Badanie luzów w uk³adzie kierowniczym

LABOLATORIUM Z BADANIA POJAZDÓW
SAMOCHODOWYCH
TEMAT:
BADANIE LUZÓW W UKŁADZIE
KIEROWNICZYM
GEOMETRIA ZAWIESZENIA
WYKONAŁ:
XXXXXXXXXXXX
GDAŃSK 2003
1. 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.
Sprawdzenie elementów zawieszenia i układu kierowniczego wymaga
zajrzenia pod spód samochodu. NaleŜy ocenić stan wahaczy, elementów
spręŜystych, drąŜków kierowniczych i reakcyjnych, stabilizatora i
amortyzatorów zarówno dla przedniego, jak i tylnego 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, nie pozwalające na
bezpieczną jazdę samochodem.
W celu sprawdzenia działania amortyzatorów naleŜy rozkołysać nadwozie
kolejno nad kaŜdym kołem jezdnym. Sprawny amortyzator powinien stłumić
rozkołysane nadwozie po dwóch, najwyŜej trzech wahnięciach.
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.
2
1.1. WYKONANIE BADANIA
Za pomocą podnośnika podnieść samochód tak aby sprawdzane koło nie
stykało się z ziemią. W niektórych samochodach podnośnik musi być ustawiony
pod wahaczem, aby odciąŜona spręŜyna zawieszenia nie spowodowała
skasowania luzów w układzie. Chwycić dłońmi za oponę i poruszać ją
energicznie na boki w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Wykonując ruchy w
płaszczyźnie pionowej moŜna wyczuć luzy w łoŜyskach kół w sworzniach
zwrotnicy oraz w tulei metalowo-gumowej wahacza lub resora. Natomiast
ruszając kołem w płaszczyźnie poziomej moŜna wykryć luzy w łoŜyskach kół,
w przegubach drąŜków kierowniczych oraz w przekładni kierowniczej. Miejsca
pojawienia się luzów zaleŜą od konstrukcji badanego zawieszenia. W celu
dokładniejszego zlokalizowania luzu i miejsc uszkodzeń wymaga się obserwacji
i wyczucia dłonią wspólnych przemieszczeń elementów zawieszenia podczas
poruszania kołem jezdnym (do tego wymagana jest pomoc drugiej osoby).
Sprawdzane koło wprowadzić w powolny ruch obrotowy osłuchując
piastę koła. Koło powinno obracać się bez oporów (opory wystąpią w przypadku
koła napędzanego) i nienaturalnych odgłosów szumów i zgrzytów.
Występowanie tych zjawisk będzie świadczyło o uszkodzeniu łoŜysk lub
ocieraniu szczęk hamulcowych (lub klocków) o bęben (lub tarczę).
W podobny sposób sprawdzić w zawieszeniu tylnym stan łoŜysk kół oraz
elementy prowadzenia koła. Ich określenie wymaga znajomości budowy danego
zawieszenia.
1.2. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z budową zawieszenia samochodu
ze szczególnym wskazaniem na miejsca, w których naleŜy spodziewać się
ewentualnych luzów i nieprawidłowości oraz z metodami przeprowadzania ich
kontroli bez szczególnego nacisku na wielkości pomiarowe, lecz stwierdzenie
czy luzy nie zagraŜają bezpiecznemu uŜytkowaniu pojazdu i ocenę czy element
nadaję się do regulacji lub do wymiany.
3
1.3. PRZEBIEG LABORATORIUM
Badaniu zostało poddane zawieszenie przednie samochodu naszego kolegi
marki Škoda Felicia rocznik 97’
W skład zawieszenia i układu kierowniczego wchodzi:
Wahacz poprzeczny, kolumna McPherson’a, drąŜki kierownicze zakończone
przegubami kulistymi,. Połączone listwą zębatą stanowiącą przekładnie
kierowniczą.
Po podniesieniu samochodu na podnośniku kolumnowym jeden z kolegów
próbował poruszyć kołem w płaszczyźnie poziomej, pionowej i wprawiał koło
w ruch obrotowy. Drugi obserwował nasłuchiwał i organoleptyczne badał skutki
poruszania kołem. W wyniku przeprowadzanych obserwacji stwierdzono lekkie
przemieszczenia w lewym kole wywołane luzem w łoŜysku koła oraz
nieznaczne szumy przy jego obracaniu, co mogłoby świadczyć o zuŜyciu
łoŜyska. Wspólnie z kolegami stwierdziliśmy, Ŝe szumy nie są głośne i jeszcze
nie kwalifikują łoŜyska do wymiany. ŁoŜysko, które zastosowane jest w tym
samochodzie nie podlega regulacji.
