Устройство контроля динамического дисбаланса автомобильных колес Советский патент 1988 года по МПК G01M1/22 

п

1

ffueSt

0/tanc ff-KOi

О 57 1

k

СО 00 00

00 Од

Изобретение относится к балансировочной технике. Цель изобретения - повьшение достоверности и оперативности контроля за счет применения цифровой техники. Установленные на :аждом колесе датчики 1 вибрации чеГзП рез аналого-цифровые преобразователи 2, блок 4 программного управления и промежуточный регистр 9 поочередно подключаются к двум группам 10 и 11 вентилей, через которые с помощью датчика 5 циклов и мультивибратора 8 поцикловые кодограммы, являющиеся суммой периодических и случайных кодов, записываются поочередно в первый и второй буферные регистры 12 и 13. Выходы каждого из регистров 12 и 13 соединены с одной из двух групп входов схемы 14 совпадения, с выхода которой данные о дисбалансе колес через двоично-десятичный преобразователь 18 поступают на цифровой индикатор 19. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

Фиа{

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в машиностроении, в частности в автомобильной промьшленности.

Цель изобретения - повышение достоверности и оперативности контроля за счет применения цифровой техники, исключающей случайные помехи.

На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2- циклические диаграммы работы устройства.

Устройство устанавливается на автомашину и содержит датчики 1 вибра- ций и соединенные с ними аналого- цифровые преобразователи 2 (АЦП). Тракт 3 управления выполнен в виде блока 4 программного управления, например, электронного переключателя с п выходами и четырьмя группами по п входов, которые соединены с выходами АЦП 2, датчика 5 циклов и соеди ненной с входом последнего схемы 6 задержки начала цикла. Тракт 7 познавания сигналов выполнен в виде мультивибратора 8, соединенного с выходами блока 4 программного управления, промежуточного регистра 9, соединенного с его выходами первой 10 и второй 11 групп вентилей, отпирающие входы которых соединены с соответствующими выходами мультивибратора 8, первого и второго буферных регистров 12 и 13, входы которых со- единены с выходами соответствующих групп 10 и 11 вентилей, схемы 14 совпадения, две группы входов которой соединены с соответствующими буферными регистрами 12 и 13, последова- тельно соединенных делителей 15 частоты, вход которого соединен с выходом датчика 5 циклов, входом мультивибратора 8 и считывающим входом промежуточного регистра 9, и линии 16 задержки, выход которой соединен со считьгоающими входами буферных регистров 12 и 13, последовательно соединенных схемы И 17, входы которо соединены с выходами второго буфер- ного регистра 12, двоично-десятичного преобразователя 18 и цифрового индикатора 19, соединенного с вторым его входом сдвигового регистра 20 и счетчика 21 импульсов, вход которого соединен с выходом схемы 14 совпадения, первый выход - с соответствующим входом блока 4 программного.управления, а второй - с входом сдвигового регистра 20 и с соответствующим входом схемы И 17.

Устройство контроля динамического дисбаланса автомобильных колес работает следующим образом.

При его включении (подаче питания) блок 4 программного управления устанавливает тракт 5 управления в исходное состояние, в котором к работе готов первый канал опроса, состоящий из одного (первЬго) датчика 1 вибрации и одного.АЦП 2, а датчик 5 циклов устанавливает в нулевое (исг ходнре) состояние делитель 15 частоты и мультивибратор 8, при котором вентили первой группы 10 открыты, а вентили второй группы 11 закрыты.

С началом движения автомашины с первого датчика 1 вибрации снимается информация о вибрационной нагрузке на первое (которым может быть любое из четырех) колес. Эта информация является суммой трех составляющих: периодических вибраций от дисбаланса данного колеса; случай- ных вибраций от неровностей дорожного покрытия и вибраций от всех остальных источников, в частности от двигателя коробки передач, дисбаланса остальных колес, случайные вибрации остальных колес от неровностей дорожного покрытия и др.°

Чувствительность датчика 1 вибраций регулируется таким образом, чтобы он реагировал на вибрации от дисбаланса того колеса, на котором он установлен, и на случайные вибрации этого колеса от неровностей дорожного покрытия (диаграмма а на фиг.2). Все остальные виды периодических и случайных вибраций из-за своей относительной удаленности от данного датчика достигают его чувствительного элемента с ослабленной амплитудой, при этом датчик 1 вибраций регулируется так, чтобы эти ослабленные вибрации оставались вне пределов его чувствительности на уровне вибрационного шума и не регистрировались.

АЦП 2 вырабатывает двоичныр код, соответствующий величине аналогового сигнала (например, амплитуды, фазы угла), поступающего от датчика 1 вибраций (диаграмма S на фиг. 2). Сформированный параллельный п-разрядный код через блок 4 программного управления транзитом пердается на вход промежуточного регистра 9 (диаграмма в на фиг.2).

Далее рассмотрим два возможных слуг ая дальнейшего прохождения и преобразования п-элементного кода сигнала о вибрациях контролируемого колеса. На фиг. 2 показана диаграмма четырех циклов, причем первые два цикла (т-3 и т-2) соответствуют первому случаю, последние два цикла (т-1 и т)-второму случаю.

