СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ УСТАНОВКИ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2024 года по МПК G01M1/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для контроля углов установки колес автомобиля.

Прототипом является способ измерения углов установки колес автомобиля, включающий измерение углов схождения и развала колес посредством лучей, отраженных от зеркальных насадок, установленных на контролируемых колесах перпендикулярно осям их вращения, и регистрацию углового положение зеркальных насадок по ориентации отраженных световых лучей, при этом перед измерением световые лучи направляют перпендикулярно плоскости соответствующих зеркальных насадок [Па. РФ 2033602, МПК G01M 17/06, 1995].

Недостатками прототипа являются:

- сложность аппаратуры, реализующий способ;

- необходимость наличия горизонтальной площадки для автомобиля. Задачей изобретения является упрощение конструкции аппаратуры, реализующий способ, и улучшение эксплуатационных характеристик.

Задача решается тем, что в способе определения углов установки колес автомобиля, включающем измерение углов схождения и развала колес посредством лучей, отраженных от зеркальных насадок, установленных на контролируемых колесах перпендикулярно осям их вращения, лучи формируют в горизонтальной и двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, причем первую вертикальную плоскость ориентируют по точке пересечения оси вращения с зеркальной насадкой на одном и другом одноименных колесах, а горизонтальную плоскость ориентируют, по крайней мере по единой указанной точке, при этом определение углов производят по положению на второй вертикальной плоскости точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости по формулам

где α - угол схождения, град; с - наименьшее расстояние на второй вертикальной плоскости от точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости до линии пересечения вертикальных плоскостей, м; - расстояние от точки встречи линии пересечения вертикальных плоскостей с горизонтальной плоскостью до точки пересечения со второй вертикальной плоскостью луча, падающего на насадок колеса, м; γ - угол в горизонтальной плоскости между лучом, падающим на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой колеса и второй вертикальной плоскостью, град; β - угол развала, град; - расстояние на второй вертикальной плоскости от точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости до горизонтальной плоскости, м.

Выставление точки пересечения оси с зеркальной насадкой каждого колеса автомобиля на горизонтальную плоскость осуществляют путем изменения величины давления воздуха в них. Ориентирование первой вертикальной плоскости осуществляют путем формирующего эту плоскость луча, который направляют на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой одного колеса, совмещают его отражение с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса и заодно формируют им совместно с лучом указанную плоскость. Отражение луча с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса осуществляют с помощью выпуклого зеркала. Ориентирование первой вертикальной плоскости осуществляют и с помощью двух лучей, падающих соответственно со стороны одного и другого одноименных колес на точку пересечения оси вращения колеса с зеркальной насадкой колеса и формирующих первую вертикальную плоскость. Лучи формируют разноцветными. Ориентирование первой вертикальной плоскости осуществляют и путем формирующего эту плоскость луча, который направляют на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой одного колеса и на нить отвеса, который совмещают с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса. После ориентирования первой вертикальной плоскости по точкам пересечения оси вращения с зеркальной насадкой на одном и другом одноименных колесах, со сторон последних на неподвижных относительно этой плоскости элементах транспортного средства формируют метки на линии пересечения данной плоскости с этими элементами. Часть второй вертикальной плоскости выполняют в виде координатной сетки, вертикальные линии которой параллельны линии пересечения вертикальных плоскостей.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Формирование лучей в горизонтальной и двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, ориентирование первой вертикальной плоскости по точке пересечения оси вращения с зеркальной насадкой на одном и другом одноименных колесах и горизонтальной плоскости, по крайней мере по единой указанной точке, определение углов по положению на второй вертикальной плоскости точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости по формулам

(где α - угол схождения, град; с - наименьшее расстояние на второй вертикальной плоскости от точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости до линии пересечения вертикальных плоскостей, м; - расстояние от точки встречи линии пересечения вертикальных плоскостей с горизонтальной плоскостью до точки пересечения со второй вертикальной плоскостью луча, падающего на насадок колеса, м; γ - угол в горизонтальной плоскости между лучом, падающим на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой колеса и второй вертикальной плоскостью, град; β - угол развала, град; - расстояние на второй вертикальной плоскости от точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости до горизонтальной плоскости, м) позволяет упростить аппаратуру, реализующую способ и улучшить эксплуатационные характеристики. В частности, способ можно реализовать, использовав в качестве формирователей лучей лазерные уровень и указку, при этом после одноразового применения отвеса или выпуклого зеркала в дальнейшем без них можно обойтись, что упрощает процедуру определения углов установки колес автомобиля.

