KONTROLA I REGULACJA MECHANIZMU JEZDNEGO

KONTROLA I REGULACJA MECHANIZMU JEZDNEGO

W celu zmniejszenia siły, niezbędnej do utrzymania i zmiany kierunku jazdy, koła, jak również sworzeń zwrotnicy powinny zaj-mować określone położenie względem osi geometrycznych pojazdu. Znaczenie regulacji mechanizmu jezdnego, poza właściwościami jezd-nymi samochodu, dotyczy również obciążenia ogumienia. W przy-padku niewłaściwych parametrów zużycie ogumienia w porównaniu ze zużyciem normalnym może wzrosnąć wielokrotnie, co wywiera szczególnie niekorzystny wpływ na koszty eksploatacyjne samocho-du. Niezależnie od tego odpowiednia stabilizacja jazdy wymaga do­kładnego wyważenia kół i doskonałych amortyzatorów.

Sprawdzenie mechanizmu jezdnego ze względu na ocenę zu-życia połączeń części i na odkształcenia, spowodowane przez oddzia-ływania zewnętrzne jest tak samo ważne na szczeblu przemysłu na­prawczego jak przy utrzymywaniu pojazdów. Całkowita kontrola mechanizmu jezdnego składa się z wielu czynności. W przypadku mechanizmu jezdnego z niezależnym zawieszeniem należy określić pochylenie i zbieżność kół, usytuowanie sworzni zwrotnicy względem kierunku prostopadłego do kierunku jazdy, czyli kąt pochylenia sworzni zwrotnicy, pochylenie sworzni zwrotnicy względem kierunku jazdy, czyli kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy, rozbieżności kątów skrętu i ewentualnie bicie tarczy kół.

Ponadto należy dokonać oceny położenia kół tylnych wzglę-dem osi podłużnej, tzw. śladowość, położenie mostu tylnego wzglę-dem mechanizmu jezdnego przedniego, czyli równoległość obu osi, a w przypadku mechanizmu jezdnego tylnego z niezależnym zawie-szeniem nachylenie i zbieżność kół tylnych i wreszcie wyważenie kół i stan amortyzatorów.

Z powyższego wyszczególnienia czynności widać, że spraw-dzanie mechanizmu jezdnego nie może być uważane za zadanie pros-te. Stwierdzenie to jest prawdziwe szczególnie wówczas, gdy weź-

mierny pod uwagę, iż pomiar przedstawionych danych regulacyjnych należy przeprowadzić na częściach wielkowymiarowych, geometrycz­nie nieokreślonych lub trudno dostępnych, z dokładnością 0,2—0,5 mm lub 15—30'. Proste i dziś już tradycyjne pomiary, takie jak np. po­miar pochylenia kół za pomocą pionu, ocena zbieżności kół listwą pomiarową itd. nie czynią zadość wymaganiom. Wymagania stawia­ne wobec nowoczesnych metod pomiarowych dotyczą, poza większą dokładnością pomiaru, uniwersalności, obniżenia nakładu czasu i wreszcie zastosowania urządzeń odznaczających się estetycznym wyglądem zewnętrznym. Urządzenie z możliwością łatwego odczytu i dużą dokładnością pomiarową wzbudza zaufanie u zainteresowane­go. Czynnik ten ma niebagatelne znaczenie w obsłudze lub w dzie­dzinie przemysłu naprawczego.

4.1. POMIAR ZBIEŻNOŚCI KÓŁ

W skali światowej przekazano do użytku wiele urządzeń do regulacji mechanizmu jezdnego, które jednak pod względem zasady działania wykazują w stosunku do siebie pewne rozbieżności. W ubiegłych latach spośród urządzeń do kontroli mechanizmu jezdnego na pierwszy plan wysunęły się urządzenia optyczne. Tłumaczy się to w pierwszym rzędzie tym, iż na omawianych urządzeniach można w okresie pomiaru wyeliminować zakłócający wpływ odkształceń tarcz kół, z drugiej strony układy optyczne umożliwiają zwiększenie do­kładności pomiaru. Ponieważ nie ma możliwości szczegółowego omó­wienia wszystkich typów urządzeń, więc w celu przedstawienia no­woczesnej metody pomiarowej, celowe jest wybranie spośród nich tych, które praktycznie stanowić będą pełny przegląd w danej dzie­dzinie. Z uwagi na znaczne pokrewieństwo dostrzegalne w zasadach działania przyrządów, w przypadku szczęśliwego wyboru, będzie moż­na przedstawić praktycznie wszystkie możliwe metody pomiarowe. Z tego względu omawianie pomiaru podstawowych charakterystyk

Rys. 139. Ocena zbieżności kół

regulacyjnych przeprowadzimy ograniczając się do urządzeń firmy Dunlop, Optoflex, PKo-1 produkcji polskiej i Optika Compact.

W instrukcji obsługi samochodów wielkość zbieżności kół podawana jest zwykle jako różnica (B—A) odległości między tarcza­mi kół mierzonych z przodu i z tyłu, a więc odniesionych do kra-wędzi tarczy (rys. 139). Jeśli tarcze nie są odkształcone, to różnica wymiarowa może być określona również tradycyjnie listwą do po­miaru zbieżności, chociaż dokładność odczytu nie będzie dostateczna. Natomiast sytuacja od razu zmienia się, gdy weźmiemy pod uwagę, że obciążenia związane z użytkowaniem (np. uderzenie o krawędź chodnika) wcześniej czy później spowodują takie odkształcenia tar­czy, które nierzadko przekraczają różnicę odległości zbieżności kół, zmierzonych na krawędzi koła. Dokładność pomiarowa urządzenia zwierciadłowego do pomiaru zbieżności kół „Dunlop' (rys. 140) jest

Rys. 140. Przyrząd Dunlop z lustrem do pomiaru zbieżności kół

zadowalająca, tym niemniej urządzenie nie może być uważane za rozwiązanie doskonałe, ponieważ szkodliwy wpływ odkształcenia tar­czy może być wyeliminowany jedynie przez uśrednienie większej ilości pomiarów. Mimo to celowe jest poznanie metody optycznej jako przykładu podstawowego. Za pomocą urządzenia „Dunlop' mierzy­my właściwie kąt zawarty między kołami, utworzony z ich zbież-

ności, co można przeliczyć ze specjalnej skali na różnicę wymiarów odniesionych do krawędzi tarczy. Przy pomiarze końcówki stykowe Urządzenia A opieramy na krawędziach tarczy badanych kół i tym parnym prawe i lewe podłużne pręty boczne urządzenia zajmują po­łożenie odpowiadające kierunkowi ustawienia tarcz kół. Na elemen-

!ie urządzenia usytuowanym na lewym kole znajduje się lustro B,

po prawej stronie znajduje się ekran C zawierający jeden znak oraz

peryskop D. Jeśli zbieżność kół jest zerowa, czyli jeśli obie tarcze kół

znajdują się w płaszczyznach dokładnie do siebie równoległych, to

znak na ekranie usytuowanym po stronie peryskopu odbija się od równolegle z nim umieszczonego lustra identycznym śladem i w ten sposób znak na ekranie i obraz pręta kontrolnego umieszczonego w peryskopie są widoczne w położeniu środkowym względem siebie (rys. 141).

W przypadku kół zbieżnych obie części urządzenia przyjmu­ją położenie ukośne tak, że wzajemne usytuowanie lustra i ekranu ulega zmianie. Do ustawienia obu znaków w 'pozycji pierwotnej na-

leży przekręcić peryskop za pomocą dźwigni umieszczonej w prawej części urządzenia {rys. 140,E). Przeprowadzenie zatem pomiaru polega tylko na tym, że przez peryskop oceniamy położenie znaku na ekra­nie i pręta kontrolnego, a następnie dźwignią E pokręcamy peryskop tak długo, aż ekran zawierający oznakowanie i lustro znajdą się w położeniu wzajemnie równoległym.

