МЕХАНИЧЕСКИЙ УЗЕЛ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА Российский патент 2024 года по МПК G01L3/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к механическому узлу для измерения крутящего момента, используемому посредством установки на трубу карданного вала, которая обеспечивает вращательное движение и передачу мощности между дифференциалом и трансмиссией в автотранспортных средствах в автомобильной промышленности.

Если конкретнее, то изобретение относится к механическому узлу для измерения крутящего момента, используемому посредством установки на трубу карданного вала, что обеспечивает герметизацию, защищает от внешних условий и герметизирует электронную схему, осуществляющую процессы измерения и сбора данных, и благодаря своей геометрической конструкции не создает проблем с равновесием.

Уровень техники

В автотранспортных средствах карданные валы являются передаточным элементом, передающим крутящий момент и вращательное движение от двигателя к задним колесам через оси. Ввиду высоких требований, предъявляемых к передаче крутящего момента, подузлы проектируются соответствующим образом. Расчетная несущая способность по крутящему моменту определяется с помощью аналитического подхода, основанного на таких различных факторах, как крутящий момент двигателя транспортного средства, область применения транспортного средства и тип трансмиссии. Уровни крутящего момента, которые карданный вал должен обеспечить в реальных условиях эксплуатации, могут измеряться только путем сбора данных о деформации карданного вала в том или ином испытательном режиме.

В автомобильной промышленности не существует адаптированных электронных схем для измерения крутящего момента и сбора данных, которые могли бы быть интегрированы в трубу карданного вала, непрерывно выполнять необходимые задачи и не требовать внесения изменений в конструкцию карданного вала.

Несмотря на то, что существуют промышленные системы для выполнения измерения крутящего момента на карданном валу, такие изделия затруднительно применять в местах эксплуатации, поскольку они являются дорогостоящими и не подходят для работы в условиях эксплуатации и с использованием контрольно-измерительных приборов. В некоторых применениях карданный вал приходится конструировать специально в расчете на интеграцию электронного оборудования. В других применениях используются экспериментальные и испытательные изделия, которые по окончании эксперимента/испытания разбираются на карданном валу и для эксплуатации в полевых условиях не подходят.

В контексте существующих применений заявка № US 2002 002 877 A1, озаглавленная «Engine torque sensor», представляет собой изобретение, предназначенное для измерения крутящего момента двигателя. В изобретении упоминается система датчиков, содержащая компоненты, устанавливаемые на карданном валу и используемые для измерения кручения карданного вала под нагрузкой для определения крутящего момента двигателя. Данное устройство предусматривает образование двух отдельных узоров на карданном валу между трансмиссией и осевым дифференциалом на заданном расстоянии, использование лазеров и фотоприемников для сканирования узоров при вращении карданного вала и использование данных, полученных по фотографиям, для измерения угла кручения карданного вала.

В качестве заключения: рассмотренные выше недостатки и изъяны существующих решений данных проблем потребовали внедрения усовершенствований в соответствующей технической области.

Цель настоящего изобретения

Настоящее изобретение относится к механическому узлу для измерения крутящего момента, рассчитанному на установку на трубу карданного вала, устраняющему вышеупомянутые недостатки и привносящему новые преимущества в данную область техники.

Главной целью изобретения является предоставление механического узла для измерения крутящего момента компактной конструкции, используемого посредством установки на трубу карданного вала, что обеспечивает герметизацию, защищает от внешних условий, герметизирует электронную схему, осуществляющую процессы измерения и сбора данных, и не требует внесения изменений в конструкцию карданного вала.

Еще одной целью изобретения является предоставление механического узла для измерения крутящего момента, благодаря своей геометрической конструкции не создающего проблем с равновесием.

Еще одной целью изобретения является предоставление узла, не требующего внесения изменений в конструкцию карданного вала и пригодного к эксплуатации на протяжении всего срока службы транспортного средства.

Еще одной целью изобретения является сбор данных из нужных мест с помощью датчиков в применяемой электронной схеме и разработанной конструкции.

Еще одной целью изобретения является предоставление узла, способного оставаться на трубе карданного вала на высоких скоростях.

Еще одной целью изобретения является предоставление узла, способного к беспроводной передаче измеряемых данных.