Выставление точки пересечения оси с зеркальной насадкой каждого колеса автомобиля на горизонтальную плоскость путем изменения величины давления воздуха в них исключает необходимость наличия горизонтальной площадки для установки на нее автомобиля, у которого измеряют углы установки колес. Это упрощает конструкцию оборудования, реализующего способ.

Ориентирование первой вертикальной плоскости путем формирующего эту плоскость луча, который направляют на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой одного колеса, совмещение его отражения с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса и совместное формирование им с лучом указанной плоскости позволяет упростить аппаратуру, реализующую способ.

Отражение луча с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса с помощью выпуклого зеркала упрощает процедуру совмещения отражения луча в указанную точку (например по сравнению с обычным плоским зеркалом), так как выпуклое зеркало отражает лучи в разных направлениях. Это улучшает эксплуатационные характеристики.

Ориентирование первой вертикальной плоскости и с помощью двух лучей, падающих соответственно со стороны одного и другого одноименных колес на точку пересечения оси вращения колеса с зеркальной насадкой колеса и формирующих первую вертикальную плоскость позволяет облегчить процедуру ориентирования при высокой освещенности помещения, поскольку падающий луч ярче отраженного и лучше сфокусирован. Это улучшает эксплуатационные характеристики.

Формирование падающих лучей разноцветными облегчает процедуру формирования вертикальной плоскости, поскольку при их наложении получается третий цвет (например красный и зеленый лучи дают желтый цвет), свидетельствующий о нахождении лучей в одной плоскости. Это улучшает эксплуатационные характеристики.

Ориентирование первой вертикальной плоскости и путем формирующего эту плоскость луча, который направляют на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой одного колеса и на нить отвеса, который совмещают с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса, позволяет при необходимости отказаться от зеркала (или второго формирователя луча), что улучшает эксплуатационные характеристики.

Формирование после ориентирования первой вертикальной плоскости по точкам пересечения оси вращения с зеркальной насадкой на одном и другом одноименных колесах, со сторон последних на неподвижных относительно этой плоскости элементах транспортного средства меток на линии пересечения данной плоскости с этими элементами позволяет применить второй формирователь луча, зеркало или отвес только один раз при первом измерении. При последующих измерениях указанные приборы не нужны, поскольку первая вертикальная плоскость ориентируется уже по указанным меткам.

Выполнение части второй вертикальной плоскости выполняют в виде координатной сетки, вертикальные линии которой параллельны линии пересечения вертикальных плоскостей, упрощает процедуру отсчета положения точки пересечения отраженного луча со второй вертикальной плоскостью.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство для определения углов установки колес автомобиля. На фиг. 2 изображен вид А устройства. На фиг. 3 изображен вариант устройства. На фиг. 4 изображен вид Г варианта устройства. На фиг. 5 изображен вид Б устройства. На фиг. 6 изображен вид В устройства. На фиг. 7 изображена горизонтальная плоскость, проходящая через оси вращения колес.

Устройство для определения углов установки колес автомобиля содержит построитель 1, по крайней мере двух взаимно перпендикулярных плоскостей - фронтальной 2 и профильной 3, формируемых соответственно лучами 4, 5, - имеющие возможность изменять свое положение в пространстве зеркальный отражатель (зеркало) 6 и размещенный на подставке 7 экран 8, на котором жестко установлен излучатель 9 и нанесена координатная сетка 10, одна и горизонтальных линий которой вместе с падающим на зеркальную вставку 11 колеса 12 лучом 13 излучателя лежат в плоскости, перпендикулярной вертикальным плоскостям, при этом луч излучателя при отражении от зеркальной вставки образует координатной сетке световую точку 14, а отраженные от зеркала 6 лучи 15 формируют вертикальную плоскость 16, которая совмещена с фронтальной плоскостью и образует на экране линию 17, а совместно с фронтальной плоскостью - линию 18, на которой могут быть установлены метки 19. Устройство может иметь размещенный на нити 20 отвес 21, а построитель может формировать и горизонтальную плоскость 22.