Doprowadzenie do położenia równoległego wymaga przekrę­cenia dźwigni regulacyjnej w stopniu odpowiadającym skośnemu ustawieniu wynikającemu ze zbieżności kół. Kąt obrotu można odczy­tać z podziałówki F znajdującej się na końcu dźwigni. Ponieważ zbieżność -kół dla danego typu samochodu podawana jest w mm od­niesionych do krawędzi tarczy koła, natomiast na skali F można od­czytać obrót dźwigni regulacyjnej w minutach, należało zapewnić możliwość przeliczania wartości kątowej odpowiadającej zbieżności na mm. Przeliczenie to jest możliwe za pośrednictwem skali ocen G usytuowanej nad dźwignią regulacyjną. Ewentualny zakłócający wpływ odkształcenia tarczy koła w przypadku omawianego urządze­nia może być wyeliminowany przez uśrednienie wyników pomiarów powtarzanych w wielu położeniach koła. W tym celu samochód za­wsze popychamy trochę do przodu w miarę możliwości tak, aby ko­ła obróciły się przynajmniej o 90—120° i powtarzamy pomiar. Jeśli pomiar zbieżności przy trzech różnych położeniach koła da ten sam rezultat, to tarcze koła nie mają usterek, w przypadku wyników roz­bieżnych, zbieżność kół obliczamy jako średnią arytmetyczną, zaś ro: bieżność pomiędzy pomiarami wskazuje na odkształcenie tarczy koła

Główną zaletą nowoczesnych urządzeń optycznych do regu-lacji mechanizmu jezdnego jest możliwość takiego ustawienia ukła­du pomiarowego (zwykle projektorowego), w którym można całkowi­cie wyeliminować błąd pomiarowy wynikający z odkształcenia tarcz kół. W ten sposób staje się możliwa zmiana w każdym kierunku po­łożenia układu projekcyjnego względem tarczy koła. Rama nośna opiera się o krawędzie tarczy koła, do której może być mocowana błyskawicznym zaciskiem mimośrodowym (rys. 142).

Rys. 142. Konstrukcja uchwytu projekcyjnego przyrządu optycznego do ustawiania mechanizmu jezdnego

Aby oś projektora znalazła się na wysokości osi kół, należy

ją przesunąć w kierunku pionowym na ramie. Jeśli teraz podniesie­my koło i zapobiegając ręcznie obracaniu się instalacji projekcyjnej będziemy obracać dookoła badane koło, to w przypadku bicia tarczy kola odchyłka boczna promienia świetlnego będzie dokładnie sygna-lizować wielkość odkształcenia tarczy koła. Jako wynik dodatkowy otrzymujemy bezpośrednio odkształcenie tarczy koła. Dla wyelimi-nowania wpływu odkształcenia tarczy koła oś projektora w większoś-ci instalacji optycznych nie jest mocowana w sposób sztywny do ra­my. Między ramą a płytą umieszczoną na końcu osi projektora jest włączenie sprężyste, płyta zaś może być ustawiona w dowolnym kie­runku względem ramy za pośrednictwem trzech śrub. Czynność usta-wiania daje efekt wówczas, gdy linia środkowa osi projektora do-

kładnie pokrywa się z linią środkową osi kół, czyli gdy promień świetlny nie odchyla sią w żadnym kierunku przy obracaniu koła. Ponieważ do pomiaru optycznego potrzebne są zawsze dwa projekto­ry, w okresie przygotowania pomiaru należy dokonać ich ustawienia na obu przednich kołach.

Ocena zbieżności kół za pomocą urządzenia „Optoflex' wy­konywana jest na tych samych zasadach, zmienia się tylko usytuowa­nie lustra i odczytywanie wyniku pomiaru (rys. 143). Lustro zostało umieszczone za otworem ekranu pomiarowego usytuowanego w kie­runku poprzecznym przed samochodem (prostopadle do osi podłużnej samochodu), natomiast wynik pomiaru podaje podziałówka ekranu.

Rys. 143. Ocena zbieżności kół przyrządem Opto£lex

Przy pomiarze rzutowany krzyż oznakowania skierowujemy przez otwór ekranu pomiarowego na lustro umieszczone za ekranem i za pomocą koła kierownicy obracamy jednym z kół przednich tak długo, aż pionowa gałąź rzuconego znaku odbije się dokładnie na linii pio­nowej narysowanej na powierzchni czołowej optyki rzutnika. W tym przypadku obraz krzyża biegnie do lustra i z powrotem dokładnie po tej samej linii, czyli ustawione koło przyjmuje pozycję prostopadłą do lustra. Po ustawieniu pozycji prostopadłej krzyż skierowujemy na podziałówkę miernika zbieżności umieszczonego nad otworem lustra, a następnie przez poruszanie w kierunku bocznym ekranu dążymy do tego, aby krzyż w tym ustawieniu został rzucony na znak zerowy podziałówki miernika zbieżności. W wyniku więc czynności przygoto­wawczej ustawione koło zajmuje pozycję prostopadłą do ekranu, na­tomiast ukośność drugiego koła odpowiada kierunkowi wynikające­mu ze zbieżności całkowitej (rys. 143, linia ciągła).

Następnie w celu przeprowadzenia właściwego pomiaru usta­wiamy koło po drugiej stronie w pozycji prostopadłej do lustra, na­tomiast na podziałówce ustawionej w przedstawiony już sposób znak instalacji projekcyjnej po drugiej stronie przechodzi dokładnie na wartość podziałówki x odpowiadającą zbieżności.

Naturalnie również to ostatnie ustawienie prostopadłe wy­szukujemy za pomocą krzyża odbitego od lustra. Ponieważ odległość między osią obrotu koła a ekranem, jest ściśle określona, to odległość zmierzona na ekranie jest proporcjonalna do kąta zbieżności. Aby uzyskać wynik pomiaru bezpośrednio w mm, na ekran naniesiono nie podziałówkę kątową, lecz wielkości w mm, odpowiadające określonej wielkości tarczy koła. W przypadku innych wymiarów tarczy koła należy stosować współczynnik korygujący podawany tabelarycznie w instrukcji obsługi.

W konsekwencji zmian odległości bazowej urządzenie typu PKo-1 podaje wartości w mm dla wszystkich wymiarów kół. Pomiar zbieżności kół przeprowadza się w ten sposób, że w określonej od­ległości przed i za badanym mechanizmem jezdnym kładzie się na ziemi po jednym drążku pomiarowym (rys. 144). Na drążkach tych

Rys. 144. Ocena zbieżności kół przyrządem PKo-1

po jednej stronie znajduje się znak trójkątny, po drugiej zaś stronie podziałówka stosowana do oceny zbieżności. Odległość obu drążków od punktu podparcia koła jest identyczna. Do oceny zbieżności w mm odległość tę należy dobrać w zależności od wymiaru, tarczy koła. W części przygotowawczej za pomocą jednego z bocznych projekto­rów przesuwa się drążek z przodu i z tyłu w kierunku bocznym tak długo, aż rzutowany znak trójkątny pokryje znak trójkątny znajdu­jący się na drążku pomiarowym.

W ten sposób osiąga się równoległe ustawienie końców drąż­ków do płaszczyzny tarczy koła. Ponieważ długość drążków pomiaro­wych z przodu i z tyłu jest jednakowa, więc jeśli drugą boczną opty­ką rzutownika oświetlimy podziałówkę znajdującą się z przodu i po-

12 — Diagnostyka samochodu

tern z tyłu, to różnica między odczytami obu podziałówek daje war­tość 'Zbieżności w milimetrach.

Zbieżność kół może być oceniana metodą podobną, jak przy stosowaniu zwierciadłowego miernika zbieżności Dunlop, za pomocą urządzenia HPA Compact, które w porównaniu z dotychczas omówio­nymi może być uznane za najnowsze. Wzajemne położenie kół sygna­lizuje promień świetlny utworzony przez układ soczewek. W porów­naniu ze wszystkimi innymi układami optycznymi urządzenie HPA Compact ma ciekawą właściwość polegającą na tym, że do przepro­wadzenia pełnej kontroli mechanizmu jezdnego nie są potrzebne ekra­ny pomiarowe, a do przeprowadzenia pomiaru konieczny jest jedynie płaski teren.

