется продольное смещение мостов. Имеют место значительные погрешности измерений из-за неизбежного провиса ленты рулетки на базе транспортного средства.

В основу изобретения положена задача определения параметров положения отдельно для каждого моста транспортного средства, что расширяет функциональные возможности способа.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения смещений мостов транспортного средства, включающем измерение расстояния между базовыми элементами одного из мостов, расположенными по обе стороны от продольной оси транспортного средства, согласно изобретению выбирают базовые элементы, расположенные симметрично относительно продольной оси транспортного средства на днище кузова или раме транспортного средства или тележке (направляющих) осмотрового поста (при параллельности оси транспортного средства и оси осмотрового поста) на любых заданных расстояниях относительно линии необходимого положения моста и измеряют расстояние между упомянутыми базовыми элементами и между этими же базовыми элементами и базовыми элементами, расположенными по обе стороны от продольной оси транспортного средства (продольной оси осмотрового поста) одного из мостов и по результатам измерений вычисляют продольное, боковое и угловое смещения отдельно для каждого моста транспортного средства и относительное смещение мостов транспортного средства по установленным математическим зависимостям:
продольное смещение i-х (левой и правой) частей моста по базовым элементам моста:

где
l_i -расстояние от базового элемента моста до базового элемента днища кузова (рамы) транспортного средства или тележки (направляющих) осмотрового поста;
h_i - высота треугольника со сторонами, образованными отрезками-расстояниями между базовым элементом моста и базовыми элементами днища кузова (рамы) транспортного средства или тележки (направляющих) осмотрового поста;
R - расстояния от линий, проведенных через i- базовые элементы, и линией необходимого положения моста, расположенных на днище кузова (раме) транспортного средства или тележке (направляющих) осмотрового поста;
угловое смещение j-го моста:
где

δ_л, δ_пр - -продольное смещение соответственно левой и правой частей j-го моста по базовым элементам моста;
a- расстояние между i-ми базовыми элементами j-го моста;
продольное смещение частей моста на ширине колеи:

где
b-ширина колеи j-моста;
продольное смещение центра моста:

где
l_кл, l_кпр - продольное смещение соответственно левой и правой частей j-го моста на ширине колеи моста;
боковое смещение центра моста:

где
h₂ - высота треугольника, образованного отрезками-расстояниями между базовым элементом, расположенном на мосту, и базовыми элементами на днище кузова (раме) транспортного средства или тележке (направляющих) осмотрового поста, расположенных справа (по ходу движения) от продольной оси транспортного средства (продольной оси осмотрового поста);
h₃ -высота треугольника, образованного отрезками-высотами треугольников, образованных отрезками-расстояниями между базовыми элементами моста и базовыми элементами днища кузова или рамы транспортного средства или тележки (направляющих) осмотрового поста для обеих сторон относительно продольной оси транспортного средства (продольной оси осмотрового поста) и отрезком-расстоянием между базовыми элементами моста, спроецированном на линию необходимого положения моста за вычетом расстояния между базовыми элементами на днище кузова или раме транспортного средства или тележке (направляющих) осмотрового поста в плоскости, перпендикулярной продольной оси транспортного средства;
D - разность между отрезком-расстоянием между i-ми базовыми элементами j-го моста, спроецированном на линию, перпендикулярную продольной оси транспортного средства, и отрезком-расстоянием между i-ми базовыми элементами днища кузова или рамы транспортного средства или тележки (направляющих) осмотрового поста;
боковое смещение центра моста с учетом крена днища кузова (рамы) транспортного средства:

где

где
h'₁, h'₂ -расстояния между i-ми базовыми элементами моста и плоскостью расположения базовых элементов на днище кузова (раме) транспортного средства;
c - расстояние между i-ми базовыми элементами на днище кузова (раме) транспортного средства;
боковое относительное смещение j-х мостов:
δ_{бокотн(j,j-n)} = δ_бокцмj- δ_{бокцм(j-n)},
где
δ_бокцмj - боковое смещение центра j-го моста относительно продольной оси транспортного средства;
δ_{бокцм(j-n)} - боковое смещение центра впереди (относительно j-го) расположенного (j-n)-го моста относительно продольной оси транспортного средства (j>n>1).

преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет определить угловое, продольное и боковое смещения каждого из мостов, относительное смещение мостов транспортного средства, что расширяет функциональные возможности способа. Способ позволяет определить параметры положения одного и более мостов транспортного средства.

