BADANIE LUZÓW W UKŁADZIE KIEROWNICZYM

BADANIE
LUZÓW
W
UKŁADZIE
KIEROWNICZYM
Zawieszenie kół w samochodzie, niezaleŜnie od
rozwiązań konstrukcyjnych, spełnia kilka
podstawowych zadań:
- zapewnia
prowadzenie
kół
i
ich
kierowalność
- przenosi na nadwozie samochodu siły
wywołane w czasie jazdy reakcjami
nawierzchni drogi na koła,
- zapewnia odpowiedni komfort jazdy
poprzez ograniczenie przechyłów nadwozia
i tłumienie drgań.
Diagnostyka zawieszenia kół polega na
wykrywaniu
w
układzie
niesprawnych
elementów, które uniemoŜliwiają spełnienie
powyŜszych zadań. Pierwszych informacji o
stanie zawieszenia kół dostarczają oględziny
zewnętrzne oraz zachowanie się samochodu
podczas jazdy. Następnym etapem badania, z
uŜyciem narzędzi i przyrządów pomiarowych,
jest określenie luzów w poszczególnych
elementach zawieszenia.
Wahacze nie mogą być pęknięte i odkształcone,
a w miejscach mocowania nie powinno być
luzów. Nie dopuszczalne są braki śrub,
nakrętek, zawleczek i zderzaków gumowych.
DrąŜki kierownicze nie mogą być zgięte, a
osłony gumowe ich przegubów popękane.
Jednoznaczną ocenę sprawności układu
kierowniczego uzyska się sprawdzając jałowy
ruch koła kierownicy. Kontrola polega na
obracaniu kierownicy w obie strony do
wyczuwalnego oporu w ten sposób, aby nie
spowodować skręcenia kół przednich, które
powinny być ustawione, jak do jazdy na wprost.
Jeśli ten jałowy obrót koła kierownicy
przekracza szerokość dłoni, to w układzie
kierowniczym są zbyt duŜe luzy.
Najprostszym sposobem wykrycia nadmiernych
luzów w układzie jezdnym jest próba
poruszenia kołem po podniesieniu go do góry.
Sprawdzając w ten sposób stan zawieszenia
przedniego
uzyskuje
się
jednocześnie
informacje o luzach w układzie kierowniczym.
WPŁYW
GEOMETRII
UKŁADU
JEZDNEGO NA ROZKŁAD SIŁ POMIĘDZY
KOŁEM A JEZDNIĄ
Ustawienia kół pojazdu względem jego
podwozia nazywa się potocznie „geometrią
podwozia”. Dokładną zgodność tego stawienia
z danymi fabrycznymi ma decydujące
znaczenie
dla
bezpieczeństwa
ruchu
drogowego, a takŜe dla ekonomiki eksploatacji
(zuŜycie paliwa i ogumienia).
Wartościami regulowanymi są z reguły:
wartość zbieŜności, kąt wyprzedzenia osi
zwrotnicy a w niektórych konstrukcjach
równieŜ kąt pochylenia koła. Promień
zataczania,
przesunięcie
osi
zwrotnicy
względem osi koła oraz róŜnica kąt skrętu koła
zewnętrznego
i
wewnętrznego
są
nieregulowane.
PoniewaŜ kąty ustawienia zaleŜą przewaŜnie od
rozkładu masy własnej oraz od obciąŜenia
pojazdu, podawane w instrukcjach dane
regulacyjne odnoszą się wyłącznie do pojazdu
obciąŜonego zgodnie z warunkami określonymi
przez
konstruktora.
Brak
wskazówek
dotyczących obciąŜenia pojazdu podczas
pomiarów oznacza, Ŝe dane odnoszą się do
pojazdu nie obciąŜonego.
Ze względu na wypukły kształt nawierzchni
drogi korzystny jest niewielki dodatni kąt
pochylenia kół kierowanych, które toczą się
prostopadle do wypukłej nawierzchni przy
jednoczesnym równomiernym zuŜyciu i
niewielkim oporze toczenia. Najkorzystniejszą
wartość kąta pochylenia zawiera się w
granicach 5’ do 10’. Dla poprawy własności
prowadzenia opony na zakręcie i lepszej
kierowalności odchodzi się od tych wartości.