Do pomiaru zbieżności kół układy optyczne urządzenia Com­pact (rys. 145) należy zamontować na badanych kołach tak, aby wy-

eliminować wpływ odkształcenia tarczy. Promień świetlny nasadki projektora 1 skierowujemy do lustra 2 umieszczonego w drugim ukła-dzie optycznym. Stąd promień świetlny odbija się i pada na podzia-łówką 3, usytuowaną pod nasadką projektora. Na podziałówce, na prostej poziomej odpowiadającej średnicy tarczy badanego koła, otrzy-mujemy bezpośrednio w mm wartość zbieżności (rys. 146).

Po zapoznaniu się z zasadami działania podstawowych zesta­wów można jednoznacznie dostrzec ich pokrewieństwo. Zachodzi ono również w przypadku rozwiązań tutaj nie omawianych tak, że moż­na stwierdzić, iż przedstawione opisy praktycznie pozwalają na zro-zumienie zasad działania wszystkich innych zestawów.

POMIAR KĄTA POCHYLENIA KOŁA

Koła kierowane, a niekiedy również koła mechanizmu jezd-nego tylnego odchylają się od położenia pionowego. Kąt, jaki płasz-czyzna kół stojących na poziomym terenie, w pozycji nieskręconej, tworzy z płaszczyzną równoległą do kierunku jazdy i zarazem pro-stopadłą do podłoża (rys. 147) nazywamy kątem pochylenia koła. Po-chylenie koła jest dodatnie wówczas, gdy górna krawędź koła jest odchylona na zewnątrz w stosunku do osi podłużnej samochodu. Oma-

Rys. 147. Ocena kąta pochylenia koła

wiane wyżej zbieżność i pochylenie kół ściśle się ze sobą wiążą i nie można dokonywać swobodnej zmiany którejkolwiek z nich.

Do określenia kąta pochylenia kół potrzebny jest płaski teren niezależnie od typu stosowanego urządzenia. Obowiązuje przepis, któ-ry przy badaniach mechanizmu jezdnego zezwala na korzystanie tylko z takiego terenu o twardej nawierzchni, którego pochyłość w dowolnym miejscu i w dowolnym kierunku jest mniejsza niż l%o.

Ten surowy przepis należy respektować z tego względu, że pochylenie koła mierzy się zwykle poziomnicą lub wahadłem.

Przyrząd do pomiaru pochylenia kół firmy Dunlop (rys. 148) ocenia kąt pochylenia za pomocą poziomnicy. Jeśli przyrząd zamocu­jemy do badanego ikoła o nieznanym pochyleniu, to poziomnicą 1 znajdująca się na dolnym ramieniu odchyli się z położenia poziome­go. W celu ustawienia jej w pozycji pierwotnej — a więc doprowa-

dzenia pęcherzyka znajdującego się w poziomnicy do położenia środ­kowego — należy pokręcić śrubą 2 znajdującą się przy końcu po­ziomnicy i mającą podziałówkę kątową tak, aby poziomnicą znów znalazła się w położeniu poziomym. Wymaga to przemieszczenia ką­towego o wielkość podziałówfci równą kątowi pochylenia kola. Ponie­waż podziałówka umieszczona na łbie śruby regulacyjnej wskazuje na wielkość ustawienia bezpośrednio w stopniach, to można z niej odczytać kąt pochylenia.

Z badań wynika, że pochylenie boczne terenu zmienia po­miar. Ponieważ może się zdarzyć, że pomiar należy przeprowadzić w takich właśnie warunkach, przyrząd wyposażony jest również w poziomndcę do pomiaru pochylenia terenu 3. W takim przypadku po dokonaniu oceny kąta pochylenia kół a należy położyć urządzenie na ziemi przy styku koła z nawierzchnią dłuższą powierzchnią 4 w kie­runku osi koła, a następnie za pośrednictwem śruby regulacyjnej 5 poziomnicy do pomiaru spadku terenu, określamy kąt nachylenia

bocznego terenu 5, w podobny sposób jak przy pomiarze kątów po­
chylenia kół.              -

Rzeczywisty kąt pochylenia kół, w zależności od spadku tere­nu,.określamy z sumy względnie różnicy obu-kątów (rys. 149).

Urządzenie Optoflex umożliwia przeprowadzenie pomiaru ką­ta pochylenia równocześnie z oceną zbieżności kół. W tym celu w układzie projekcyjnym umieszczono wahadło, którego wskazówka oraz

Rys. 149. Wyeliminowanie przy pomiarze zakłócającego wpływu
niepoziomowości gruntu                                                            .

ipodziałówka niezbędna do oceny są rzutowane przez optykę na ekran kontrolny (rys. 150).

W ten sposób, gdy badane koło ustawiamy w celu określe­nia zbieżności (w kierunku jazdy do przodu), na podzicftówce poja­wiającej się na ekranie, za pomocą równocześnie rzutowanej wska-ffiówki, możemy bezpośrednio odczytać kąt pochylenia kół.

Urządzenie typu PKo-1 ocenia kąt pochylenia kół za pomocą ekranu pomiarowego ustawionego przed kołami (w odległości 1200 mm

ys. 150. Ocena kątów pochylenia kół przyrządem Optoflex

mierzonej od środka koła) (rys. 151). Usytuowanie w kierunku bocz­nym ekranu zawieszonego wahadłowo od góry należy dobrać tak, aby trójkąt rzucony promieniem świetlnym znalazł się na znaku widocz­nym w górnej części ekranu. Jeśli po przygotowaniu, obróciwszy pro­mień świetlny dookoła osi projektora, skierujemy go na podziałówkę kątową widoczną na dolnej krawędzi ekranu, to rzucony promień

Rys. 151. Ocena kątów pochylenia kół przyrządem PKo-1 świetlny, w przeciwieństwie do toru pionowego, odbędzie drogę wzdłuż toru ukośnego, odpowiednio do kąta pochylenia koła. W ten sposób trójkąt wyznaczy na dole dokładnie wartość kąta pochylenia, wyrażoną w stopniach.

Urządzenie HPA Compact mierzy kąt pochylenia koła rów­nież wahadłem (rys. 152). Na wahadle umieszczono lustro 1, do któ-

Rys. 153. Ocena kątów pochylenia kół przyrządem HPA Compact

rego dochodzi wąski promień świetlny ze źródła światła urządzenia 2 przez układ soczewek równoległościowych oraz przez dwa ukośne lu­stra 3, 4. Promień ten, zależnie od pozycji wahadła, przechodzi przez lustro 4 do podziałówki urządzenia 5. Do przeprowadzenia pomiaru pochylenia kół {rys. 153) ustawienie lustra przed wahadłem 2 ustala się tak, aby krzyż projektora znalazł się przy pionowym ustawieniu kół dokładnie na oznaczeniu zera podziałówki. Stosownie do tego, jaki jest kąt pochylenia koła (dodatni lub ujemny), wahadło odchyla się i kąt pochylenia można bezpośrednio odczytać za pomocą krzyża. Dokonując przeglądu przedstawionych wyżej metod pomiaro­wych można stwierdzić, że pomiar pochylenia kół wszędzie wykony­wany jest przy wykorzystaniu grawitacji (wahadłem, poziomnicą) i w tym względzie nawet urządzenie PKo-1 nie stanowi wyjątku, ponie­waż rolę wahadła przejmuje tu ekran, jako że niezbędny przy pomia­rze kierunek pionowy daje zawieszony ekran. Z zasady pomiaru wynika, że poza niedokładnością odczytu granica błędu oceny określo­na jest nierównomiernością miejsca pomiaru.