Первый случай. На входы промежуточного регистра 9 за время цикла т-1 поступает параллельный код дисбаланса (диаграмма в фиг.2), кото- Е)ый импульсом цикла, вырабатьтае- мым датчиком 5 цикла, через открытые мультивибратором 8 вентили пер- вой группы 10 записывается на входы буферного регистра 12. На следующем цикле т-2 на вход промежуточного регистра 9, кроме кода дисбаланса, поступает код помехи от неров- ностей дороги, оба эти кода один за другим со следующим импульсом цикла записьтаются через открытые мультивибратором 8 вентили второй группы 11 на входы буферного регистра 13, при этом происходит сравнение кода дисбаланса за предыдущий цикл т-2 по входам буферного регистра 12 с суммарным кодом дисбаланса и помехи за последующий цикл т-2 по входам буферного регистра 13. Коды на левых и правых входах схемы 14 совпадения не идентичные, поэтому на выходе схемы 14 совпадения импульс не вырабатывается (диаграмма е фиг.2).

Второй случай. На вход промежуточного регистра 9 за время цикла ш-1 поступает код дисбаланса, KOTojarii им Лульсом цикла через открытые мультивибратором 8 вентили первой группы 10 записываются на входы буферного регистра 12, на следующем цикле m через вентили второй группы 11, открытые переброшенным мультивибраторо 8, код дисбаланса записывается на входы буферного регистра 13, происходит сравнение на схеме 14 совпадения и в результате идентичности кодов,- записанных по левым и правым входам, на выходе схемы 14 совпадения вырабатывается импульс.

На фиг. 2 показан момент, когда импульс m переполняет счетчик 21 импульсов и на его выходе вырабатыва

Q

15 20 25 JQ .

дс

35

50

5

ется импульс, разрешающий прохождение через схему И 17 тока дисбаланса с выхода буферного регистра 13, а также передающий через сдвиговый регистр 20 на цифровой индикатор 19 информацию о порядковом номере контролируемого колеса (например, колесо № 1).

Вместе с этим на цифровом индикаторе 19 отображается десятичное число, соответствующее двоичному коду дисбаланса, поступившему с выхода схемы И 17 на вход двоично-десятичного преобразователя 19.

Тот же импульс с выхода счетчика 21 импульсов переключает блок 4 программного управления на контроль вибраций следующего колеса (например колесо № 2).

Затем по описанному алгоритму предлагаемое устройство контролирует вибрации третьего и четвертого колес и далее работает циклически до момента выключения.

Схема 6 задержки начала цикла, подключенная к датчику 5 циклов, смещает с помощью ручной регулировки момент формирования импульсов начала цикла в том маловероятном случае, когда этот момент совпадает с моментом формирования сигнала дисбаланса колеса.

Положительным эффектом от использования предлагаемого устройства является выявление дисбаланса колес на ранних стадиях его возникновения, когда износ покрышек за счет дисбаланса только начинается и его можно предотвратить своевременной 6ai лансировкой.

Практика эксплуатации автомашин показывает, что водитель замечает наличие дисбаланса колес уже тогда, когда резина в значительной степени, а именно на несколько десятков процентов, изношена. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства состоит в своевременном предотвращении этого износа резины, а также механических элементов ходовой части и кузова, которые подвергаются дополнительной вибрационной нагрузке за счет дисбаланса колес.

Использование устройства позволяет на хороших участках дороги замерять уровень вибрации от дисбаланса колес при различной скорости движения, т.е. устанавливать зависимость величины вибрации от скорости движения автомашины. Это также приводит к экономии резины за счет определения тех предпочтительных скоростей движения, при которых вибрация от дисбаланса либо отсутствует, либо минимальна.

. Другим видом периодических вибраций, регистрируемых (контролируемых) с использованием устройства, являются биения колес из-за износа ; и люфтов подвески (особенно передней) , которые проявляются особенно сильно в некоторых диапазонах ско- ростей движения. Своевременное предотвращение причин этих биений по результатам контроля приводит к предотвращению возможной аварии за счет разрушения при движении передней подвески.

Формула изобретения

циклов, мультивибратором, соответствующие выходы которого соединены с отпирающими входами первой и второй групп вентилей, делителем частоты, связанным с линией задержки, схемой И, вьгхода.1 которой соединены с входами дешифратора, и сдвиговым регистром, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов и входом схемы И, а выход - с вторым входом

блока индикации, блок оперативной памяти выполнен в виде промежуточного регистра, входы которого соединены с выходами блока программного управления, считывающий вход - с выходом

датчика циклов и входами мультивибратора и делителя частоты, а выходы - с входами обеих групп вентилей, первого и второго буферных регистров, входы которых соединены с выходами

соответствующих групп вентилей, а считывающие входы - с выходом линии задержки, и схемы совпадения, первая группа входов которой соединена с выходами перЁого буферного

регистра, вторая - с выходами второго буферного регистра и с входами схемы И, а йыход - с входом счетчика импульсов, дешифратор выполнен в виде двоично-десятичного преобразователя, а блок индикации - в виде циф

рового индикатора.

2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что, с целью уп- рощения, блок программного управления выполнен в виде электронного переключателя с п выходами и четырьмя группами по п входов.