Еще одной целью изобретения является предоставление разобранного узла, позволяющего легко монтировать электронную схему.

Еще одной целью изобретения является предоставление компактного и легкого механического узла для измерения крутящего момента, на который не влияют условия эксплуатации и окружающей среды.

Для достижения описанных выше целей, являющихся очевидными из подробного описания, изобретение относится к механическому узлу (1) для измерения крутящего момента, используемому посредством установки на трубу (2) карданного вала, обеспечивающую вращательное движение и передачу мощности между дифференциалом и трансмиссией в автотранспортных средствах, который характеризуется тем, что содержит:

• корпус (1.3) фиксатора, удерживающий и предохраняющий все компоненты на трубе (2) карданного вала;

• электронную схему (1.6), осуществляющую измерение и сбор данных;

• одну или несколько батарей (1.5), обеспечивающих электроэнергией вышеупомянутую электронную схему (1.6);

• верхнюю крышку (1.1) и нижнюю крышку (1.2), прикрепленные к вышеупомянутому корпусу (1.3) фиксатора и предохраняющие электронную схему (1.6) и батареи (1.5);

• прокладку (1.4), обеспечивающую уплотнение между корпусом (1.3) фиксатора и трубой (2) карданного вала, корпусом (1.3) фиксатора и нижней крышкой (1.2) и корпусом (1.3) фиксатора и верхней крышкой (1.1).

Следующие далее графические материалы и подробное описание, выполненное со ссылками на сопровождающие графические материалы, обеспечивают более ясное понимание конструктивных и характерных свойств и всех преимуществ настоящего изобретения; из этого следует, что при оценке эти графические материалы и подробное описание должны приниматься во внимание.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 изображен смонтированный вид механического узла для измерения крутящего момента, являющегося предметом изобретения, на трубе карданного вала.

На фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении механического узла для измерения крутящего момента, являющегося предметом изобретения.

На фиг. 3 представлен общий вид механического узла для измерения крутящего момента, являющегося предметом изобретения, на трубе карданного вала.

Описание ссылочных позиций

1. Механический узел для измерения крутящего момента

1.1 Верхняя крышка

1.2 Нижняя крышка

1.3 Корпус фиксатора

1.4 Прокладка

1.5 Батарея

1.6 Электронная схема

2. Труба карданного вала

Подробное описание настоящего изобретения

Для способствования более ясному пониманию предлагаемого согласно изобретению узла измерения механического крутящего момента в настоящем подробном описании показаны не накладывающие ограничений предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Изобретение относится к механическому узлу (1) для измерения крутящего момента, используемому посредством установки на трубу (2) карданного вала, которая обеспечивает вращательное движение и передачу мощности между дифференциалом и трансмиссией в автотранспортных средствах в автомобильной промышленности. Механический узел (1) для измерения крутящего момента, являющийся предметом изобретения, характеризуется тем, что содержит:

• корпус (1.3) фиксатора, удерживающий и предохраняющий все компоненты на трубе (2) карданного вала;

• электронную схему (1.6), осуществляющую измерение и сбор данных;

• одну или несколько батарей (1.5), обеспечивающих электроэнергией вышеупомянутую электронную схему (1.6);

• верхнюю крышку (1.1) и нижнюю крышку (1.2), прикрепленные к вышеупомянутому корпусу (1.3) фиксатора и предохраняющие электронную схему (1.6) и батареи (1.5);

• прокладку (1.4), обеспечивающую уплотнение между корпусом (1.3) фиксатора и трубой (2) карданного вала, корпусом (1.3) фиксатора и нижней крышкой (1.2) и корпусом (1.3) фиксатора и верхней крышкой (1.1).

На фиг. 1 изображен смонтированный вид механического узла (1) для измерения крутящего момента, согласно настоящему изобретению, на трубе карданного вала. Соответственно, механический узел (1) для измерения крутящего момента в основном характеризуется тем, что содержит верхнюю крышку (1.1), нижнюю крышку (1.2), корпус (1.3) фиксатора, прокладку (1.4), батарею (1.5) и электронную схему (1.6).