Obecnie w nowoczesnych samochodach
osobowych nie obciąŜonych stosuje się ujemne
wartości kątów pochylenia kół. Dla przednich
kół kąt ten zawiera się w granicach od 0° do –
1°20’.
Kąt pochylenia koła jest zaleŜny od kąta
pochylenia osi zwrotnicy. Podobna zaleŜność
występuje między kątem pochylenia osi obrotu
zwrotnicy a promieniem zataczania, czyli
mierzona na płaszczyźnie jezdni odległość
między punktami jej przecięcia przez oś obrotu
zwrotnicy i pionową oś symetrii koła. Im
mniejszy promień zataczania tym mniej
zwracają się zwrotnice i mniejsze są siły
działające na drąŜku układu kierowniczego
podczas kierowania. Promień ten moŜe
przyjmować w konkretnych sytuacjach wartości
dodatnie, (gdy oś zwrotnicy przecina
płaszczyznę po wewnętrznej stronie koła) lub
ujemne. Ujemny promień zataczania umoŜliwia
samoczynne korygowanie toru jazdy podczas
niesymetrycznego działania hamulców lub
oporów nawierzchni (np. przy jednostronnym
zjeździe na grząskie pobocze, głębokie wyboje
itp.) W nowoczesnych samochodach kąt
pochylenia sworznia zwrotnicy zawiera się w
granicach od 11° do 15°30’, promień zataczania
zaś wynosi od -18 do +20 mm.
OGÓLNE
ZASADY
REGULACJI
USTAWIENIA KÓŁ
W celu prawidłowego dokonania regulacji
potrzebna jest znajomość ustalonych przez
konstruktora optymalnych, jak równieŜ
szczegółowych
warunków
dokonywania
pomiarów.
W instrukcjach niektórych samochodów
wartość parametrów regulacyjnych nie jest
określana jednoznacznie, lecz w stosunkowo
szerokich przedziałach wielkości „od – do”.
Diagnosta dokonujący regulacji musi rozumieć
charakter tych zaleŜności i sposób uŜytkowania
samochodu, by dokonana przez niego regulacja
nie tylko mieściła się w normie, lecz dawała
rzeczywistą minimalizację oporów toczenia i
równomierne zuŜycie opon.
Sprawdzenia prawidłowości ustawienia kół
wymaga
niejednokrotnie
w
praktyce
zastosowania
rozszerzonego
zestawu
kontrolowanych parametrów w skład którego
mogą wchodzić kontrola:
- zbieŜności połówkowe kół przednich
- zbieŜności całkowitej kół przednich
- zbieŜności całkowitej kół tylnych (i na
kolejnych osiach)
- kątów nieprostopadłości osi kół do osi
symetrii ramy
- kątów nierównomierności osi kół
- bocznego ustawienia kół względem osi
symetrii ramy
- kątów wyprzedzenia osi sworzni zwrotnic
- kątów pochylenia osi sworzni zwrotnic
- róŜnicy kątów skrętu kół przy skręcie o 20°
maksymalnych kątów skrętu kół.
ZbieŜności połówkowe (koła prawego i lewego)
dają w sumie zbieŜność całkowitą, ale ich
odrębne mierzenie pozwala ujawnić i
wymierzyć nierównoległości osi pojazdów.
SPOSOBY POMIARU USTAWIENIA KÓŁ
Pomiary geometrii kół mają sens jedynie wtedy,
gdy łoŜyska kół, łoŜyskowanie sworzni
zwrotnic i ruchome elementy zawieszeń są w
poprawnych stanie technicznym, czyli bez
odkształceń i nadmiernych luzów obciąŜenie
pojazdu musi spełniać wymogi określone w
instrukcji obsługi.
Przyrządy pomiarowe umocowane są do
obręczy kół, a zaciski mocujące wyposaŜa się w
mechaniczne
kompensatory
bicia.
Kompensacji, czyli korektę poprzecznego bicia
obręczy przeprowadza się podczas obrotu koła.
SłuŜą do tego śruby regulacyjne, za pomocą,
których moŜna precyzyjnie ustalić połoŜenie
wyjściowe zespołu pomiarowego. Kompensacja
bicia układu koło – zacisk musi być
przeprowadza jako czynność poprzedzająca
kaŜdy pomiar geometrii kół. Stosowane obecnie
przyrządy pomiarowe dzielą się pod względem
zasady działania na mechaniczne, optyczne i
elektroniczne.