На фиг.1,2 изображена схема измерения расстояний между базовыми элементами транспортного средства; на фиг.3 - схема измерения расстояний между мостом и днищем кузова или рамой транспортного средства; на фиг.4 - схема измерения расстояний между базовыми элементами моста и базовыми элементами, расположенными на канавной тележке (направляющих) осмотрового поста. Схема измерений фиг. 4 аналогична схеме, изображенной на фиг.1. Расчеты параметров положения мостов по схемам фиг.1 и фиг.4 аналогичны.

На переднем 1 и заднем 2 (фиг.1) мостах транспортного средства выбирают базовые элементы A₁, B₁, (A₂, B₂), расположенные симметрично относительно центра каждого из мостов, а на днище кузова или раме 3 (фиг.1) транспортного средства или тележке 4 (5) (направляющих 6) осмотрового поста (фиг.4) выбирают базовые элементы D₁, E₁; C₁ и E₁(D₂, C₂ и F₂), расположенные на линиях, перпендикулярных продольной оси MN транспортного средства на заданных любых расстояниях от линии проекции требуемого положения моста (при определении всех выше упомянутых параметров положения моста) или на заданных любых расстояниях от произвольно расположенной линии, перпендикулярной продольной оси транспортного средства (при определении лишь углового и бокового смещений моста), по обе стороны каждого из мостов и симметрично (обязательно лишь при определении бокового смещения) относительно продольной оси MN транспортного средства.

Схема измерений, представленная на фиг. 4, приемлема в случае параллельности продольной оси MN транспортного средства и продольной оси M₁N₁ осмотрового поста. При этом базовые элементы C₁, D₁, E₁, F₁ выбираются на канавной тележке 4(5) или направляющих 6 осмотрового поста; точки линии K₁P₁ линии необходимого положения моста) - на направляющих 6 осмотрового поста. Базовые элементы A₁ и B₁ располагаются на мосту транспортного средства симметрично относительно центра моста.

Измеряют расстояние A₁E₁ и A₁D₁ (A₂E₂ и A₂D₂) между базовым элементом A₁(A₂), расположенном на левой стороне переднего (заднего) моста, и базовыми элементами E₁ и D₁ (E₂ и D₂), расположенными на днище кузова или раме 3 (фиг. 1) или тележке (направляющих) осмотрового поста (фиг.4) по обе стороны от моста транспортного средства.

Измеряют расстояние B₁F₁ и B₁C₁ (B₂F₂ и B₂C₂) между базовым элементом B₁(B₂), расположенном на правой стороне переднего (заднего) моста, и базовыми элементами F₁ и C₁(F₂ и C₂), расположенными на днище кузова или раме (тележке или направляющих осмотрового поста) по обе стороны от моста транспортного средства.

Измеряют расстояние D₁E₁(D₂E₂) между базовыми элементами D₁ и E₁ (D₂ и E₂), расположенными на днище кузова или раме (тележке или направляющих осмотрового поста) по обе стороны от рассматриваемого моста транспортного средства.

Принимают во внимание расстояние C₁F₁ (C₂F₂) между базовыми элементами C₁ и F₁ (C₂ и F₂) : C₁F₁ = D₁E₁(C₂F₂ = D₂E₂).

Измеряют расстояние D₁P₁(D₂P₂) между базовыми элементами D₁ и P₁ (D₂ и P₂), расположенными на днище кузова или раме (тележке или направляющих осмотрового поста) на левой стороне от продольной оси транспортного средства.

Принимают во внимание расстояние F₁K₁ (F₂K₂) между базовыми элементами F₁ и K₁ (F₂ и K₂) : F₁K₁ = C₁F₁ - D₁P₁, т.к. D₁P₁ = C₁K₁(D₂P₂ = C₂K₂). Измеряют расстояние c - отрезок E₁F₁(E₂F₂) между базовыми элементами E₁ и F₁ (E₂ и F₂), расположенными на днище кузова или раме (тележке или направляющих осмотрового поста) по одну сторону от рассматриваемого моста транспортного средства. Расстояние E₁F₁ выбирают в пределах: 0 < E₁F₁ < Q, где Q - ширина кузова (рамы) транспортного средства или ширина канавной тележки (осмотрового поста). При этом базовые элементы E₁ и F₁ (D₁ и C₁) должны находиться или внутри или вне пространства, образованного вертикальными плоскостями, параллельными продольной оси транспортного средства, проведенными через базовые элементы A₁ и B₁ моста транспортного средства. Плоскости треугольников A₁D₁E₁ и B₁F₁C₁ не должны быть перпендикулярны плоскости расположения тележек осмотрового поста или днищу кузова (раме) при отсутствии крена кузова (рамы) транспортного средства.