Dalsze badania nie wykazały Ŝadnych luzów, szumów i nieprawidłowości
związanych z brakiem śrub, nakrętek oraz odkształceń elementów zawieszenia i
układu kierowniczego.
Luz koła kierownicy jest duŜo mniejszy niŜ szerokość dłoni, co jednoznacznie
świadczy o dobrym stanie układu kierowniczego.
1.4. Literatura:
Diagnostyka Samochodów Osobowych WKŁ 1991 Krzysztof Trzeciak;
Czasopismo Auto Expert nr 6/98 oraz nr 10/99
4
2. 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).
Dla poprawnego toczenia się kół samochodu (bez poślizgu między oponą a
jezdnią) w ruchu prostoliniowym na zakręcie, a takŜe dla zapewnienia zdolności
utrzymywania prostoliniowego kierunku ruchu samochodu konstruktorzy podają
optymalne wartości kątów ustawienia kół i układu kierowniczego z
dopuszczalnymi odchyłkami dla przedniej i tylniej osi. Kąty ustawienia kół
tylnych występują w zawieszeniach niezaleŜnych samochodu i poprawiają
prowadzenie samochodu.
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. Nie mniej
jednak przeprowadza się ich pomiary kontrolne (zwłaszcza w samochodach po
wypadkach lub mające znaczny przebieg).
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.
Najmniejsze zuŜycie opon, najmniejszy opór toczenia uzyskuje się wtedy, gdy
koła ustawione są dokładnie do jazdy na wprost. W czasie toczenia się koła w
płaszczyźnie styku opony z jezdnią występuje siła oporu toczenia skierowana do
tyłu, która wywołuje moment przenoszony przez drąŜek układu kierowniczego.
5
Na skutek podatności, występujących szczególnie w przegubach wahaczy,
moment ten powoduje nieznaczne przesunięcie się kół do tyłu. Dlatego dla
uzyskania w czasie jazdy ustawienia kół do jazdy na wprost, naleŜy w stojącym
pojeździe ustawić koła zbieŜne. JeŜeli tego nie uczynimy, nie uzyskamy
całkowitego pola styku kół z nawierzchnią, przenoszącego siły podłuŜne i
poprzeczne. RozbieŜnie ustawione koła będą toczyły się z częściowym
poślizgiem ich części, w efekcie, czego nastąpi zwiększone zuŜycie
wewnętrznej części bieŜnika opony.
W przypadku pojazdu z napędzaną osią przednią występuje siła napędowa
skierowana do przodu, która wywołuje moment, powodujący zbliŜenie się do
siebie przednich części kół.
W związku z tym w takim wypadku stosujemy rozbieŜnie ustawienie kół. Z
kolei niektórych zawieszeniach ze względu na ich własności elastokinetyczne
stosowne jest ustawienie kół zbieŜne.
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’. Oprócz wartości nominalnej kąta pochylenia koła istotna jest równieŜ
jego tolerancja wynosząca zwykle ± 30’. WaŜne jest równieŜ dopuszczalna
róŜnica między kątami pochylenia prawego i lewego koła, która nie powinna
przekraczać 30’.
W zawieszeniach z wahaczami skośnymi istnieje niebezpieczeństwo pojawienia
się zbyt duŜy ujemnych kątów pochylenia kół w samochodach przy
6
maksymalnym obciąŜeniu. Prowadzi to do zmiany kształtu pola nacisku koła na
jezdnię, co powoduje powstanie poślizgu na jego części, nagrzewanie się opon
oraz szybkie i nierównomierne ich zuŜycie.
Zmiana kątów pochylenia kół wynika równieŜ z kinematyki zawieszenia.
Podczas jazdy na zakręcie następuje przechył poprzeczny nadwozia,
powodujący zmiany w pochyleniu kół. RównieŜ siły boczne powodują podobne
zmiany, co wiąŜe się z podatnością zawieszenia i układu kierowniczego.
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 powoduje większe trudności w konstruowania
zwrotnicy niŜ dodatni, ale zapewnia samochodowi cenną własność
samoczynnego korygowania 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.