4.3. OCENA KĄTA POCHYLENIA I WYPRZEDZENIA SWORZNIA ZWROTNICY

Położenie przestrzenne sworznia zwrotnicy określone jest ką­tem pochylenia p' oraz kątem odchylenia do tyłu, czyli kątem wyprze­dzenia 7 (rys. 154). Ze względu na usytuowanie sworznia (trudny do­stęp) parametry te nie mogą być zmierzone bezpośrednio i bez odpo­wiedniego urządzenia ocena ich nie może być przeprowadzona. Z te­go między innymi powodu, przed opracowaniem zestawu diagno­stycznego na mechanizmie jezdnym, mierzono jedynie pochylenie

Rys. 154. Kąty pochylenia i wyprzedzenia sworznia zwrotnicy

i

i zbieżność kół, a ocena kątów P i y, istotnych z punktu widzenia sił kierowania, w ogóle nie była dokonana. Pomiar kąta pochylenia i wy­przedzenia sworznia jest również bardzo ważny dla przemysłu na­prawczego, ponieważ szkodliwe obciążenie szczególnie często zmienia obie te wartości, a w przypadku niektórych typów oddziaływanie od-j kształcą jące może być wyrównane jedynie drogą wymiany części.

Zasada pomiaru, stosowana w przypadku różnych urządzeń do kontroli mechanizmu jezdnego, może być najprościej przedstawio­na na przykładzie pracy urządzenia Dunlop z poziomnicą (rys. 155).

• • ■

' ' . .■'•'•

Rys. 155. Przyrząd Dunlop z poziomnicą do kontroli mechanizmu jezdnego

Pomiar sprowadza się tu do tego, że w przypadku skrętności dwu­kierunkowej symetrycznej, ze względu na przestrzenne usytuowanie sworznia, zmienia się położenie podłużnych i poprzecznych płaszczyzn głównych koła. Na urządzeniu Dunlop zmiana ta oceniana jest, w kie­runku jazdy i w kierunku osi koła, poziomnicami umieszczonymi do siebie prostopadle (rys. 156). Urządzenie kontrolne może być mocowa­ne do nakrętki łożyska lub do nakrętki tarczy koła. Dla ułatwienia skręcania dwukierunkowego symetrycznego pod badane koła kładzie się tarcze obrotowe, na 'których znajdują się podziałki kątowe do po­miaru kątów skrętu.

Pomiar przeprowadza się przy skręcie obukierunkowym (20°). Aby poziomnice pomiarowe 1, 2 mogły być poziomowane w każdej pozycji bez obracania śrubami 3, 4, pod śrubami pomiarowymi umiesz­czono oddzielne śruby poziomujące 5, 6. Przed pomiarem należy zba­dać, jakie ruchy przestrzenne wykonuje koło skręcone symetrycznie wokół sworznia o usytuowaniu przestrzennym.

Jeśli przyjąć, że sworzeń znajduje się w pozycji dokładnie pionowej — czyli p' = 0°, y = 0° — wówczas założone na koło poziom­nice zachowują przy skręcie swoje poziome położenie. Natomiast w przypadku usytuowania przestrzennego sworznia, poziomnice założone

Rys. 156. Poziomnice przyrządu Dunlop

w kierunku jazdy i do niego prostopadłym nie będą prostopadłe do sworznia i pod wpływem skrętu symetrycznego będą się poruszać wzdłuż powierzchni bocznej stożka, odpowiadającej ich poprzednim położeniom (rys. 157).

Biorąc pod uwagę ruch wzdłuż powierzchni bocznej stożka, w celu uproszczenia pomiaru wykonywanego poziomnicami, wystar­czy śledzić jedynie ruch ich końców. W przypadku usytuowania prze­strzennego punkt końcowy porusza się po obwodzie podstawy stożka.

W przypadku sworznia przestrzennego, a więc wykonanego z wyprzedzeniem i pochyleniem, ruch poziomnicy może być scharak­teryzowany płaszczyzną boczną stożka nachylonego w dwóch kierun­kach względem pionowego. Poziomnica umieszczona w kierunku osi wykazuje jedynie pochylenie sworznia zwrotnicy, zaś poziomnica umieszczona w kierunku ruchu pojazdu wykazuje kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy. Aby to wykazać załóżmy, że w przypadku dane­go wyprzedzenia sworznia jego pochylenie wynosi 0° (rys. 158). Ze-

wnętrzny koniec poziomnicy umieszczonej w kierunku osi wychodząc z położenia 20° skrętu powoli podnosi się i po dojściu do zasadnicze­go ustawienia kierownicy — pod działaniem przeciwnego skrętu 20° — ustawia się z powrotem w położeniu pierwotnym. Natomiast zewnętrz­ny koniec poziomnicy ustawionej w kierunku jazdy w czasie skręca­nia o 20° podnosi się coraz wyżej i przemieszczenie poziomnicy, odnie­sione do pozycji poziomej, jest proporcjonalne do kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy.

Pochylenie sworznia zwrotnicy zmienia ruch poziomnicy ustawionej w kierunku osi w porównaniu z jej ruchem poprzednim (rys. 159). Ponieważ stożek charakteryzujący ruch poziomnicy prze-

Rys. 158. Ruch poziomnic przy           Rys. 159. Ruch poziomnic przy

skręcaniu symetrycznym dla kąta         skręcaniu symetrycznym

pochylenia sworznia zwrotnicy             w przypadku dowolnego położenia

równego zero                                      sworznia zwrotnicy

chylą się również w kierunku jazdy, to zewnętrzna część poziomnicy, skierowana w kierunku osi, nie może już wykonać symetrycznego ruchu i zmiana usytuowania odpowiadająca skrętom 20° będzie pro­porcjonalna do pochylenia sworznia.

Na podstawie omówionych pomiarów kątów pochylenia i wy­przedzenia sworznia zwrotnicy przyrządem Dunlop należy zapamiętać kilka uwag. Jeśli po zainstalowaniu poziomnicy badamy koła z lewej strony, to badane koła przekręcamy kierownicą o 20° w prawo, a na­stępnie za pośrednictwem śrub poziomujących ustawiamy poziomnice w pozycji poziomej. Z kolei stopniowo przekręcamy koła o 20° w kierunku przeciwnym, a poziomnice wyprowadzone z pozycji pozio­mej— na skutek pochylenia i wyprzedzenia sworznia — powtórnie poziomujemy śrubami pomiarowymi, śruba pomiarowa poziomnicy ustawionej w kierunku osi wskaże wówczas pochylenie sworznia

zwrotnicy, zaś śruba poziomnicy ustawionej w kierunku jazdy wska­
że kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy. Ponieważ przy skręcaniu
swobodnie pozostawione koła mogą się przetoczyć w stosunku do po­
zycji pierwotnej, stąd wynik pomiaru'będzie do przyjęcia jedynie
wówczas, gdy wyeliminujemy' tę ewentualność przez naciśnięcie pe­
dału hamulca.                                                  -•■>

Stałe zahamowanie kół jest z punktu widzenia pomiaru szcze­gólnie istotne, ponieważ już przy najmniejszym ich poruszeniu się poziomnice zmieniają swoje pierwotne położenie. Bez zahamowania musi bezwzględnie nastąpić niekorzystna zmiana położenia koła, jako że odległość pomiędzy środkiem podparcia koła i punktem przebicia sworznia zwrotnicy wraz z siłą powstającą w punkcie podparcia wy­twarzają moment. Aby stałe hamowanie nie było uciążliwe, naciska­nie pedału rozwiązano za pomocą samozaciskowego pręta z płytami wciśniętego między poduszką siedzenia kierownicy a pedałem hamul­ca (rys. 160).