Przyrządy
mechaniczne
wychodzą stopniowo z uŜytku z powodu swej
niewielkiej
dokładności
i
uciąŜliwości
stosowania.
Optyczna metoda pomiarów polega na
przytwierdzeniu do obręczy badanych kół
projektorów optycznych, emitujących wąskie
promienia światła na ustawione przed pojazdem
ekrany.
Przemieszczanie
się
punktów
świetlnych względem narysowanego na
ekranach układu współrzędnych pozwala
określić:
- zbieŜność, gdy źródło światła przesuwa się
w poziomie równolegle do obręczy koła na
wysokości jego osi,
- pochylenie, koła gdy źródło światła porusza
się równolegle do obręczy między jej
najwyŜszym a najniŜszym punktem,
- wyprzedzenie i pochylenie osi sworzni
zwrotnicy, gdy podczas skręcenia koła z
przytwierdzonym do niego projektorem
obserwuje się ruch punktu świetlnego na
ekranie umieszczonym równolegle lub
prostopadle do wzdłuŜnej osi symetrii
pojazdu,
- róŜnice kątów skrętu kół przy skręcie koła
zewnętrznego o 20° oraz o maksymalne kąty
skrętu kół, gdy źródło światła przemieszcza
się poziomo, a badane koła mają swobodę
ruchu dzięki ich ustawieniu na obrotnicach
wchodzących
w
skład
wyposaŜenia
przyrządu pomiarowego.
Optyczne przyrządy pomiarowe, najbardziej
rozpowszechnione w krajowych stacjach
diagnostycznych, wypierane są stopniowo przez
urządzenia komputerowe, w których pomiar
odbywa się przy pomocy czujników
elektronicznych przystawianych do kół bądź
czujnikowych bieŜni, pozwalających na badanie
zachowania się kół w ruchu.
METODY REGULACJI
Tył
Sposób regulacji ustawienia kół zaleŜy przede
wszystkim od konstrukcji zawieszenia. Sztywne
tylne mosty napędowe nie podlegają Ŝadnym
zabiegom regulacyjnym, a jedynie ustawienia
zbieŜności kół.
Przy niezaleŜnym zawieszeniu kół tylnych kąt
pochylenia nie jest przewaŜnie regulowany
(wyjątek stanowią zawieszenia na wahaczach
poprzecznych, regulowane identyczne jak
zawieszenie przednie tego typu).
ZbieŜność kół tylnych przy zawieszeniu na
wahaczach
wzdłuŜnych
reguluje
się
przesuwaniem zaczepów wahaczy w miejscy
ich przytwierdzenia ich do nadwozia po
zluzowaniu mocujących śrub. Przy wahaczach
poprzecznych regulacja zbieŜność kół tylnych
polega
na
odpowiednim
przekładaniu
podkładek
dystansowych,
umieszczanych
między nadwoziem a osią wahacza na śrubach
mocujących.. Te same podkładki słuŜą
równocześnie do regulacji kąta pochylenia koła.
Przód
NiezaleŜne zawieszenia przednie wymagają z
reguły regulacji aŜ trzech parametrów,
dokonywanych
zawsze
w
następującej
kolejności:
kąt
pochylenia
koła,
kąt
wyprzedzenia osi obrotu zwrotnicy i zbieŜność.
Pochylenie reguluje się zawsze przy ustawieniu
kół do jazdy na wprost. Konstrukcyjne
rozwiązanie sposobu regulacji w zawieszeniach
z wahaczami poprzecznymi moŜe polegać na
stosowaniu podkładek dystansowych między
wahaczem (najczęściej górnym) a nadwoziem,
jak w przypadku opisanych juŜ zawieszeń
tylnych, bądź teŜ na mimośrodowym
łoŜyskowaniem zewnętrznej osi wahacza
(przekręcenie mimośrodu powoduje zmianę
odległości między górną lub dolną częścią
zwrotnicy a nadwoziem, czyli zmianę kąta
pochylenia koła).
Kat wyprzedzenia osi obrotu zwrotnicy w
starszych konstrukcjach zawieszeń regulowany
był przy pomocy gwintowanych tulejek
wkręcanych w górne ucho zwrotnicy dla
ustalenia jej połoŜenia względem ramion
wahacza. Przy zawieszeniach z regulacją
pochylenia koła za pośrednictwem podkładek
dystansowych moŜliwa jest regulacja kąta
wyprzedzenia na analogicznej zasadzie, jak
regulacja zbieŜności kół tylnych, czyli przez
asymetryczne rozmieszczenie podkładek na
śrubach
mocujących.