Вышеупомянутый корпус (1.3) фиксатора полностью окружает трубу (2) карданного вала, а зажимы плотно удерживают трубу (2) карданного вала и друг друга. Корпус (1.3) фиксатора удерживает и предохраняет все компоненты узла. Кроме того, он сконструирован так, чтобы не вызывать проблем с равновесием.

Верхняя крышка (1.1) и нижняя крышка (1.2) механически крепятся к корпусу фиксатора (1.2), причем данные крышки (1.1, 1.2) предохраняют электронную схему (1.6) и батареи (1.5) (фиг. 2). С помощью датчиков электронной схемы (1.6) и разработанной конструкции измерение и сбор данных могут осуществляться в нужных местах.

Прокладка (1.4), расположенная между трубой (2) карданного вала и корпусом (1.3) фиксатора, обеспечивает уплотнение и действует в качестве виброизолятора. Прокладка (1.4) расположена, кроме того, между корпусом (1.3) фиксатора и нижней крышкой (1.2) и корпусом (1.3) фиксатора и верхней крышкой (1.1), обеспечивая уплотнение между корпусом (1.3) фиксатора и нижней (1.2) и верхней (1.1) крышками.

Поскольку карданный вал вращается на высоких скоростях, важным вопросом является равновесие. В одном из вариантов осуществления изобретения равновесие разработанной конструкции и самой системы, а также равновесие, имеющее место на карданном валу, поддерживается весом батарей (1.5). Более того, уравновешивание можно осуществлять, увеличивая/уменьшая количество батарей в батарейном отсеке и меняя их местоположение. Во избежание возможных проблем с равновесием батарея (1.5) используется в качестве противовеса.

Изобретение состоит из шести компонентов, предназначенных для установки на трубе (2) карданного вала. После снятия съемных деталей производится установка электронной схемы (1.6), а снятые детали монтируются заново. Батарея (1.5) располагается на демонтируемой детали и удерживается в своем положении с помощью опорного элемента.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения крутящего момента на валу, и может быть использовано для измерений крутящего момента в трансмиссии в автотранспортных средствах. Устройство, используемое посредством установки на трубу карданного вала, содержит корпус фиксатора, удерживающий и предохраняющий все компоненты на трубе карданного вала, электронную схему, осуществляющую измерение и сбор данных, одну или несколько батарей, обеспечивающих электроэнергией вышеупомянутую электронную схему, верхнюю крышку и нижнюю крышку, прикрепленные к вышеупомянутому корпусу фиксатора и предохраняющие электронную схему и батареи, прокладку, обеспечивающую уплотнение между корпусом фиксатора и трубой карданного вала, корпусом фиксатора и нижней крышкой и корпусом фиксатора и верхней крышкой. Технический результат заключается в создании узла, обеспечивающего измерительному устройству защиту от внешних условий при измерении и сборе данных, исключающего проблемы с равновесием и способного оставаться на трубе карданного вала на высоких скоростях, упрощении установки, защиты, настройки и обслуживания заявляемого устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Механический узел (1) для измерения крутящего момента, используемый посредством установки на трубу (2) карданного вала, обеспечивающую вращательное движение и передачу мощности между дифференциалом и трансмиссией в автотранспортных средствах, отличающийся тем, что содержит:

• корпус (1.3) фиксатора, удерживающий и предохраняющий все компоненты на трубе (2) карданного вала;

• электронную схему (1.6), осуществляющую измерение и сбор данных;

• одну или несколько батарей (1.5), обеспечивающих электроэнергией вышеупомянутую электронную схему (1.6);

• верхнюю крышку (1.1) и нижнюю крышку (1.2), прикрепленные к вышеупомянутому корпусу (1.3) фиксатора и предохраняющие электронную схему (1.6) и батареи (1.5);

• прокладку (1.4), обеспечивающую уплотнение между корпусом (1.3) фиксатора и трубой (2) карданного вала, корпусом (1.3) фиксатора и нижней крышкой (1.2) и корпусом (1.3) фиксатора и верхней крышкой (1.1).

2. Механический узел по п. 1, отличающийся тем, что равновесие на трубе (2) карданного вала обеспечивается путем изменения количества и местоположения батарей (1.5) в батарейном отсеке.

3. Механический узел по п. 1, отличающийся тем, что измеряемые вышеупомянутой электронной схемой (1.6) данные передают беспроводным способом.