Kąt wyprzedzenia osi zwrotnicy wynika z zaleŜności elastokinetycznych danego
pojazdu. Głównym jego zadaniem jest uzyskanie odpowiedniego momentu
stabilizacyjnego kół, utrzymującego kierunek jazdy na wprost i odpowiednie
zachowanie się pojazdu na zakręcie.
2.1. OGÓLNE ZASADY REGULACJI USTAWIENIA KÓŁ
W celu prawidłowego dokonania regulacji potrzebna jest znajomość ustalonych
prze 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”. Nie jest to wynik niewiedzy lub braku zdecydowania
autorów instrukcji, lecz waŜna informacja dla diagnosty, Ŝe w podanym zakresie
powinien szukać wielkości optymalnych dla konkretnego uŜytkownika pojazdu.
Np. w tych konstrukcjach zawieszeń, gdzie kąt pochylenia koła zmienia się
stosownie do obciąŜenia od wartości dodatnich do zerowej lub nawet ujemnej,
7
naleŜy wyznaczonym przez instrukcję zakresie wybierać ustawienie
odpowiadające najczęściej występującemu obciąŜeniu regulowanego pojazdu.
To samo dotyczy ustawienia zbieŜności kół przednich, która przy zmiennym
kącie pochylenia kół równieŜ ulega zmianom zaleŜnym od obciąŜenia.
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.
2.2. 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. Mechaniczny pomiar pochylenia koła i wyprzedzenia
8
osi zwrotnicy odbywa się przy pomocy kątomierzy przystawianych do obręczy
kół i sworzni zwrotnic na dokładnie wypoziomowanym stanowisku
pomiarowym. Rozmaitość rozmiarów i typów konstrukcji zawieszeń przy
ograniczonej uniwersalności mechanicznych narzędzi pomiarowych zmusza do
korzystania z wielu ich kompletów przystosowanych do poszczególnych typów i
marek samochodów. Mechaniczne mierzenia zbieŜności wykonuje się przy
pomocy listwy mierniczej, przykładanej do obręczy.
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 prze 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. Komputer porównuje
dane z tych pomiarów z wartościami wzorcowymi wprowadzonymi do jego
pamięci i wyświetla wynik na ekranie w postaci liczbowej lub graficznej.
Urządzenia komputerowe w porównaniu z mechanicznymi i optycznymi
odznaczają się znacznie większą szybkością działania (komputer podpowiada
kolejne czynności), łatwością obsługi praktycznie nieograniczoną
uniwersalnością w zastosowania do rozmaitych marek i typów pojazdów pod
warunkiem wprowadzenia do komputerowej pamięci ich danych regulacyjnych.
9
2.3. METODY REGULACJI
Sposób regulacji ustawienia kół zaleŜy przede wszystkim od konstrukcji
zawieszenia. Sztywne tylne mosty napędowe nie podlegają Ŝadnym zabiegom
regulacyjnym, zachowując zerową wartość zbieŜności i pochylenia kół. Sztywne
osie i mosty przednie wymagają 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). ZaleŜy on od
obciąŜenia i spręŜystości resorowania, więc podlega jedynie sprawdzaniu
stopnia zuŜycia (odkształcenia) resorów lub spręŜyn.
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. ZbieŜność zmienia się w kierunku dodatnim, gdy przekładamy
podkładki z przedniej śruby na tylną. Te same podkładki słuŜą równocześnie do
regulacji kąta pochylenia koła, które zawsze najpierw regulujemy odsuwając lub
przybliŜając względem nadwozia oś górnego wahacza prze wyjmowanie lub
dokładanie podkładek dystansowych symetrycznie na obydwu śrubach
mocujących. Po ustawieniu odpowiedniego kąta pochylenia regulujemy,
zbieŜność nie zwiększając juŜ ani nie zmniejszając ogólnej liczby podkładek, a
tylko róŜnicując grubość ich pakietu na śrubach mocujących.
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
10
przewidzianą przez konstruktora wartość pod warunkiem prawidłowego
zamontowania zwrotnicy i nie odkształconej przedniej części nadwozia.
W przednich zawieszeniach z wykorzystaniem kolumn McPherson takŜe kąt
pochylenia koła nie podlega w zasadzie regulacji (w niektórych konstrukcjach
moŜliwa jest nieznaczna zmiana połoŜenia zwrotnicy względem podstawy
amortyzatora dzięki owalnym otworom śrub mocujących).
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.