Принимают во внимание расстояние D₁C₁ (D₂C₂) между базовыми элементами D₁ и C₁(D₂ и C₂) : D₁C₁ = E₁F₁(D₂C₂ = E₂F₂).

Измеряют расстояние a - отрезок A₁B₁(A₂B₂) между базовыми элементами A₁ и B₁ (A₂ и B₂), расположенными симметрично относительно центра моста транспортного средства.

Измеряют расстояние b - отрезок G₁Q₁, как ширину колеи моста.

Расстояние D₁P₁ принимают равным расстоянию от базового элемента D₁, расположенного на днище кузова или раме (тележке или направляющих осмотрового поста), до линии на днище кузова или раме (осмотровом посту) требуемого положения моста транспортного средства. При произвольном положении линии K₁P₁ (0 < D₁P₁ < D₁E₁) определяют лишь боковое и угловое смещения моста.

Далее по результатам измерений вычисляют, используя уравнения 1 - 16, параметры положения каждого моста: продольное, боковое и угловое смещения моста, относительное смещение мостов транспортного средства.

Продольное смещение моста по базовому элементу A₁ (A₂) левой части моста:
(1)
Продольное смещение моста по базовому элементу B₁ (B₂) правой части моста:
(2)
где


где
(5)
(6)
Угловое смещение моста:
(7)
Продольное смещение левой части моста на ширину колеи G₁Q₁ (b):
(8)
Продольное смещение правой части моста на ширину колеи G₁Q₁ (b):
(9)
Значения продольных смещений δ_{л =} , δ_пр по базовым элементам A₁ (A₂), B₁ (B₂) принимаются в зависимости от положения частей моста относительно требуемого положения его оси (линия K₁P₁). Положительные значения соответствуют: для δ_л - базовый элемент A₁ (A₂) находится впереди (по направлению линии MN) линии K₁P₁, для δ_пр - базовый элемент B₁ (B₂) находится позади линии K₁P₁.

В уравнениях (8, 9) плюс выбирается при следующих соотношениях размеров отрезков (фиг. 1):
A₁D₁ > A₁E₁, B₁C₁≥B₁F₁, A₁D₁ > B₁C₁
или
A₁D₁ > A₁E₁, B₁F₁ ≥B₁C₁
или
B₁F₁ > B₁C₁, A₁E₁ ≥A₁D₁, B₁F₁ > A₁E₁.

Продольное смещение центра моста:
(10)
Боковое смещение центра моста:
(11)
где
D = A₁B₁•cosα - E₁F₁, (12)
(13)
где
(14)
Знаки величины бокового смещения центра моста (δ_бокцм), продольных смещений левой и правой частей моста по ширине колеи G₁QW₁ (l_кл и l_кпр), продольного смещения центра моста (δ_продцм) и углового смещения моста (α) указывают направление смещений: положительный соответствует повороту моста по часовой стрелке, смещению моста вперед по ходу движения транспортного средства (для l_кл, l_кпр, δ_продцм) и боковому смещению моста вправо.

Ошибка определения бокового смещения моста транспортного средства, при кренах кузова (рамы), уменьшается при дополнительных измерениях расстояний (фиг. 2) между базовыми элементами моста и днищем кузова (плоскостью расположения на раме базовых элементов) транспортного средства: h'₂ - для базового элемента B₁ (B₂), h'₁ - для базового элемента A₁ (A₂).

Корректированное боковое смещение центра моста:
(15)
где
(16)
Боковое относительное смещение мостов:
δ_{бокотн(j,j-n)} = δ_бокцмj- δ_{бокцм(j-n)}, (17)
где
δ_бокцмj - боковое смещение центра j-го моста относительно оси транспортного средства;
δ_{бокцм(j-1)} - боковое смещение центра впереди (относительно j-го) расположенного (j-n)-го моста при (j > n > 1) относительно продольной оси транспортного средства.

Пример расчета параметров положения мостов.

