СПОСОБ БАЛАНСИРОВКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ КОЛЕС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК G01M1/02 G01M1/30 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в мастерских автосервиса для комплексного определения дисбаланса колес автомобилей.

Известно "Устройство для балансировки автомобильных колес" по описанию изобретения к а.с. СССР N 721685, кл. G 01 M 1/02, опубликовано в БИ N 10, 15.03.80 г.

В этом устройстве с целью повышения точности балансировки несущий вал выполнен полым со сквозным шлицевым пазом, на внутренней поверхности втулки выполнен винтовой паз, механизм углового перемещения размещен внутри несущего вала и включает поводок, входящий в шлицевой и винтовой пазы, резьбовой шток, установленную на нем и подпружиненную головку, взаимодействующую через поводок с механизмом радиального перемещения груза.

Однако это устройство не позволяет произвести комплексную балансировку колеса в условиях, близких к фактическим условиям, во взаимодействии колеса с дорогой, когда возникают некоторые упругие деформации покрышки колеса, вызванные неоднородностью тела покрышки в различных сечениях (например, разностенностью беговой части покрышки, а также неоднородностью тела покрышки), при поворотах, влиянии давления в пневматической шине при движении и т. п., то-есть в естественных условиях взаимодействия колеса с дорогой при движении автомобиля.

Традиционные способы и устройства для балансировки автомобильных колес фиксируют дисбаланс лишь на колесе, но не во взаимодействии колеса с дорожным полотном при движении транспортного средства. Например, при балансировке колес отечественного производства примерно в 20-30 процентах случаев возникают рекламации потребителей (заказчиков), несмотря на то, что при балансировке дисбаланс был скомпенсирован. Но неоднородность в теле покрышки не была и не могла быть учтена при традиционном способе балансировки.

Целью предлагаемого изобретения "Способ балансировки автомобильных колес и устройство для его осуществления" является:
1. комплексная минимизация дисбаланса покрышки в условиях, наиболее приближенных к реальным при взаимодействии колеса с дорогой;
2. определение остаточного реального дисбаланса колеса в условиях, наиболее приближенных к реальным при взаимодействии колеса с дорогой и его (остаточного дисбаланса) интерпретация в удобной форме для оператора балансировочного устройства;
3. определение других показателей качества колес, например сопротивление уводу, тормозной момент и т.п.;
4. возможность выбраковки явно некачественных и непригодных колес.

Указанная цель достигается следующим образом.

Балансировку автомобильных колес производят с использованием прижимного барабана (имитатора дорожного полотна), прижимаемого к беговой поверхности колеса с заданным усилием и заданным углом поворота оси вращения прижимного барабана относительно оси вращения колеса (имитация поворота), при этом замеряют комплексные составляющие сил, действующих на прижимной барабан, и усилия реакций в двух опорах вала, на котором установлено балансируемое колесо.

А устройство, посредством которого осуществляют предлагаемый способ, содержит установленный на двух опорах и приводимый во вращение электроприводом вал, на который установлено балансируемое колесо, а также установленный шарнирно на расположенной в горизонтальной плоскости параллельно оси вращения колеса прижимной барабан на оси, которая укреплена на вилке вильчатого вала. Вильчатый вал в свою очередь укреплен в механизме поворота вильчатого вала вокруг оси вала на определенный угол, а механизм поворота скреплен одновременно с корпусом и штоком привода продольных перемещений прижимного барабана. И наконец, привод продольных перемещений прижимного барабана укреплен на кронштейне, неподвижно укрепленном на корпусе устройства.

На вильчатом валу установлен блок тензометрических датчиков, которые замеряют комплексные составляющие сил, действующих на балансируемое колесо в результате приложения заданного усилия прижимным барабаном. Тензометрические датчики соединены с вычислительным устройством.

Предлагаемые способ и устройство для балансировки автомобильных колес обеспечивают минимизацию отклонений дисбаланса в различных временных сечениях (при постоянной скорости вращения колеса) в условиях, наиболее приближенных к реальным при взаимодействии колеса с дорогой.

Близким аналогом предлагаемому изобретению "Способ балансировки автомобильных колес и устройство для его осуществления" можно принять "Устройство для балансировки автомобильных колес" по а. с. СССР N 721685.

Перечень фигур.

На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку и вид сверху.

Предлагаемое устройство для балансировки автомобильных колес, на котором осуществляют предлагаемый способ балансировки, состоит из следующих агрегатов, узлов и деталей.

В корпусе 1 устройства на двух опорах установлен вал 2, приводимый во вращение от электропривода, установленного в корпусе 1.

На вал 2 посредством крепежного приспособления 3 неподвижно установлено балансируемое колесо 4. На корпусе 1 неподвижно укреплен кронштейн 5, на котором укреплен привод 6 продольных перемещений прижимного барабана 7, а на корпусе привода 6 неподвижно укреплен механизм 8 поворота вильчатого вала 9.

В механизм поворота 8 неподвижно установлен вильчатый вал 9, на котором укреплен блок тензометрических датчиков 10. В два отверстия в двух проушинах вильчатого вала 9 неподвижно укреплена ось 11, на которой на подшипниках установлен прижимной барабан 7. На корпусе 1 установлено вычислительное устройство 12.

В предлагаемом устройстве для балансировки колес имеется блок тензометрических датчиков, замеряющих комплексные составляющие сил действующих на прижимной барабан и соответственно на вильчатый вал в результате приложения прижимного усилия P на балансируемое колесо 4.

