Pomiar geometrii ustawienia kół i osi w pojazdach użytkowych

Статьи в процессе перевода.

Autor: Sławomir Kocznur (e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript )
Miejsce publikacji: "Transport-Technika motoryzacyjna" - styczeń 2000r. nr 1

Prawidłowe ustawienie kół i osi samochodów ciężarowych, ze względu na ich dużą masę i prędkości, ma bardzo duży wpływ na bezpieczeństwo ruchu drogowego. Poza tym złe ustawienie kół i osi przynosi straty na skutek zmniejszenia trwałości ogumienia i zwiększonego zużycia paliwa.

Badania dowiodły, że jeżeli w samochodzie 3-osiowym jedna z osi tylnych jest nieprostopadła do osi ramy o 0°10', to po przejechaniu 1000 km opony zużyją się tak, jakby przesuwano je w bok przez prawie 3 km. Ciągnięcie naczepy z osiami nieprostopadłymi do osi ramy o 1° może spowodować zużycie paliwa większe o ponad 10%.

Najczęściej spotykanym stanowiskiem do pomiaru geometrii kół i osi pojazdów użytkowych jest kanał warsztatowy. Nawierzchnia przy kanale musi być płaska, twarda i wypoziomowana. W celu zachowania właściwej dokładności pomiaru, dopuszczalny błąd płaskości i wypoziomowania nie powinien przekraczać 2 mm na 1000 mm długości - jest to urzędowy wymóg dla stacji kontroli pojazdów (wówczas dokładność pomiaru kątów pochylenia kół wynosi ±7'). Producenci przyrządów do kontroli geometrii zalecają często, aby dopuszczalny błąd płaskości i wypoziomowania nie przekraczał 1 mm na 1000 mm długości. W przypadku trudności z uzyskaniem takiego wypoziomowania dla całej powierzchni stanowiska, można ograniczyć się do punktów spoczywania kół, choć ze względu na duże różnice w rozstawie osi w pojazdach o masie powyżej 3,5 t jest to również niełatwe.

Oprócz stanowiska kanałowego do pomiaru geometrii kół i osi można korzystać z podnośników kolumnowych, wykonując pomiary na takiej wysokości, na której pomosty podnośnika są w poziomie. Przy wyborze stanowiska należy uwzględnić sposób obsługi i indywidualne uwarunkowania konkretnego przyrządu, w który dany warsztat jest lub ma być wyposażony. Zawsze należy pamiętać, aby tylne koła znajdowały się na tym samym poziomie co przednie. Dlatego w przypadku stanowiska kanałowego obrotnice najwygodniej jest wpuścić w podłoże wykonując odpowiednie zagłębienia. Można też stosować płyty wyrównawcze pod tylne koła. O ile jest to możliwe, kanał powinien być ustawiony w sposób przejazdowy. Ma to szczególne znaczenie przy sprawdzaniu geometrii kół i osi w naczepach i przyczepach. Ponadto droga dojazdowa do kanału musi być prostoliniowa na odpowiednio długim odcinku, aby np. autobusy przegubowe można było ustawić tak, by koła znajdujące się za przegubem były w położeniu do jazdy "na wprost". Naniesienie na nawierzchni stanowiska linii w osi podłużnej obrotnicy ułatwia właściwe ustawienie pojazdów.

Na rynku polskim, podobnie jak w innych krajach, mały jest wybór przyrządów do pomiaru geometrii kół pojazdów o masie powyżej 3,5 t. Wielu producentów sprzętu diagnostycznego nie ma w swojej ofercie takich przyrządów. Urządzenie do diagnostyki geometrii kół pojazdów użytkowych powinno spełniać następujące warunki (wg Warunków Technicznych Instytutu Transportu Samochodowego WT-ITS/25/ 94-ZDO):

• umożliwiać zamocowanie zespołów pomiarowych na różnych typach obręczy kół stalowych i aluminiowych o średni­ cach 14-22,5",
• umożliwiać wykonanie prawidłowego pomiaru dla rozstawu osi w zakresie 0-min. 8000 mm,
• gwarantować dopuszczalny nacisk koła na jedną obrotnicę rzędu 5000 daN,
• być odporne na zanieczyszczenia, zapylenie, szok termiczny, wstrząsy oraz wpływ zewnętrznego pola elektromagnetycznego i elektrycznego,
• gwarantować powtarzalność uzyskiwanych wyników pomiarów,
• zapewniać stabilność obwodów pomiarowych przez co najmniej 6 miesięcy bez kalibrowania,
• zapewniać możliwość sprawdzenia dokładności wskazań oraz przywrócenia utraconej zdolności pomiarowej przez ponowną kalibrację,
• umożliwiać wykonanie kompensacji bicia układu koło-zacisk lub stosować technologię pomiaru eliminującą bądź w inny sposób uwzględniającą to zjawisko.

