способ испытания на дисбаланс, по меньшей мере, одного колеса транспортного средства и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ испытания на дисбаланс, по меньшей мере, одного колеса транспортного средства, а именно в процессе проведения ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств, при этом производят замер соответствующего или каждого колеса, проходящего испытание на возможный дисбаланс, посредством бесконтактного измерительного устройства, установленного ориентированным к ступице соответствующего колеса, в частности, лазерного сканера, таким образом, что при каждом обороте соответствующего колеса многократно фиксируют переднюю и заднюю границы или верхнюю и нижнюю границы отверстия в ободе и, исходя из расстояния между ними, определяют центральную точку отверстия в ободе соответствующего колеса, при этом, исходя из изменения положения центральных точек отверстия в ободе, определенных таким образом при каждом обороте соответствующего колеса, определяют степень дисбаланса соответствующего колеса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соответствующее бесконтактное измерительное устройство, в частности соответствующий лазерный сканер, установлено ориентированным к соответствующему колесу и параллельно оси, на которой установлено соответствующее колесо.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что соответствующее бесконтактное измерительное устройство, в частности соответствующий лазерный сканер, установлено ориентированным к соответствующему колесу приблизительно на высоте ступицы колеса по ее центру.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что соответствующее бесконтактное измерительное устройство, в частности соответствующий лазерный сканер, устанавливают на пружинно-амортизационной корпусной системе, частота собственных колебаний которой является докритической или надкритической относительно частоты вращения соответствующего колеса.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что соответствующее бесконтактное измерительное устройство, в частности соответствующий лазерный сканер, устанавливают на пружинно-амортизационной корпусной системе, частота собственных колебаний которой является докритической или надкритической относительно частоты помех окружающей среды.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на каждом колесе передней оси и/или задней оси посредством соответственного бесконтактного измерительного устройства, в частности лазерного сканера, индивидуально определяют дисбаланс соответствующего колеса.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что его осуществляют автоматически в режиме онлайн и параллельно с проведением ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств без увеличения времени испытаний транспортного средства на испытательном стенде транспортных средств.

8. Устройство для испытания на дисбаланс, по меньшей мере, одного колеса транспортного средства, а именно в процессе проведения ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств, включающее, по меньшей мере, одно бесконтактное измерительное устройство, в частности лазерный сканер (16), который установлен ориентированным к ступице соответствующего колеса (11), проходящего испытание на возможный дисбаланс, и при каждом обороте соответствующего колеса (11) многократно определяет переднюю и заднюю границы или верхнюю и нижнюю границы отверстия (17) в ободе, при этом, исходя из расстояния между передней и задней границами или расстояния между нижней и верхней границами отверстия (17) в ободе, устройство определяет центральную точку соответствующего отверстия в ободе соответствующего колеса и, исходя из изменения положения центральных точек отверстия в ободе, определенных этим образом при каждом обороте соответствующего колеса, определяет степень дисбаланса соответствующего колеса.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно является компонентом динамического испытательного стенда транспортных средств, при этом на испытательном стенде транспортных средств для каждого колеса, проходящего испытание на возможный дисбаланс, предусмотрено бесконтактное измерительное устройство, в частности лазерный сканер (16).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что каждое бесконтактное измерительное устройство, в частности каждый лазерный сканер (16), установлено ориентированным к соответствующему колесу и параллельно оси, на которой установлено соответствующее колесо.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что каждое бесконтактное измерительное устройство, в частности каждый лазерный сканер (16), установлено ориентированным к соответствующему колесу и приблизительно на высоте ступицы колеса по ее центру.

12. Устройство по любому из пп.8-11, отличающееся тем, что каждое бесконтактное измерительное устройство, в частности каждый лазерный сканер (16), установлено на динамическом испытательном стенде транспортных средств посредством пружинно-амортизационной корпусной системы (19), частота собственных колебаний которой является докритической или надкритической относительно частоты вращения соответствующего колеса.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что каждое бесконтактное измерительное устройство, в частности каждый лазерный сканер (16), установлено на динамическом испытательном стенде транспортных средств посредством пружинно-амортизационной корпусной системы (19), частота собственных колебаний которой является докритической или надкритической относительно частоты помех окружающей среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу испытания на дисбаланс, по меньшей мере, одного колеса транспортного средства. Кроме того, изобретение относится к устройству для испытания на дисбаланс, по меньшей мере, одного колеса транспортного средства.