Способ реализуют следующим образом.

Автомобиль устанавливают на горизонтальную площадку и размещают на некотором расстоянии слева и справа от него построитель 1 и выпуклое зеркало 6, а в плоскости колеса 12 (или параллельно ей) устанавливают зеркальный отражатель, например вставку 11, которую ставят вместо колпачка с эмблемой (фиг. 1, 2). После этого включают построитель 1, например лазерный уровень, лучами 4 которого формируют вертикальную фронтальную плоскость 2, проходящую через точку пересечения оси вращения (в данном случае левого) колеса 12 с зеркальной вставкой (насадкой) 11, т.е. по существу через центр последней.

После этого путем изменения положения зеркала 6 в пространстве и перемещения построителя 1 на горизонтальном основании (подставке) добиваются формирования падающими лучами 4 и отраженными 15 формирования единой фронтальной плоскости соответственно совмещением плоскостей 2 и 16, которые будут проходить через центры вставок 11 левого и правого одноименных (в данном случае передних) колес. При этом отраженные лучи 15 будут падать на излучатель построителя и окружающее его пространство (на фиг. 1 показано пунктиром), а на кузове автомобиля, например на капоте и крыльях, образуется линия (черта) 18, положение которой может быть зафиксировано метками 19, чтобы при других контрольных измерениях по ним выставлять построителем 1 фронтальную плоскость 2 без использования зеркала или отвеса.

Заметим, что вместо зеркала 6 можно использовать аналогичный построитель, причем, если использовать построители с разноцветными лучами, например зеленым и красным), то линия 18 окажется желтого цвета. Также вместо зеркала 6 может быть использован отвес 21, совмещенный с центром вставки 11, на нить которого направляют лучи 4 построителя (фиг. 3, 4).

Далее в автоматически сформированной построителем 1 профильной плоскости 3 устанавливают экран 8, включают излучатель 9 (например лазерную указку) и добиваются с помощью подставки 7 положения экрана 8, при котором сформированная отраженными лучами 15 линия 17 окажется параллельной вертикальным линиям координатной сетки 10, а луч 13 излучателя будет падать в центр вставки 11 или, по крайней мере пересечется с вертикальной линией, формируемой на этой вставке лучами 4 (фиг. 5, 6). В результате этого на координатной сетке 10 появится световая точка 14, до которой по вертикали измеряют расстояние от линии, проходящей через точку пересечения луча 13 излучателя 9 с профильной плоскостью 3 (или, что тоже самое, с плоскостью координатной сетки), а также - расстояния: от указанной точки пересечения до линии 17, и с - от последней до световой точки.

Затем по формуле вычисляют угол схождения (угол между направлением движения и плоскостью колеса), а по формуле - угол развала (угол между вертикальной плоскостью и плоскостью колеса).

При необходимости устанавливают экран 8 напротив заднего колеса (на фиг. 6 показано пунктиром) в профильной плоскости 3, добиваясь вертикальности линий координатной сетки, например с помощью отвеса, и попадания луча 13 излучателя 9 на зеркальную вставку 11 заднего колеса. После появления световой точки на координатной сетке вычисляют угол развала для заднего колеса.

Отметим, поскольку в формуле для определения β присутствует только сумма (), то надобность в линии 17, разграничивающей отрезки и c на координатной сетке, отпадает. Если каким-либо путем (поворотом экрана 8 на 90 градусов, перестановкой излучателя 9 в вертикальную плоскость или добавлением в последнюю такого же излучателя 9) направить на зеркальную вставку 11 луч от излучателя в вертикальной плоскости, перпендикулярной экрану 8, то угол α можно будет вычислять аналогично углу β, т.е. без линии 17, что, в свою очередь, освобождает от необходимости иметь зеркало 6 для измерений. При очередном контроле углов достаточно будет выставить фронтальную плоскость построителя 1 по меткам 19 или отвесу 21, размещенному на противоположной стороне автомобиля.

Аналогичным образом определяют углы установки других колес автомобиля. Если горизонтальная площадка отсутствует, то можно с помощью построителя 1 создать горизонтальную плоскость 22 последовательно с одной и другой сторон автомобиля, совмещая с ней точки пересечения оси с зеркальной насадкой каждого колеса автомобиля путем изменения величины давления воздуха в колесах.