2.4. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia było zapoznanie studentów z ogólnymi zasadami i metodami
sprawdzania kątów w geometrii zawieszenia oraz powiązania, jakie między nimi
zachodzą.
A takŜe, poznanie budowy i zasady działania przyrządu do kontroli geometrii
zawieszenia PKO-4
11
2.5. PRZEBIEG LABORATORIUM
Diagnozowaniu został poddany samochód naszego kolegi, marki Škoda Felicja
rocznik 97’(budowa zawieszenia została opisana w poprzednim sprawozdaniu).
Przed rozpoczęciem badania sprawdziliśmy ciśnienie w ogumieniu oraz stan
zawieszenia(luzy, odkształcenia itp.).
Do przeprowadzenia ćwiczenia stosowaliśmy przyrząd optyczny do kontroli
ustawienia kół samochodu typu PKO-4.(Przedstawiony na rysunku poniŜej)
Laboratorium przebiegało w następujących etapach:
2.5.1. wykonanie pomiaru bicia kół i jego kompensacja.
- unieśliśmy pojazd na wysokość zapewniające swobodny obrót kół.
- zamocowaliśmy projektory na tarcze kół przednich i przesunęliśmy je
na prowadnicach w takie połoŜenie, aby oś obrotu koła i oś obrotu
projektora były w jednej linii.
- ustawiliśmy liniał zbieŜności równolegle do osi przedniej samochodu tak,
aby podziałka znajdowała się w osi optycznej rzutnika. Odległość
podziałki od osi przedniej zaleŜne jest od średnicy tarczy kół i tak, dla
tarcz 13" odległość ta wynosi 1,65 m.
- jedną ręką obracaliśmy koło a drugą utrzymywaliśmy rzutnik tak, aby
świetlny wskaźnik znajdował się na podziałce. Poziome przesunięcie
wskaźnika pokazuje wartość bicia zamocowania projektora do tarczy
koła.
- obracając pokrętłami regulacyjnymi kompensatora ustawiliśmy wiązkę
świetlną na podziałce odpowiadającej średniej wartości bicia, aŜ do
uzyskania zerowej wartości bicia.
12
- pod badany samochód podstawiliśmy obrotnicę tak aby koła spoczywały
na środku tarcz obrotnic.
- opuściliśmy samochód i kilkakrotnie dociąŜyliśmy go naciskając ręką na
zderzak w celu rozpręŜenia się przedniego zawieszenia.
Wykonaliśmy następujące pomiary (zestawienie wszystkich wyników pomiaru
przedstawiliśmy w tabeli zamieszczonej na końcu opisu):
2.5.2. 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.
- obracaliśmy kołem kierownicę tak, aby doprowadzić do jednakowych
wskazań na obu podziałkach.
- ustawiliśmy ekrany z przodu samochodu równolegle do osi kół w
odległości 1,2 m.
- skierowaliśmy wiązkę światła na strzałkę na ekranie i wyregulowaliśmy
ostrość wiązki światła.
- obróciliśmy rzutnik w dół sprowadzając wskaźnik świetlny na dolną
podziałkę kątową i odczytaliśmy kąt pochylenia koła.
2.5.3. Pomiar kąta pochylenia sworznia zwrotnicy:
- obracając projektorem skierowaliśmy wiązkę świetlną na środek ekranu,
- obróciliśmy kołem kierownicy, po zluzowaniu obrotnic, tak aby
sprowadzić wiązkę światła w okolicę strzałki wskazującą kierunek
poziomy i wyregulowaliśmy ostrość i połoŜenie plamki na strzałce.