При монтаже колеса шина устанавливается на ободе, при этом после монтажа шины на ободе колесо устанавливают на балансировочном станке для определения с его помощью дисбаланса колеса и компенсации дисбаланса посредством, по меньшей мере, одного уравновешивающего груза, который закрепляют на ободе колеса. В современных типах ободов уравновешивающие грузы наклеивают на соответствующий обод.

После монтажа колес последние устанавливают на транспортное средство, при этом транспортное средство передается клиенту только после того, как оно прошло динамические ходовые испытания на динамическом испытательном стенде транспортных средств. При проведении испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств обслуживающий персонал испытательного стенда транспортных средств проводит субъективный контроль дисбаланса колес, а именно - степень дисбаланса передних колес определяется по вибрации рулевого колеса, а степень дисбаланса задних колес - по вибрации сиденья транспортного средства. Однако такого рода субъективная проверка дисбаланса не позволяет получить воспроизводимые результаты измерений, так как в этом случае определяемая субъективная степень дисбаланса зависит от персональных ощущений обслуживающего персонала испытательного стенда транспортных средств. Кроме того, в этом случае не представляется возможным определить степень дисбаланса каждого колеса, устанавливаемого на транспортное средство.

В этой связи возникает необходимость в разработке способа и устройства испытания на дисбаланс, которые позволяют производить объективное и воспроизводимое по результатам испытание установленных на транспортном средстве колес, а именно - индивидуально каждого колеса в процессе проведения ходовых испытаний на динамическом испытательном стенде транспортных средств.

Исходя из этого в основу данного изобретения поставлена задача создания нового метода испытания на дисбаланс, по меньшей мере, одного колеса транспортного средства и соответствующего устройства.

Поставленная задача решена за счет способа согласно п.1 формулы изобретения и устройства согласно п.7 формулы изобретения.

Согласно изобретению испытания на дисбаланс выполняют в процессе проведения ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств, при этом производится замер соответствующего или каждого колеса, проходящего испытание на возможный дисбаланс, посредством бесконтактного измерительного устройства, ориентированного к ступице соответствующего колеса, в частности лазерного сканера, таким образом, что при каждом обороте соответствующего колеса многократно фиксируют переднюю и заднюю границы или верхнюю и нижнюю границы отверстия в ободе соответствующего колеса и исходя из расстояния между ними определяют центральную точку отверстия в ободе соответствующего колеса, при этом исходя из изменения положения центральных точек отверстия в ободе, определенных этим образом при каждом обороте соответствующего колеса, определяют степень дисбаланса соответствующего колеса.

Предлагаемое изобретение позволяет производить объективное и воспроизводимое измерение дисбаланса колес транспортного средства в процессе проведения ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств. При этом испытание на дисбаланс может производиться индивидуально для каждого колеса. Для испытания колес транспортного средства на дисбаланс не требуется дополнительного испытательного времени, так как оно производится в процессе динамических ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств.

Предпочтительные варианты исполнения предлагаемого изобретения отображены в зависимых пунктах формулы изобретения и в приведенном ниже описании. Более детально примеры исполнения предлагаемого изобретения, которыми оно не ограничивается, поясняются при помощи фигур, на которых представлены:

фиг.1 - в перспективе участок испытательного стенда транспортных средств, содержащего предлагаемое согласно изобретению устройство для испытания на дисбаланс, в зоне установки лазерного сканера;

фиг.2 - общий вид пружинно-амортизационной корпусной системы для установки лазерного сканера;

фиг.3 - первая диаграмма для пояснения предпочтительного принципа действия в процессе испытания на дисбаланс;

фиг.4 - вторая диаграмма для пояснения предпочтительного принципа действия в процессе испытания на дисбаланс;

фиг.5 - третья диаграмма для пояснения предпочтительного принципа действия в процессе испытания на дисбаланс.

Предлагаемое изобретение относится к испытанию на дисбаланс колес, установленных на транспортном средстве, в частности к объективному, воспроизводимому и автоматическому способу определения дисбаланса в процессе проведения ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств - так называемом вертикальном роликовом испытательном стенде.