Rys. 160. Prąt blokujący pedał hamulcowy

Urządzenie do kontroli mechanizmu jezdnego Optoflex do­konuje oceny pochylenia i wyprzedzenia sworznia zwrotnicy w spo­sób podobny, jak urządzenie Dunlop z tą różnicą, że pomiar wykony­wany jest metodami optycznymi. Obukierunkowe 20° skręty kół moż­na wytworzyć za pomocą podziałówek umieszczonych na ekranach pomiarowych. Przed pomiarem pionową linię krzyża, rzuconego przez optykę projektora, obracamy przez skręt kierownicą. W przypadku

Rys. 161. Przygotowanie do pomiaru kątów pochylenia i wyprzedzenia sworznia zwrotnicy przy zastosowaniu przyrządu Optoflex

prawego koła wykonujemy skręt do oznakowania 20° widocznego na lewej stronie ekranu (rys. 161), a następnie obracając układem rzut­nikowym w kierunku pionowym ustawiamy poziomą linię krzyża na linii podstawowej oznakowania 20°. Ponieważ kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy określamy przez pomiar pochylenia koła, zmie­niającego się przy pokręcaniu kierownicą, znak zerowy podziałówki mierzącej wyprzedizenie sworznia rzutowany przez układ rzutniko­wy — posiadający możliwość obracania z zewnątrz — ustawiamy do wskazówki wahadła również rzutowany.

Przy przeciwnym skręcie 20° krzyż z powodu pochylenia sworznia zwrotnicy biegnie po krzywym torze, a ponadto ze względu na wyprzedzenie sworznia zmienia się również pochylenie koła, co sygnalizuje ruch wahadła. Przy pomiarze równocześnie z naciskaniem pedału hamulca należy powoli obracać krzyż do przeciwnego położe­nia 20°. Pozioma linia krzyża odetnie na pionowej linii położenia oznakowania 20° wartość wyprzedzenia sworznia ocenianą w stop­niach, zaś wskazówka wahadła poda kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy {rys. 162). Badanie koła po lewej stronie odbywa się w sposób analogiczny. Krzyż układu rzutnikowego badanego koła nale-

Rys. 162. Pomiar kątów pochylenia i wyprzedzenia sworznia zwrotnicy przyrządem Optoflex

ży tu ustawić na oznaczeniu 20°, znajdującym się po prawej stronie lewego ekranu, ocenę zaś, podobnie jak poprzednio, należy wykonać na lewostronnym oznaczeniu 20° ekranu.

Identyczna metoda pomiaru stosowana jest do regulacji me­chanizmu jezdnego typu PKo-1 z tym, że pomiar wykonywany jest przy zastosowaniu oddzielnych ruchomych ekranów (rys. 163). Przy pomiarze pochylenia sworznia zwrotnicy ekran urządzenia umieszczo­ny jest przed kołem znajdującym się w pozycji zasadniczej w od­ległości 1200 mm mierząc od osi kół, tak, aby układ optyczny rzu­tował dokładnie na środek ekranu, a następnie zrzutowane oznako­wanie przekręcamy do oznakowania umieszczonego na lewej krawę-

Rys. 163. Pomiar kąta pochylenia sworznia zwrotnicy przyrządem PKo-1

dzi ekranu. Z kolei przy zahamowanych kołach badany mechanizm jezdny przekręcamy w kierunku przeciwnym tak długo, aż oznako­wanie rzutowane przez układ rzutownika dojdzie do wartości skali umieszczonej po przeciwnej stronie ekranu. Krzywy ruch oznakowa­nia odcina tu ocenianą w stopniach wartość pochylenia sworznia zwrotnicy.

Rys. 164. Pomiar kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy przyrządem PKo-1

Przy pomiarze wyprzedzenia sworznia ten sam ekran umiesz­czamy przy kole w identycznej odległości (rys. 164). Optykę projekto­ra obracamy do pozycji pionowej tak, aby promień świetlny był rzu­towany na ziemię w kierunku punktu jej styku z kołem. Następnie lustro 45° umieszczone przy soczewce obracamy w kierunku drogi promienia świetlnego tak, aby promień ten biegł dalej w kierunku osi koła. Jeśli z kolei przez skręcenie koła rzutowany trójkąt plamki świetlnej ustawimy na trójkącie oznakowania ekranu, a potem przez skręcenie koła w przeciwnym kierunku skierujemy promień świetlny na podziałówkę po przeciwnej stronie ekranu, to wartość wyprzedze­nia sworznia będzie mogła być odczytana w sposób bezpośredni.

Zasada pomiaru urządzeniem HPA Compact jest również po­dobna jak w przypadku urządzeń już opisanych (rys. 165). Przygoto­wanie do pomiaru rozpoczyna się tu również przez skręcenie kół

Rys. 165. Przygotowanie do pomiaru kąta pochylenia sworznia zwrotnicy przy zastosowaniu przyrządu HPA Compact

-o 20° (rys. 165a), następnie za pomocą dźwigni 1, umieszczonej z bo­ku urządzenia, obracamy wahadło zawierające lustro tak, aby w dal­szym ciągu zachowało pochylenia wzdłużne (jak poziomnica wzdłuż­na urządzenia Dunlop). Obracając lustrem o 90° zwracamy równocześ­nie uwagę na to, aby krzyż 2 znalazł się na podziałówce pochylenia sworznia zwrotnicy 3. Naturalnie nie jest wówczas jeszcze pewne, że oznakowanie znajdzie się na zerze skali, luzujemy więc mocowanie osi 4 i przez pochylenie urządzenia do przodu lub do tyłu (rys. 165b)

doprowadzamy wahadło do takiego położenia, aby znajdujące się na nim lustro rzutowało dokładnie na oznaczenie zerowe. Przy pomia­rze wyprzedzenia, przy tym samym położeniu koła, przekręcamy z po­wrotem wahadło dźwignią (rys. 166,2) na odbiór w kierunku po­przecznym (odbiór jest tu identyczny, jak poziomnicą poprzeczną urządzenia Dunlop),' następnie krzyż ustawiamy dźwignią regulacyj-

Rys. 166. Przygotowanie do pomiaru kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy przy zastosowaniu przyrządu HPA Compact

ną ukośnego lustra znajdującą się przed wahadłem 2 na oznaczeniu zerowym skali do pomiaru wyprzedzenia, identyczną ze skalą pochy­lenia sworznia.

Pomiar może być wykonany po przekręceniu kierownicy o 20°
w kierunku przeciwnym. Przy położeniu pomiarowym wzdłużnym
wahadła można odczytać pochylenie sworznia zwrotnicy, zaś przy
położeniu poprzecznym — jego wyprzedzenie.                       

4.4. OKREŚLENIE ROZBIEŻNOŚCI KĄTÓW SKRĘTU KÓŁ

Promienie skrętu kół biegnących śladem zewnętrznym i we­wnętrznym przy skręcie są rozbieżne. W celu zmniejszenia poślizgu bocznego kół konieczne jest tu zróżnicowanie ich promieni skrętu. Koło biegnące śladem wewnętrznym musi być bardziej skręcone. To geometryczne wymaganie może być w przybliżeniu spełnione odpo­wiednim ukształtowaniem ramion trapezu kierowniczego.

Ponieważ przy wszelkich uderzeniach samochodu ramiona trapezu kierowniczego mogą się odkształcić, stąd przy wykonywaniu ewentualnej naprawy należy przy badaniu diagnostycznym oceniać

ten właśnie parametr mechanizmu jezdnego. W przypadku kół o skrętności obustronnej różnica kątów ich skrętów występująca przy Skręcaniu uzyskała trafnie nazwę rozbieżności kątów skrętu.

Fabryki samochodów podają rozbieżność kątów skrętu niemal bez wyjątku dla skrętu 20°. Praktycznie oznacza to, że dla pozycji koła biegnącego śladem zewnętrznym i skręconego do 20° podaje się kąt skrętu koła biegnącego śladem wewnętrznym (np. 23°).

Spośród dotychczas opisanych urządzeń, w przypadku urzą­dzeń Dunlop, PKo-1 i HPA Compact rozbieżność kątów skrętu okreś­lona jest w identyczny sposób za pomocą podziałki kątowej umiesz-

Rys. 167. Ocena rozbieżności kątów skrętu kół

czonej na tarczy obrotowej usytuowanej pod kołami (rys. 167). Jeśli chcemy zmierzyć rozbieżność kątów skrętu koła prawego, to lewe koło skręcamy na prawo o 20°, a następnie na podziałówce kątowej koła prawego odczytujemy większy 'kąt skrętu odpowiadający we­wnętrznemu mniejszemu łukowi skrętu. Badanie koła lewego prze-

.prowadzamy w podobny sposób w kierunku przeciwnym z tym, że wówczas prawe koło należy przekręcić o 20° w lewo.