MODAUTOMOB = 1 KOLAUTOMOB = 1
NAUTOMOB = 1
GQ= AB= DE= EF= DP=
2025.0 944.0 960.0 0.0 480.0
KOLMOST = 3
NMOST = 1
AD= AE= BF= BC=
795.0 794.0 654.0 655.0
E=1.000000 D=944.0000 P3=10111.0247 H3=255.0904
H1SH= H2SH=
633.0 444.9 SIGBOKCMSH= -107.45
P1=1274.50 P2=1134.50 H1=633.11 H2=4444.94
DELTA=0.08 SIGMAL=0.83 SIGMAPR=-0.68
ALFAR=0.00015 ALFAG=0.009 LLK=0.91 LPRK=0.60
SIGPRODCM=0.75 SIGBOKCM=-107.45
NMOST=2
AD= AE= BF= BC=
718.0 715.0 730.0 715.0
E=0.999897 D=943.9031 P3=1007.8958 H3=253.9556
H1SH= H2SH=
531.9 539.9 SIGBOKCMSH=4.54
P1=1196.50 P2=1202.50 H1=531.95 H2=539.94
DELTA=7.75 SIGMAL=2.24 SIGMAPR=11.29
ALFAR=0.01433 ALFAG=0.822 LLK=9.98 LPRK=-19.03
SIGPRODCM=-4.52 SIGBOKCM=4.54
MOST=3
AD= AE= BF= BC=
688.0 630.0 722.0 754.0
E=0.999870 D=943.8774 P3=977.4238 H3=173.8536
H1SH= H2SH=
450.7 560.2 SIGBOKCMSH=58.67
P1=1139.00 P2=1218.00 H1=450.71 H2=560.26
DELTA=8.71 SIGMAL=39.81 SIGMAPR=-24.60
ALFAR=0.01612 ALFAG=0.924 LLK=31.10 LPRK=33.31
SIGPRODCM=32.21 SIGBOKCM=58.67
Количество пар мостов для счета SIGBOKOTN : KPARM = 2
NPARM = 1 Номер заднего моста пары: NZM = 2
Номер переднего моста пары: NPM = 1
SIGBOKOTN = 111.98
NPARM = 2 Номер заднего моста пары: NZM = 3
Номер переднего моста пары: NPM = 2
SIGBOKOTN = 54.13
Настоящее изобретение может быть использовано для определения параметров положения одного и более мостов легковых, грузовых автомобилей, автобусов и других транспортных средств.

Принятые обозначения
MODAUTOMOB - номер модели транспортного средства
KOLAUTOMOB - количество транспортных средство
NAUTOMOB - номер транспортного средства
KOLMOST - количество мостов
NMOST - номер моста
GQ - длина моста
AB - расстояние между базовыми элементами моста
DE, EF, D2 - расстояния между элементами кузова, рамы или тележки осмотрового поста
AD, AE, BF, BC - измеряемые расстояния между базовыми элементами
NPARM - номер пары мостов
E - cosα - P2 - p₂
D = AB^*cosα-EF - H1 - h₁
P3 - p₃ - H2 - h₂
H3 - h₃ - DELTA=(GQ-AB)/2sin(ABS( α ))
H1SH - h₁ - SIGMAL - δ_л
H2SH - h₂ - SIGMAPR - δ_пр
SIGBOKCMSH- - ALFAR - α(радиан)
P1 - p₁ - ALFAG - α (градус)
LLK - l_кл
LPRK - l_кпр
SIGPRODCM - δ_прдцм
SIGBOKCM - δ_бокцм
SIGBOKOTN - δ_{бокотн(j,j-n)}

Способ определения смещений мостов транспортного средства заключается в том, что выбирают базовые элементы, расположенные симметрично каждому мосту по обе стороны от его центра, измеряют расстояние между базовыми элементами и определяют угловое смещение каждого моста относительно продольной оси транспортного средства и боковое смещение мостов относительно друг друга. Затем дополнительно выбирают базовые элементы на днище кузова или раме транспортного средства, симметрично расположенные по обе стороны продольной оси кузова или рамы транспортного средства, на любых заданных расстояниях по обе стороны от линии необходимого положения моста и на этой линии измеряют расстояние между дополнительными базовыми элементами каждого моста и расстояние между дополнительными и основными базовыми элементами, расположенными по обе стороны от центра каждого моста и дополнительно определяют продольное и боковое смещение каждого моста. Это позволяет расширить функциональные возможности способа за счет увеличения определяемых параметров при диагностировании технического состояния несущей системы транспортного средства. 4 ил.

Способ определения смещений мостов транспортного средства, заключающийся в том, что выбирают базовые элементы, расположенные симметрично на каждом мосту по обе стороны от его центра, измеряют расстояние между базовыми элементами и определяют угловое смещение каждого моста относительно продольной оси транспортного средства и боковое смещение мостов относительно друг друга, отличающийся тем, что выбирают дополнительные базовые элементы на днище кузова или раме транспортного средства, симметрично расположенные по обе стороны от продольной оси кузова или рамы транспортного средства на любых заданных расстояниях по обе стороны от линии необходимого положения каждого моста, и на этой линии измеряют расстояния между дополнительными базовыми элементами каждого моста и расстояния между дополнительными и основными базовыми элементами, расположенными по обе стороны от центра каждого моста, и дополнительно определяют продольное и боковое смещения каждого моста.