O wyborze urządzenia konkretnego producenta powinny decydować względy techniczne i ekonomiczne, organizacja serwisu (przede wszystkim, czy jest on dostępny w kraju), sposób szkolenia przewidziany przez producenta lub importera, umiejętności diagnosty, posiadanie przez producenta lub jego przedstawiciela systemu jakości zgodnego z wymaganiami norm serii ISO 9000 poświadczonego odpowiednim certyfikatem. Dodatkowym czynnikiem wpływającym na wybór przyrządu może być posiadanie przez niego certyfikatu zgodności wydanego przez ITS. Certyfikat taki jest wprawdzie wymagany dla urządzeń, które pracują w stacjach kontroli pojazdów, ale przyrządy które go mają można bezpiecznie eksploatować w myśl polskich przepisów. Poza tym, przejście kosztownej i skomplikowanej drogi certyfikacyjnej świadczy o kondycji finansowej firmy i poważanym podejściu do polskiego rynku.

Obecnie najbardziej rozpowszechniony w polskich warsztatach jest przyrząd GTL Truck produkowany przez "Precyzję" z Bydgoszczy, który w różnych konfiguracjach pracuje już w ponad 130 stacjach. Umożliwia on pomiar następujących parametrów informujących o geometrii kół pojazdu:

• zbieżności połówkowej kół przednich,
• zbieżności całkowitej kół przednich i tylnych,
• kątów pochylenia kół przednich i tylnych,
• kątów nierównoległości osi kół,
• bocznego przestawienia osi jezdnych względem osi symetrii ramy,
• kątów wyprzedzenia osi sworzni zwrotnic,
• kątów pochylenia osi sworzni zwrotnic,
• różnicy kątów skrętu kół przy skręcie o 20°.

Wymiary wgłębień pod obrotnice przyrządu GTL Truck

W GTL Truck wykorzystano m.in. skupione wiązki światła wysyłane w postaci precyzyjnych promieni lasera oraz sygnały elektryczne przekazywane przez specjalistyczne wychyleniowe (grawitacyjne) czujniki optoelektroniczne i czujniki potencjometryczne. Czujniki elektroniczne, dzięki cyfrowemu przetwarzaniu sygnału, współpracują z odpowiednio oprogramowanym mikroprocesorem. Wartości pomierzonych kątów pionowych i kątów zbieżności połówkowych wraz z ich nazwami są wyświetlane bezpośrednio na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym, umieszczonym ergonomicznie w obudowie zespołu pomiarowego. Diagnosta przebywający w kanale i wykonujący czynności regulacyjne może obserwować zmiany parametru regulowanego na dodatkowych wyświetlaczach połączonych z zespołami pomiarowymi. Do ustawienia zespołów pomiarowych w poziomie jest wykorzystywana tzw. elektroniczna poziomnica. Przyrząd pamięta wartości zmierzonych kątów badanego pojazdu. Pomiar kątów wyprzedzenia i pochylenia osi sworzni zwrotnic jest realizowany jednocześnie, przy jednorazowym skręcie kół w lewo i w prawo.

Zespoły pomiarowe przyrządu GTL Truck są zasilane bezprzewodowo przy użyciu umieszczonych w nich na stałe pakietów baterii akumulatorów. Są one automatycznie doładowane po każdym odłożeniu zespołów pomiarowych na stanowisku odkładczym. Istnieje również możliwość przewodowego zasilania zespołów pomiarowych podłączonych do zasilacza.

Zespół pomiarowy przyrządu do pomiaru geometrii GTL Truk

Kompensację bicia układu koło-zacisk przeprowadza się w sposób mechaniczny, przy wykorzystaniu specjalnego zacisku. Osoby, które znają kompensację mechaniczną z przyrządów typu PKo, zdziwią się jak prosto i szybko jest ona realizowana w GTL Truck. W ciągu jednego obrotu koła, w trzech jego położeniach za pomocą dwóch śrub regulacyjnych można dokładnie skompensować bicie. W testach osoby, które po raz pierwszy przeprowadzały kompensację mechaniczną, radziły sobie z nią bez żadnego problemu.