Pomiar wykonywany urządzeniem Optoflex różni się od opi­sanego jedynie tym, że kąt skrętu oceniamy nie na tarczy obrotowej, lecz na ekranie pomiarowym (rys. 168). Pomiar łączy się właściwie z oceną pochylenia i wyprzedzenia sworznia, ponieważ przy skręcie o 20° niezbędnym przy pomiarze lewego koła rozbieżność kątów skrę­tu prawego koła może być odczytana na podziałówce znajdującej się w.prawym rogu ekranu. Natomiast przy pomiarze pochylenia i wy­przedzenia sworznia zwrotnicy prawego koła może być w ten sposób przeprowadzona ocena lewego koła.

• 4.5. BADANIE MECHANIZMU JEZDNEGO TYLNEGO

Istotną zaletą urządzeń optycznych do kontroli mechanizmu jezdnego jest, poza omówionymi w rozdziale 4, możliwość dokonania oceny równoległości przedniej i tylnej osi, czyli ich usytuowania względem osi podłużnej samochodu, a więc tak zwanej śladowości. Do tego celu urządzenia nie optyczne — między innymi poznane już urządzenie poziomnicowe Dunlop — nie nadają się.

Ocena wzajemnego usytuowania mechanizmów jezdnych przedniego i tylnego konieczna jest nie tylko przy dokładnym okreś­laniu odkształceń powypadkowych, lecz również przy regulacji me­chanizmów jezdnych tylnych z niezależnym zawieszeniem. W przy­padku nowych typów samochodów osobowych tego rodzaju tylny me­chanizm jezdny występuje często. Do pomiaru kąta pochylenia koła należy zawsze doregulować odpowiadającą mu zbieżność kół. Ponie­waż półosie mogą być regulowane oddzielnie, często popełnia się błąd polegający na tym, że reguluje się wprawdzie niezbędną zbieżność kół, lecz nie bada się celowo lub z braku możliwości symetrii kół względem osi podłużnej. Może się więc zdarzyć, że bezwzględna war­tość zbieżności jest właściwa, lecz po obu stronach nie jest ona sy­metryczna, czyli w całości tylny mechanizm jezdny może być skrzy­wiony. Nie ma potrzeby specjalnie udowadniać, w jak wielkim stop­niu tego rodzaju niewłaściwe ustawienie kół — zwłaszcza gdy chodzi o koła napędzane — może zmniejszyć żywotność opon gumowych.

Celowe jest bliższe omówienie pomiaru śladowości za pomo­cą urządzenia Optoflex. Przy pomiarze tym urządzenie projekcyjne umieszczone na przedniej osi należy odwrócić do tyłu i krzyż należy skierować na podziałówkę kontrolną umocowaną na tylnych kołach. Konstrukcja mocująca tej podziałówki jest identyczna jak w przy­padku urządzeń rzutnikowych, a więc oznaczenia zerowe podziałówki po obu stronach umieszczone są w tej samej odległości od krawędzi

tarczy jak promienie świetlne. Następnie koła kierowane ustawiamy za pomocą kierownicy w pozycji zasadniczej — czyli w kierunku jaz-dy na wprost — w taki sposób, aby rzutowany krzyż na obu ekra­nach wyznaczył podziałkę skali o identycznej wielkości i znaku. Dla przykładu można wspomnieć, że w przypadku samochodu o identycz­nym rozstawie kół przednich i tylnych krzyże ustawiają się na po-działce zerowej, zaś w przypadku różnych rozstawów kół zależnie od ich różnicy pojawiają się symetrycznie wartości dodatnie lub ujemne. Przy pomiarze tablicę pomiarową mocujemy na pierwszym kole, zaś urządzenie rzutnikowe na tylnym kole (rys. 169). Jeśli linie osi mechanizmów jezdnych przedniego i tylnego są równoległe i sto-

Rys. 169. Kontrola śladowości przyrządem Optoflex

sownie do tego śladowość jest prawidłowa, wówczas na ekranach umieszczonych na przednich kołach rzutowany krzyż wskaże po obu stronach podziałówki wartości identyczne i z tym samym znakiem.

Przedstawiony sposób kontroli śladowości stwarza równocześ­nie możliwość pomiaru zbieżności kół tylnych. Jak wynika z wcześ­niejszych omówień w przypadku kół tylnych z niezależnym zawiesze­niem zbieżność kół odpowiadająca danemu pochyleniu powinna być zwykle regulowana osobno dla strony prawej i lewej. Jeśli czynność ta wykonywana jest bez pomiaru, to może się zdarzyć, że niesyme­trycznie ustawiona zbieżność spowoduje błąd śladowości, co nie tylko wywiera wpływ na stabilność kierunkową samochodu, lecz również prowadzi do znacznego zużycia ogumienia.

W celu dokonania symetrycznego ustawienia zbieżności kół tylnych mechanizmów jezdnych z niezależnym zawieszeniem należy przedtem obliczyć tę wartość podziałówki, która z jednej strony za­wiera wielkość wynikającą z różnicy rozstawu kół przednich i tyl­nych, a ponadto również pojawiający się na ekranie pomiarowym rzut zbieżności jednostronnej koła. Przyjmując oznaczenia jak na ry-

Rys. 170. Określanie zbieżności kol tylnych

sunku 170 od wielkości powstałej z różnicy rozstawu przedniego (A) i tylnego (B) trzeba odjąć połowę rzutu zbieżności kół tylnych w od­ległości rozstawu osi L. Uwzględniając znak podziałówki odchylenie od oznaczenia zerowego wynosi:

gdzie: D — odpowiada średnicy tarczy koła, zaś Z — zbieżności kół tylnych. Naturalnie przy obliczeniach wszystkie wartości należy wy­razić w tych samych jednostkach. Wynik ten należy zawsze wartoś­ciować od oznaczenia zerowego podziałówki według znaku. Jeśli roz­staw kół tylnych jest większy od rozstawu kół przednich, wówczas pierwszą część zależności należy uwzględnić ze znakiem dodatnim, zaś znak ujemny dotyczyć będzie przypadku przeciwnego.

Badanie za pomocą urządzenia PKo-1 przeprowadzane jest na całkowicie podobnej zasadzie działania z tą jedynie różnicą, że tablica pomiarowa stoi na ziemi i że jej pozycja w kierunku bocz­nym może być regulowana grotem znajdującym się z boku tablicy (rys. 171).

Pomiar śladowości i zbieżności kół tylnych przeprowadzony za pomocą urządzenia HPA Compact jest w zasadzie identyczny, a rozbieżności występują jedynie w szczegółach dotyczących oceny.

Rys. 171. Kontrola śladowości mechanizmu jezdnego tylnego przyrządem PKo-1

Pomiar współosiowości jest identyczny z poprzednimi, o ile projektory zainstalowane na tylnych kołach skierujemy do przodu i na tablicach •pomiarowych zainstalowanych na przednich kołach od-j czytamy po obu stronach wartości odpowiadające położeniu krzyża | (rys. 172). Urządzenie HPA Compact ocenia więc położenie tylnego mechanizmu jezdnego w sposób podobny jak urządzenie Optoflex. W ten sposób w zasadzie można by jeszcze oceniać zbieżność kół tyl-

Rys. 172. Ocena śladowoścł przyrządem HPA Compact

nych, jednak w celu uzyskania większej dokładności parametr ten mierzymy innym sposobem.