Większości
współczesnych zawieszeń przednich kąt
wyprzedzenia
jest
wielkością
stałą,
zachowującą przewidzianą przez konstruktora
wartość
pod
warunkiem prawidłowego
zamontowania zwrotnicy i nie odkształconej
przedniej części nadwozia.
Korekty kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy
przeprowadza się przez przemieszczanie
podkładek lub nakrętek kontrujących w miejscu
połączenia wahacza z drąŜkiem reakcyjnym.
Jeśli drogą tych korekt nie daje się uzyskać
prawidłowych parametrów przyczyną jest
odkształcenie nadwozia, powodujące zmianę
ustawienia kolumn.
ZbieŜność kół przednich we wszystkich typach
zawieszeń regulowany jest identycznie – przez
zmianę długości drąŜków kierowniczych,
dokonywaną
metodą
wkręcania
bądź
odkręcania gwintowanych połączeń na obu ich
końcach. DrąŜek obracany kluczem rurowych
przyciąga lub odpycha zwrotnicę, zmieniając
wzajemnie ustawienia kół.
POMIAR KĄTA POCHYLENIA KOŁA:
- po ustawieniu kół do jazdy na wprost przez
skierowanie wiązki świetlnej z rzutników na
podziałki liniałów ustawczych wcześniej
załoŜonych na tylnie koła.
- obrót kołem kierownicy tak,
aby
doprowadzić do jednakowych wskazań na
obu podziałkach.
- ekrany ustawione są z przodu samochodu
równolegle do osi kół w odległości 1,2 m.
- wiązkę światła kierowana jest na strzałkę na
ekranie
- obrót rzutnika w dół powoduje odczytanie
kąta pochylenia koła.
POMIAR KĄTA POCHYLENIA SWORZNIA
ZWROTNICY:
- skierować wiązkę świetlną na środek
ekranu,
- wyregulować ostrość i połoŜenie plamki na
strzałce.
- skręt koła na zewnątrz powoduje wskazanie
kąta pochylenia sworznia na obwodzie
podziałki kątowej
POMIAR
KĄTA
WYPRZEDZENIA
SWORZNIA ZWROTNICY:
- ekrany z boku pojazdu, prostopadle do jego
osi przedniej w odległości 1,2 m od środka
tarczy koła. Strzałka linii poziomej ekranu
skierowana do przodu pojazdu
- koła przednie do jazdy na wprost
- ustawić wiązkę światła odbitą w zwierciadle
w środku ekranu
- skręcić koło badane do wewnątrz tak by
wierzchołek plamki świetlnej zetkną się z
grotem strzałki poziomej
- skręt koła na zewnątrz i odczyt kąta
wyprzedzenia sworznia zwrotnicy na
obwodzie podziałki. Kąt ten jest dodatni,
jeŜeli odczyt nastąpił na dolnej części
podziałki kątowej
POMIAR ZBIEśNOŚCI:
- koła do jazdy na wprost, przed i za kołem
liniały z wcześniej wyregulowaną długością
w odległości zaleŜnej od średnicy tarczy i
wynoszącej 1,65 m od środka koła
- jeden z projektorów kierujemy na strzałki i
przesuwamy liniały do momentu pokrycia
strzałki i plamki świetlnej
- projektor na drugim kole na podziałkę
przedniego liniału i odczytać wskazanie
plamki następnie obrót projektora i odczyt
wartości wskazań na tylnym liniale,
- obliczyć róŜnicę między wskazaniami, która
stanowiła wartość zbieŜności. JeŜeli wartość
na przednim liniale jest mniejsza niŜ na
liniale tylnim to róŜnica tych wartości daje
wynik ze znakiem „-”wtedy mówimy o
rozbieŜności kół
POMIAR CAŁKOWITEGO SKRĘTU KÓŁ:
- koła do jazdy na wprost
- skręt koła w prawo do oporu i odczyt
wartości wskazywanej przez wskaz na
obrotnicy lewej i prawej następnie skręt koła
do oporu w lewo i odczyt wartości z
podziałki obrotnicy