Sprawdzenie geometrii kół tylnych powinno być wykonywane względem osi symetrii ramy pojazdu. Pomiar względem osi symetrii ramy ma szczególne znaczenie przy długich zestawach ze względu na niebezpieczeństwo "zamiatania" tyłem składu pobocza drogi lub środka jezdni.

W pomiarach geometrii kół tylnych osi wykorzystuje się specjalne liniały pomiarowe oraz niskoenergetyczne lasery półprzewodnikowe umieszczone w zespołach pomiarowych. Posłużenie się wiązką światła laserowego umożliwia pomiar nawet przy bardzo intensywnym nasłonecznieniu. Liniały pomiarowe służą do bazowania na ramie pojazdu podczas pomiaru geometrii kół. Do pomiarów wykorzystuje się zawsze dwa liniały pomiarowe zawieszając je w określonych miejscach ramy (oddalonych od siebie o minimum 2 m), w zależności od rodzaju pojazdu oraz od tego, które z kół mają być mierzone. W przypadku trudności z zahaczeniem liniałów pomiarowych o ramę pojazdu (sytuacja częsta w autobusach, zwłaszcza niskopodwoziowych) można wykorzystać specjalne uchwyty magnetyczne. Przyrząd jest także wyposażony w zawiesie do naczepy, które umożliwia bazowanie liniału pomiarowego na czopie naczepy oraz w zawiesie do przyczepy, które zapewnia mocowanie i jednoznaczne bazowanie na uchu pociągowym przyczepy.

Przyrząd GTL Truck umożliwia zastosowanie specjalnego interfejsu komputerowego. Dzięki temu można bezprzewodowo transmitować dane z zespołów pomiarowych na komputer klasy PC ze specjalnym oprogramowaniem. Należy podkreślić, że współpracujący z GTL Truck komputer nie musi być z nim na stałe powiązany. Może on stanowić wyposażenie innego przyrządu, czy też pracować na zapleczu warsztatu.

Działanie i możliwości oprogramowania wspomagającego pomiar są następujące:

• dane o pojeździe i użytkowniku wpisuje prowadzący pomiar. Znajdą się one później w nagłówku protokołu sprawdzenia i pozwolą na każdorazową identyfikację samochodu przy kolejnych pomiarach,
• transmisja wszystkich pomiarów wykonanych elektronicznie,
• dane z pomiarów wykonywanych mechanicznie dla poszczególnych osi ciągników, naczep, przyczep czy autobusów należy wpisać w wyszczególnione rubryki zgodnie z odczytami z ekranów pomiarowych - będą one podstawą do wyliczeń parametrów pośrednich,
• pełne wyniki pomiarów program przedstawia na protokole pomiarów, który może zostać wydrukowany i/lub zachowany w pamięci komputera.

Wydruk pomiarowy z przyrządu GTL Truck

Należy podkreślić, że wyposażenie dodatkowe (dodatkowe wyświetlacze, liniały pomiarowe i interfejs komputerowy) mogą być stosowane również w przyrządach GTL Truck starszego typu. Konstruktorzy "Precyzji" pracują w obecnej chwili nad zaciskami mocującymi zespoły pomiarowe GTL Truck do samochodów Star, pozwalającymi na wykonanie pomiarów bez przeprowadzania kompensacji układu koło-zacisk (a tym samym bez czasochłonnego podnoszenia poszczególnych osi samochodu).

Mechanicy samochodowi pragnący poznać podstawy teoretyczne geometrii kół samochodowych i obsługę przyrządu GTL Truck mogą uczestniczyć w jednodniowych zajęciach w Ośrodku Szkolenia Diagnostów zorganizowanym przez producenta urządzenia.

Można już kupić w "Precyzji", w Bydgoszczy katalog "Dane naprawcze i analizy spalin samochodów ciężarowych" niemieckiego wydawnictwa Krafthand ("Reparatur- und AU-Daten Nutzfahrzeuge"). W katalogu zawarte są dane silnika, momenty dokręcenia, układ wtrysku, instalacja elektryczna, podwozie, koła, układ hamulcowy. Do analizy spalin podany jest numer sondy, sposób pomiaru, temperatura cieczy chłodzącej i oleju oraz dane dotyczące kontroli geometrii kół.