Przy pomiarze zbieżności kół tylnych należy przede wszyst­kim ustawić przednie koła w pozycji zasadniczej w sposób stosowany w przypadku urządzenia Optoflex, czyli urządzeniem rzutnikowym umieszczanym na przednich kołach rzutujemy do tyłu i tak długo skręcamy koła, aż na tablicach pomiarowych zamontowanych na tyl­nych kołach krzyże znajdą się na tych samych podziałkach podzia-łówki (rys. 173). Następnie jeden z projektorów zostawiamy na przed-

nim kole, drugi zaś instalujemy po tej samej stronie na tylnym kole z wyeliminowaniem bicia tarczy koła. Ponieważ do wyeliminowania bicia tarczy koła należy podnieść tylną oś, to w celu uniknięcia na­prężenia kół tylnych z niezależnym zawieszeniem po opuszczeniu osi umieszczamy pod kołami płyty przesuwne w kierunku bocznym.

Po zainstalowaniu obu projektorów w połowie odległości mię­dzy osiami, ustawiamy na ziemi lustro obustronne należące do urzą­dzenia (rys. 174) i regulujemy jego położenie tak długo, aż promień świetlny przychodzący z przedniego koła wskaże — na poóziałówce umieszczonej na powierzchni czołowej przedniego urządzenia — do­kładnie połowę zbieżności kół ustalonej dla przedniego mechanizmu jezdnego. Przy ustawianiu lustra wartość tę należy przyjmować ze znakiem przeciwnym, to znaczy jeśli zbieżność była dodatnia, to na-

leży przyjąć wartość ujemną (rys. 175). Po ustawieniu płaszczyzna lustra jest dokładnie prostopadła do osi podłużnej samochodu.

Następnie -przy pomiarze zbieżności kół tylnych urządzenie rzutnikowe umieszczone na tylnym kole skierowujemy na lustro i od­bity od niego krzyż podaje na podziałówce urządzenia zbieżność kół

Rys. 174. Przygotowanie do pomiaru               Rys. 175. Ustawienie lustra

zbieżności kół tylnych

tylnych (rys. 176). W związku z urządzeniem HPA Compact należy wspomnieć, że pomiar zbieżności kół przednich i tylnych sprowadza się do pomiaru kąta. Przy tym pomiarze istotna jest odległość pomię­dzy układem pomiairowym a tablicą pomiarową. Ponieważ w przy­padku różnych typów samochodów rozstaw kół i osi jest zmienny,

odpowiednio do tego należałoby korygować wynik pomiaru. W chwili obecnej tego rodzaju korekta jest niemożliwa, ponieważ producent na razie nie wyposaża urządzeń w odpowiednie tablice pomocnicze. Po dokonaniu przeglądu możliwości dotyczących pomiaru pa­rametrów regulacyjnych mechanizmu jezdnego nie będzie zapewne przesadą stwierdzenie, że w nowoczesnej działalności usługowej i na­prawczej nie powinno zabraknąć opisanych metod. Jest to istotne zwłaszcza z tego wzglądu, że stosowanie ich pozwala na przeprowa­dzenie pomiarów w ogóle niewykonalnych metodami tradycyjnymi.

4.6. WYWAŻANIE KÓŁ NA POJEŹDZIE I PO ZDJĘCIU

Ze względu na coraz większe prędkości jazdy samochodów wyważanie kół nie może być już pomijane, stąd związane z tym za­biegi stanowią organiczną część procesu technologicznego usługi i ob­sługi. Nierównomierny rozkład masy ogumienia, znaczna gęstość su­rowca i duża odległość masy względem osi obrotu przy znacznych prędkościach, mogą powodować powstawanie dużych sił odśrodko­wych i momentów. Oddziaływanie to jest szczególnie nieprzyjemne na kołach kierowanych, jako że powstające obciążenie nie tylko po­woduje uszkodzenie części konstrukcyjnych mechanizmu jezdnego, lecz również może zakłócić stabilność jazdy.

Błędy niewyważenia kół mogą być spowodowane częściowo w okresie produkcji ogumienia, częściowo zaś jego nierównomiernym zużyciem. Wynika stąd, że wyważenie wykonane przy zakładaniu no­wego ogumienia stanowi zabezpieczenie przed obciążeniami związa­nymi z niewyważeniem jedynie w pewnym zakresie przebiegu. Sy­stematyczna kontrola kół jest zatem niezbędna.

Nie zrównoważona masa kół kierowanych o zawieszeniu nie­zależnym, wirująca wraz z ogumieniem, z jednej strony może wywo­łać drgania (w kierunku pionowym) wokół zawieszenia wahaczy, z drugej strony może spowodować ruch o kierunku zmiennym (po­ziomym) wokół sworznia zawieszenia. Do całkowicie spokojnej pracy kół jest konieczne, aby oś bezwładności kół pokrywała się dokładnie z osią obrotu. Wymaganie to jest osiągalne jedynie przez wyważenie dynamiczne. W celu jednoznacznego sprecyzowania różnicy między stosowanym dawniej wyważeniem statycznym a stosowanym obecnie wyważeniem dynamicznym zbadajmy oba te zabiegi.

Przy wyważaniu statycznym dążymy do tego, aby koło ideal­nie ułożyskowane w dowolnej pozycji pozostawało w spoczynku, co oznacza, że masy znajdujące się po obu stronach osi obrotu są sobie równe. Przy tego rodzaju wyważaniu koło mocuje się na dobrze uło-żyskowanej (lub ułożonej na pryzmach) osi i przez zastosowanie od­powiednich przeciwciężarów doprowadza się do tego, że koło obróco-

lanej płaszczyźnie, do obrzeża tarczy koła. Stwierdzenia tego nie zmienia fakt, iż możemy ewentualnie trafić na koła, które jednym przeciwciężarem mogą być dynamicznie wyważone. Często się bo­wiem zdarza, że niewyważenie pojawia się na obrzeżu tarczy lub w jej bezpośrednim sąsiedztwie (zawór, dętki). Może się zdarzyć, że uster -ki tarczy i opony częściowo wzajemnie się kompensują i że oddzia­ływanie wypadkowe może być zrównoważone jednym ciężarkiem.

Wyważenie kół, spełniające wymagania praktyczne, może być wykonane dwoma sposobami. Bardziej znany sposób polega na tym, że koło zdemontowane z samochodu wyważa się za pomocą odpowied­niej wyważarki i dokonuje się pomiaru odchyleń w rozkładzie jego masy i ewentualnie uzupełnia się je przeciwciężarkami. Sposób no­wszy polega na tym, że koło jest wyważane bez zdejmowania, na sa­mym pojeździe. Oba sposoby mają swoje zalety i wady, jednak przy ich ocenie należy brać pod uwagę ograniczenia wynikające z zasto­sowania praktycznego.

Całkowite wyważenie zdjętych kół może być łatwo wykona­ne odpowiednim urządzeniem, jednak skuteczność wyważenia uzależ­niona jest od tego, w jakim stopniu, po zamontowaniu koła, zidentyfi­kuje się jego ułożenie z poprzednim ułożeniem na wyważarce. Za po­średnictwem wyników pomiarów można wykazać, że ustawienie tarcz kół nakrętkami na ogół nie jest doskonałe. W tym celu wystarczy wyważone koło przestawić na wyważarce o jedną podziałkę śrubową i w większości przypadków zaznaczy się znaczne niewyważenie. Zwią­zane z tym oddziaływania mogą jeszcze narastać przy zamontowaniu kół na samochodzie, co sprawia, że wyważanie kół zdjętych jest nie­kiedy niezupełnie skuteczne. Szczególnie nieprzyjemny jest fakt, iż wyważarka nie jest już w stanie określić wielkości tego rodzaju usterki dla zdjętych kół.

Wyszczególnione usterki mogą być usunięte, o ile koła wy­ważymy w tym miejscu i ułożeniu, w jakim znajdują się ńa samo­chodzie. Niewątpliwie wyważenie to może być zniekształcone zdej­mowaniem i zakładaniem opony związanym z usterką, weźmy jednak pod uwagę, że to nieprzyjemne oddziaływanie istnieje częściowo rów­nież w przypadku metody bez zdejmowania. Istotną natomiast zaletą tej ostatniej metody jest to, że 'kontroli i wyważaniu koła podlegają właściwie od razu wszystkie obracające się części (bęben hamulcowy, tarcza hamulcowa, półoś itd.).