На фиг.1 представлен фрагмент на общем виде динамического испытательного стенда транспортных средств 10, при этом транспортное средство с помощью колеса 11 установлено на ролике 12 испытательного стенда транспортных средств. Колесо 11 включает шину 14, смонтированную на ободе 13. Сбоку от ролика 12 испытательного стенда транспортных средств 10 показан боковой приводной ролик 15 испытательного стенда транспортных средств, который предотвращает сползание показанного на фиг.1 колеса 11 транспортного средства, находящегося на испытательном стенде транспортных средств, с ролика 12.

Для каждого колеса 11, проверяемого на возможный дисбаланс, в предпочтительной форме исполнения предусмотрено бесконтактное измерительное устройство, выполненное в виде лазерного сканера 16, которое ориентировано к ступице колеса 11. В процессе проведения ходовых испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств посредством показанного на фиг.1 лазерного сканера 16 производится замер колеса 11, при этом лазерный сканер 16 при каждом обороте колеса 11 многократно фиксирует переднюю и заднюю границы или верхнюю и нижнюю границы отверстия 17 в ободе 13 колеса, при этом исходя из расстояния между передней и задней границами или верхней и нижней границами отверстия 17 в ободе определяют центральную точку отверстия 17 в ободе колеса 11.

Исходя из изменения положения центральных точек отверстия 17 в ободе, определенных при каждом обороте соответствующего колеса, определяют степень дисбаланса колеса 11.

Таким образом, согласно изобретению предусмотрено, что при испытании транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств 10 посредством лазерного сканера 16 производится замер вращающегося колеса 11 транспортного средства, при этом замер производится таким способом, что лазерный сканер 16 на каждый оборот колеса 11 определяет центральную точку отверстия 17 в ободе соответствующего колеса 11, при этом в случае, когда при каждом обороте колеса имеет место значительное изменение положения центральных точек, делается вывод о наличии дисбаланса колеса 11. При этом степень изменения определяет величину дисбаланса.

Центральная точка отверстия 17 в ободе определяется посредством того, что исходя из геометрических параметров обода 13, которые определяются при помощи соответствующего лазерного сканера 16, фиксируются передняя и задняя границы отверстия 17 в ободе или верхняя и нижняя границы отверстия 17 в ободе, при этом исходя из передней и задней границ или верхней и нижней границ рассчитывается центральная точка отверстия 17 обода.

Более предпочтительным является определение верхней и нижней границ отверстия 17 в ободе. Возможно также определение передней и задней границ отверстия 17 в ободе, причем в этом случае должны быть исключены режимы торможения и ускорения транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств 10 для исключения влияния этих режимов на результат измерения.

Соответствующий лазерный сканер 16 устанавливается ориентированным к соответствующему колесу 11 параллельно оси, на которой установлено соответствующее колесо 11, причем на фиг.1 ось, на которой установлено колесо 11, проходит в направлении Z. В соответствии с этим лазерный сканер 16 устанавливается в направлении Z параллельно оси транспортного средства, на которой установлено колесо 11.

При этом лазерный сканер 16 установлен в направлении Y примерно на высоте ступицы колеса, а в направлении Х - по ее центру. Для точной установки лазерного сканера 16 относительно соответствующего колеса 11 предназначено регулировочное устройство 18. С боковой стороны лазерный сканер жестко закреплен возле ролика 12 испытательного стенда транспортных средств 10.

Каждый лазерный сканер 16 закреплен предпочтительно на базирующем элементе 19, который выполнен в виде пружинно-амортизационной корпусной системы и имеет собственную частоту колебаний, которая обеспечивает разъединение с испытательным стендом, то есть исключает влияние частоты вращения измеряемого колеса 11 и частоты помех окружающей среды. При этом пружинно-амортизационная корпусная система 19 рассчитана таким образом, что частота ее собственных колебаний является докритической или надкритической относительно частоты вращения колеса 11.

Частота собственных колебаний пружинно-амортизационной корпусной системы составляет предпочтительно менее 5 Гц.

В примере исполнения согласно фиг.2 выполненный в виде пружинно-амортизационной корпусной системы базирующий элемент 19 состоит из нескольких пластин 20, благодаря чему обеспечивается простота его монтажа в зоне испытательного стенда транспортных средств. Масса пружинно-амортизационной корпусной системы 19 составляет предпочтительно свыше 150 кг.

В примере исполнения согласно фиг.2 пружинно-амортизационная корпусная система или базирующий элемент 19 включают воздушные амортизаторы 21, при этом измеряется давление воздуха в воздушных амортизаторах 21, и соответствующие измеренные значения могут быть использованы для регулировки давления воздуха в них. Однако использование воздушных амортизаторов предусмотрено исключительно в качестве опции, так как могут применяться также и другие амортизационные системы.