Имеется также блок датчиков, замеряющих реакции опор вала 2, на котором установлено балансируемое колесо 4.

Имеются также система слежения за угловым перемещением колеса, блоки, измеряющие геометрию системы, вычислительное устройство 12, привод вращения колеса и привод 6 приложения усилия P на балансируемое колесо.

И все предлагаемое устройство работает комплексно в условиях наиболее приближенных к реальным при взаимодействии колеса с дорогой.

Предлагаемый способ балансировки автомобильных колес на заявленном устройстве осуществляют следующим образом.

В крепежное приспособление 3 укрепляют балансируемое колесо 4. В это время прижимной барабан 7 находится в крайнем правом положении и не препятствует установке колеса 4 в крепежное приспособление 3.

Затем включают привод вращения вала 2 с укрепленным на нем колесом 4 и доводят скорость вращения до заданной. После этого включают в работу привод 6 продольных перемещений прижимного барабана 7 и прижимают к беговой поверхности балансируемого колеса 4 прижимной барабан 7 с заданным усилием P.

Измерение значений векторов производят в i-тые моменты времени.

Производят фильтрацию входного сигнала векторных величин. На основании полученных результатов производят расчет масс и углов установки грузиков. Оператор-балансировщик производит установку грузиков в местах, указанных вычислительным устройством 12.

Далее повторяют цикл балансировки с этим же колесом и производят добалансировку этого же колеса до заданной точности. При невозможности достичь заданной точности балансировки производят отбраковку данного колеса, что невозможно сделать при традиционных способах балансировки.

Для определения других параметров балансируемого колеса, например сопротивление уводу, производят поворот оси вращения прижимного барабана ("y") относительно оси вращения балансируемого колеса ("y") на заданный угол вокруг оси ("x") вильчатого вала и измеряют комплексные составляющие производят цифровую фильтрацию и обработку сигнала и вывод информации на экран дисплея в удобном для оператора виде.

Предлагаемые способ и устройство балансировки автомобильных колес позволяют минимизировать отклонения векторов от заданных векторов в различных временных сечениях при постоянной скорости вращения, где - это векторы средних значений, полученных путем усреднения значений P₁ и P₂ соответственно или вычисленные значения в зависимости от типа балансируемых колес.

Предлагаемые устройство и способ позволяют осуществлять не только балансировку колес, но и определять другие не менее важные параметры автомобильных колес, как уже упоминалось выше, сопротивление уводу колеса, а также тормозной момент, выбраковку непригодных по дисбалансу колес, то есть устройство это универсальное.

Изобретение относится к испытательной балансировочной технике и может быть использовано в мастерских автосервиса для комплексного определения дисбаланса колес автомобилей. Способ балансировки этих колес заключается в компенсации дисбаланса. Балансировку производят с помощью прижимного барабана (имитатора дорожного полотна). Барабан прижимают к беговой поверхности колеса с заданным усилием и определенным углом поворота оси вращения барабана относительно оси вращения колеса. При этом замеряют составляющие сил, действующих на барабан, и усилий реакций в двух опорах вала, на котором устанавливают балансируемое колесо. Устройство для балансировки имеет приводной вал для установки на нем балансируемого колеса, датчики, управляющее и вычислительное устройства. Устройство для балансировки имеет прижимаемый к беговой поверхности колеса прижимной барабан. Барабан установлен шарнирно на горизонтальной оси, параллельной оси вращения колеса. Горизонтальная ось барабана укреплена на вилке вильчатого вала. Вильчатый вал укреплен в механизме поворота этого вала вокруг оси вала на определенный угол. Механизм поворота скреплен с корпусом и со штоком привода продольных перемещений барабана. Привод продольных перемещений барабана укреплен на кронштейне. Кронштейн неподвижно зафиксирован на корпусе устройства. С вычислительным устройством соединен блок тензометрических датчиков, укрепленный на вильчатом валу. Технический результат реализации группы изобретений заключается в повышении эксплуатационных качеств устройства для балансировки автомобильных колес. 2 c.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ балансировки автомобильных колес, заключающийся в компенсации дисбаланса, отличающийся тем, что балансировку производят с использованием прижимного барабана (имитатора дорожного полотна), прижимаемого к беговой поверхности колеса с заданным усилием и определенным углом поворота оси вращения прижимного барабана относительно оси вращения колеса, при этом замеряют комплексные составляющие сил, действующих на прижимной барабан и усилий реакцией в двух опорах вала, на котором установлено балансируемое колесо. 2. Устройство для балансировки автомобильных колес, содержащее приводной вал для установки на нем балансируемого колеса, датчики, управляющее и вычислительное устройства, отличающееся тем, что содержит прижимаемый к беговой поверхности колеса прижимной барабан, установленный шарнирно на горизонтально расположенной параллельно оси вращения колеса оси, укрепленной на вилке вильчатого вала, который, в свою очередь, укреплен в механизме поворота вильчатого вала вокруг оси вала на определенный угол, механизм поворота скреплен одновременно с корпусом и штоком привода продольных перемещений прижимного барабана, а привод продольных перемещений прижимного барабана укреплен на кронштейне, неподвижно укрепленном на корпусе устройства, при этом укрепленный на вильчатом валу блок тензометрических датчиков соединен с вычислительным устройством.