Внедрение изобретения позволит применять для определения углов установки колес автомобиля простое по конструкции и удобное в эксплуатации устройство (по существу лазерный уровень).

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для контроля углов установки колес автомобиля. При реализации способа слева и справа от автомобиля устанавливают построитель и зеркало, а в плоскости колеса - вставку. Включают построитель, лучами которого формируют вертикальную фронтальную плоскость, проходящую через точку пересечения оси вращения колеса с вставкой. Путем изменения положения зеркала в пространстве и перемещения построителя 1 на подставке добиваются падающими лучами и отраженными формирования единой фронтальной плоскости соответственно совмещением плоскостей, которые будут проходить через центры вставок 11 левого и правого одноименных колес. При этом отраженные лучи будут падать на излучатель построителя и окружающее его пространство, а на кузове автомобиля образуется линия 18, положение которой может быть зафиксировано метками, чтобы при других контрольных измерениях по ним выставлять построителем фронтальную плоскость без использования зеркала или отвеса. В профильной плоскости устанавливают экран, включают излучатель и добиваются положения экрана 8, при котором сформированная отраженными лучами линия окажется параллельной вертикальным линиям сетки, а луч излучателя будет падать в центр вставки. В результате на сетке появится световая точка, до которой по вертикали измеряют одно расстояние, а также по горизонтали – другие расстояния. Далее по формуле вычисляют угол схождения и угол развала колеса. Технический результат заключается в упрощении конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ определения углов установки колес автомобиля, включающий измерение углов схождения и развала колес посредством лучей, отраженных от зеркальных насадок, установленных на контролируемых колесах перпендикулярно осям их вращения, отличающийся тем, что лучи формируют в горизонтальной и двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, причем первую вертикальную плоскость ориентируют по точке пересечения оси вращения с зеркальной насадкой на одном и другом одноименных колесах, а горизонтальную плоскость ориентируют, по крайней мере по единой указанной точке, при этом определение углов производят по положению на второй вертикальной плоскости точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости по формулам

где α - угол схождения, град; с - наименьшее расстояние на второй вертикальной плоскости от точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости до линии пересечения вертикальных плоскостей, м; - от точки встречи линии пересечения вертикальных плоскостей с горизонтальной плоскостью до точки пересечения со второй вертикальной плоскостью луча, падающего на насадок колеса, м; γ - угол в горизонтальной плоскости между лучом, падающим на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой колеса и второй вертикальной плоскостью, град; β - угол развала, град; - расстояние на второй вертикальной плоскости от точки пересечения отраженного от насадки луча горизонтальной плоскости до горизонтальной плоскости, м.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выставление точки пересечения оси с зеркальной насадкой каждого колеса автомобиля на горизонтальную плоскость осуществляют путем изменения величины давления воздуха в них.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ориентирование первой вертикальной плоскости осуществляют путем формирующего эту плоскость луча, который направляют на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой одного колеса, совмещают его отражение с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса и заодно формируют им совместно с лучом указанную плоскость.

4. Способ по любому из пп. 1 или 3, отличающийся тем, что отражение луча с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса осуществляют с помощью выпуклого зеркала.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ориентирование первой вертикальной плоскости осуществляют и с помощью двух лучей, падающих соответственно со стороны одного и другого одноименных колес на точку пересечения оси вращения колеса с зеркальной насадкой колеса и формирующих первую вертикальную плоскость.

6. Способ по любому из пп. 1 или 5, отличающийся тем, что лучи формируют разноцветными.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ориентирование первой вертикальной плоскости осуществляют и путем формирующего эту плоскость луча, который направляют на точку пересечения оси вращения с зеркальной насадкой одного колеса и на нить отвеса, который совмещают с точкой пересечения оси вращения с зеркальной насадкой другого одноименного колеса.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после ориентирования первой вертикальной плоскости по точкам пересечения оси вращения с зеркальной насадкой на одном и другом одноименных колесах, со сторон последних на неподвижных относительно этой плоскости элементах транспортного средства формируют метки на линии пересечения данной плоскости с этими элементами.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть второй вертикальной плоскости выполняют в виде координатной сетки, вертикальные линии которой параллельны линии пересечения вертикальных плоскостей.