- skręciliśmy badane koło na zewnątrz i odczytaliśmy kąt pochylenia
sworznia na obwodzie podziałki kątowej
2.5.4. Pomiar kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy:
- ustawiliśmy ekrany z boku pojazdu, prostopadle do jego osi przedniej w
odległości 1,2 m od środka tarczy koła. Strzałka linii poziomej ekranu
została skierowana do przodu pojazdu
- ustawiliśmy koła przednie do jazdy na wprost
- projektor skierowaliśmy w dół i przesunęliśmy wzdłuŜ prętów tak, aby
jego zwierciadło znajdowało się moŜliwie blisko osi koła i ustawiliśmy
wiązkę światła odbitą w zwierciadle w środku ekranu
13
- skręciliśmy koło badane do wewnątrz tak by wierzchołek plamki
świetlnej zetkną się z grotem strzałki poziomej ewentualną korektę
przeprowadziliśmy poprzez regulację kąta ustawienia lusterka
- skręciliśmy koło na zewnątrz i odczytaliśmy kąt wyprzedzenia sworznia
zwrotnicy na obwodzie podziałki. Kąt ten jest dodatni, jeŜeli odczyt
nastąpił na dolnej części podziałki kątowej
2.5.5. Pomiar zbieŜności:
- skierowaliśmy koła do jazdy na wprost, przed i za kołem ustawiliśmy
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 skierowaliśmy na podziałkę przedniego liniału i
odczytaliśmy wskazanie plamki następnie obróciliśmy projektor i
odczytaliśmy wartość wskazań na tylnim liniale, a następnie obliczyliśmy
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
2.5.6. Pomiar całkowitego skrętu kół:
- ustawiliśmy koła do jazdy na wprost
- skręciliśmy koła w prawo do oporu i odczytaliśmy wartość wskazywaną
przez wskaz na obrotnicy lewej i prawej następnie skręciliśmy koła do
oporu w lewo i odczytaliśmy wartości z podziałki obrotnicy
2.6. ZESTAWIENIE WYNIKÓW:
Kąt pochylenia koła
Kąt pochylenia sworznia zwrotnicy
Kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy
ZbieŜność
Kąt skrętu kół max.
L
+2º30˝
+1º30˝
+0º50˝
+2,5mm
36º
31º
P
+1º20˝
+1º30˝
+1º25˝
30º
34º
Powinno być
0º20˝±30˝
brak danych
1º30˝±45˝
+0 do 1
brak danych
14
2.7. WNIOSKI:
Wartość kąta pochylenia koła odbiega dość znacznie od wartości prawidłowej a
takŜe prawa strona bardzo róŜni się lewej. Przyczyną tego moŜe być
niedociąŜenie pojazdu podczas pomiaru nie jest to wskazane w dołączonej do
laboratorium instrukcji. Kąt ten w tym konkretnym samochodzie jest nie
ustawialny.
Wartość kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy mieści się w granicy błędu, ale
ma duŜe odchyłki między prawą a lewą stroną. Przyczyną tej odchyłki moŜe być
odkształcenie zawieszenia z lewej strony przy najechaniu z duŜą prędkością na
jakąś przeszkodę np.: dziurę w jezdni. Ta hipoteza ma swoje uzasadnienie,
poniewaŜ kąt pochylenia koła jest równieŜ nie prawidłowy. Wynika z tego, Ŝe
siła uderzenia mogła zastać przyłoŜona do koła pod kątem 45º do osi koła.
Wartość zbieŜności nie mieści się w granicy tolerancji i przekracza ją, o co
najmniej 1,5mm. MoŜe to być równieŜ spowodowane nie dociąŜeniem pojazdu
podczas pomiarów.
2.8. Literatura:
Diagnostyka Samochodów Osobowych WKŁ 1991 Krzysztof Trzeciak;
Czasopismo Auto Expert nr 6/98 oraz nr 10/99
15
SPIS TREŚCI
1. Badanie luzów w układzie kierowniczym .....................................................2
1.1 Wykonanie badania .......................................................................................3
1.2 Cel ćwiczenia ................................................................................................3
1.3 Przebieg laboratorium ...................................................................................4
1.4 Literatura .......................................................................................................4
2. Wpływ geometrii układu jezdnego na rozkład sił pomiędzy kołem a jezdnią 5
2.1 Ogólne zasady regulacji ustawienia kół .........................................................7
2.2 Sposoby pomiaru ustawienia kół ....................................................................8
2.3 Metody regulacji ...........................................................................................10
2.4 Cel ćwiczenia ................................................................................................11
2.5 Przebieg laboratorium ..................................................................................12
2.5.1 Wykonanie pomiaru bicia kół i jego kompensacja ..................................12
2.5.2 Pomiar kąta pochylenia koła ....................................................................13
2.5.3 Pomiar kąta pochylenia sworznia zwrotnicy ............................................13
2.5.4 Pomiar kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy .......................................13
2.5.5 Pomiar zbieŜności ....................................................................................14
2.5.6 Pomiar całkowitego skrętu kół .................................................................14
2.6 Zestawienie wyników ...................................................................................14
2.7 Wnioski .........................................................................................................15
2.8 Literatura ......................................................................................................15
16