При каждом обороте показанного на фиг.1 колеса 11 производится его многократный замер в зоне ступицы колеса посредством лазерного сканера 16, при этом на фиг.3 в схематическом виде представлена фотограмма лазерного сканера 16. Согласно фиг.3 по протяженности обода 13 или колеса 11 в направлении Y измерительные сигналы 22 лазерного сканера 16 нанесены в направлении Z, при этом лазерный сканер 16 выдает измерительный сигнал 22 в том случае, когда контур поверхности обода 13 изменяется в направлении Z.

Согласно предпочтительной форме исполнения предлагаемого изобретения показанные на фиг.3 измерительные сигналы 22 обрабатываются для определения центральной точки отверстия 17 в ободе таким образом, что после определения поля измерения 23 производится определение наивысших точек 24 измерительных сигналов 22 в поле измерения, через которые проходит прямая 25, представленная на фиг.3 штриховой линией. В случае наивысших точек 24 измерительных сигналов 22 речь идет о геометрических параметрах обода 13 в зоне отверстия 17 в ободе.

После определения наивысших точек 24 и прямых 25 прямая 25 смещается параллельно на величину Z, обусловленную параметрами обода, при этом прямая 26 на фиг.3, полученная путем параллельного смещения прямых 25, представлена сплошной линией. В том месте, где вследствие малых измеряемых значений 22 в направлении Z имеет место превышение обусловленного прямой 26 значения, определяется боковая граница отверстия 17 обода, при этом на фиг.3 прямой 27 обозначена верхняя граница отверстия в ободе, а прямой 28 - нижняя граница отверстия в ободе. Исходя из расстояния Y между этими границами 27 и 28 отверстия 17 в ободе может быть рассчитана его центральная точка.

При каждом обороте колеса 11 вышеописанным способом производится определение нескольких центральных точек отверстия 17 в ободе, при этом на фиг.4 и 5 представлены позиции определенных таким образом центральных точек соответствующего отверстия 17 в ободе относительно времени t. Из фиг.4 следует, что определенные позиции центральных точек отверстия 17 в ободе подвержены лишь незначительным изменениям, поэтому для представленного на фиг.4 случая может быть сделан вывод, что на колесе 11 дисбаланс отсутствует. И напротив, согласно фиг.5 определенные центральные точки отверстия 17 в ободе подвержены значительным изменениям, при этом степень этого изменения соответствует величине дисбаланса на колесе 11.

Испытание на дисбаланс согласно предлагаемому изобретению производится в режиме «онлайн» в процессе испытаний транспортного средства на динамическом испытательном стенде транспортных средств, то есть параллельно с динамическими ходовыми испытаниями, проводимыми на испытательном стенде транспортных средств, из чего следует, что для проведения предлагаемого, согласно изобретению, испытания на дисбаланс не требуется дополнительного времени. Испытание на дисбаланс может производиться индивидуально для каждого колеса транспортного средства. Испытание на дисбаланс производится полностью автоматически, при этом обеспечивается получение воспроизводимых и объективных результатов измерений.

Для проведения вышеописанных испытаний на дисбаланс транспортное средство подвергается ходовым испытаниям на испытательном стенде транспортных средств в режиме, соответствующем скорости движения 100 км/ч. При проведении ходовых испытаний на испытательном стенде со скоростью 40 км/ч посредством вышеописанного способа может быть сделан вывод о наличии так называемых «стояночных пластин» на холодных шинах, деформированных вследствие длительного простоя.

Для возможности, по меньшей мере, десятикратного определения центральной точки отверстия 17 в ободе, при каждом обороте колеса посредством лазерного сканера 16 производится предпочтительно свыше десяти измерений.

Описанное выше бесконтактное измерение производится преимущественно посредством лазерного сканера. Однако могут быть также использованы другие бесконтактные измерительные устройства, как, например, фотокамеры.

Спецификация

10 испытательный стенд транспортных средств

11 колесо

12 ролик

13 обод

14 шина

15 приводной ролик

16 лазерный сканер

17 отверстие в ободе

18 регулировочное устройство

19 базирующий элемент

20 пластины

21 воздушный амортизатор

22 измерительный сигнал

23 поле измерений

24 наивысшая точка

25 прямая

26 прямая

27 прямая

28 прямая