W konkretnym przypadku może okazać się to szczególnie istotne, np. gdy dążymy do wykrycia lub wyeliminowania jakiejś nieprzyjemnej i nie dającej się w inny sposób ocenić usterki.

W celu dokonania ogólnej oceny obu metod zestawmy ich za­lety i wady.

Do zalet wyważania kół z ich zdejmowaniem zalicza się: — możliwość wykonania pomiaru i wyważenia ze znaczną dokład-

nością oraz możliwość określenia przez urządzenie niezbędnej wiel­kości przeciwciężaru, — małe zapotrzebowanie na miejsce technologiczne, - możliwość wykonania szeregu czynności niezależnie od samochodu. Wady pomiaru wyważania kół zdjętych to:

— brak możliwości wyeliminowania dodatkowego niewyważenia me­chanizmu jezdnego, - możliwość zniekształcenia efektu pracy przez ewentualne błędy

zamocowania ze względu na inne uchwycenie koła, — nieprzydatność do badań diagnostycznych, jako że przeprowadze­nie kontroli również wymaga zdjęcia wszystkich kół, — koszty niezbędnego urządzenia są wyższe, niż w przypadku urzą­dzenia stosowanego przy ocenie kół na pojeździe. Zalety urządzenia do wyważania kół na pojeździe to: — oszczędność na robociźnie, niezbędnej przy zdejmowaniu i zakła­daniu kół, — możliwość przeprowadzenia szybkiej kontroli diagnostycznej, - możliwość wyeliminowania dodatkowego niewyważenia mechaniz­mu jezdnego, —• wyeliminowanie błędów związanych ze zmianą zamocowania koła, — niski koszt inwestycyjny. Urządzenia do wyważania kół na pojeździe:

— dostarczają informacji jedynie odnośnie wielkości niewyważenia, określając wielkość niezbędnego przeciwciężaru jedynie w przy­bliżeniu (zależnie od typu samochodu), - wymagają większej praktyki przy ich użytkowaniu.

Niezależnie od charakterystyk technologicznych urządzenia do wyważania kół mogą być zakwalifikowane do trzech grup według fasady działania: urządzenia pracujące z częstotliwością własną oraz urządzenia z „osią sztywną' i „osią miękką'.

Trzy sposoby pomiaru różnią się między sobą częstotliwością własną układu drgającego urządzenia i oznaczeniem położenia fazo-wego związanego z określeniem kierunku niewyważenia (rys. 178).

Koło badane urządzeniem pracującym z częstotliwością włas­ną w każdym przypadku rozpędzane jest tak, aby pulsacja wzbu­dzana niewyważeniem była większa od częstotliwości własnej ukła-du w₀. Następnie przy stopniowym obniżaniu obrotów obserwuje się, kiedy amplituda A osiąga maksimum w = w₀, zaś położenie kątowe niewyważenia ocenia się przy występowaniu rezonansu 1.

Częstotliwość własna urządzenia do wyważania „z osią sztyw­ną' jest w każdym przypadku większa od pulsacji wzbudzanej przy obrotach stosowanych w okresie oceny 2. W tym więc przypadku focena wykonywana jest w strefie poniżej pulsacji własnej układu. Pulsacja własna urządzenia do wyważania „z osią miękką' jest szcze­gólnie mała i z tego względu ocena dokonywana jest w każdym przy-

padku przy 3—3,5-krotności pulsacji własnej 3. Oczywiście wyszcze­gólnione różnice znacznie zmieniają budowę urządzenia i sposób oceny.

Urządzenia stosowane do wyważania kół na pojeździe pracu­ją przy częstotliwości własnej. Charakterystyczną właściwością tego sposobu jest brak własnej osi w urządzeniu do wyważania, przy czym zadanie to przejmuje zawieszenie koła samochodu. Jednak częstotli­wość własna mechanizmów jezdnych różnych typów samochodów mo­że być bardzo różna ze względu na zróżnicowanie masy kół i stałe resorów. Przy wyważaniu należy to bezwarunkowo brać pod uwagę w ten sposób, że badane koło przyspieszamy zawsze ponad re­zonansem.

Przy użytkowaniu urządzenia należy przede wszystkim wie­dzieć, że wyważanie dynamiczne — a tym samym kontrola stanu wy­ważenia — składa się z dwóch czynności, <a mianowicie z oceny drgań pionowych i poziomych. Obie te czynności są ze sobą organicznie związane, byłoby więc podstawowym błędem gdybyśmy pomiar pio­nowy nazwali badaniem statycznym, poziomy zaś badaniem dyna­micznym. Podwójna czynność jest konieczna z tego względu, że koło na pojeździe może się obracać wokół dwóch sprzęgniętych ze sobą osi obrotu (sworznie wahacza i zwrotnicy) i dlatego przestrzenne usy­tuowanie osi bezwładności może być określone jedynie dwiema czyn­nościami.

Urządzenie stosowane do wyważania kół na pojeździe w każ­dym przypadku składa się z trzech zasadniczych części (rys. 179): z przystawki napędowej 1, z czujnika elektrycznego 2 i obwodu prą­dowego sterującego lampą stroboskopową 3. Zdarza się, że w przy­padku niektórych typów części te są wbudowane razem, bez zmiany zakresu ich zadań.

Rys. 179. Przyrząd stosowany do wyważania kół na pojeździe

Przed przystąpieniem do badań wyważanych kół podnosimy iprzy osi podłużnej (czyli na środku) samochód tak, aby podnośnik lnie przeszkadzał w ruchu wahaczy kół z niezależnym zawieszeniem i aby badane koła nie dotykały ziemi.

Następnie do określenia drgań powstających na skutek nie-ijwyważenia umieszczamy pod wahaczem badanego koła czujnik elek­tryczny — z pionowym kierunkiem odbioru — tak, aby namagneso­wany koniec pręta czujnika, w celu jak najkorzystniejszego sterowa­nia, znalazł się, w miarę możliwości, przy końcu wahacza od strony jsworznia zawieszenia (rys. 180). Przygotowane w taki sposób koło [obracamy tarczą cierną przystawki napędowej, następnie usuwamy rzystawkę napędową, stwarzając możliwość swobodnego ruchu koła. 'eśli rozkład masy w kole jest nierównomierny, to powstaną drgania '.onowe przekazywane na czujnik umieszczony pod drgającą osią.

Działanie elektryczne urządzenia polega na tym, że czujnik indukcyjny o pionowym kierunku działania, w celu wykonania pierw-zej czynności wyważania pomiaru drgań pionowych, wytwarza

Rys. 180. Usytuowanie czujnika przy pierwszej czynności wyważania (pomiar drgań pionowych)

zmienne napięcie odpowiadające drganiom koła niewyważonego i pro­porcjonalne do amplitudy drgań (rys. 181). Dodatnią i ujemna war­tość szczytowa sygnału napięcia w położeniu fazowym odpowiada dokładnie maksymalnemu górnemu i dolnemu odchyleniu koła. Syg­nał ten obwód prądowy wyważarki całkuje 2, następnie znacznie wzmacnia 3 i wreszcie ucina górną i dolną część sygnału napięcia w sposób zaznaczony linią przerywaną. W ten sposób z pierwotnego napięcia zmiennego powstanie sygnał czworokątny, którego odcinek wzrastający znajduje się dokładnie przy maksymalnym odchyleniu dolnym koła, zaś odcinek opadający — przy maksimum górnej ampli-

Rys. 181. Kształtowanie się sygnałów w obwodzie prądowym wyważarki

kości krańcowych. W takim przypadku za miarodajne należy uważać zawsze maksimum największe.

Wskazanie przyrządu jest proporcjonalne do niewyważenia, niezbędna więc wielkość przeciwciężaru może być określona z wiel­kości odczytanej na podziałówce przyrządu.

Obwód prądowy wyważarki na podstawie wychylenia koła sygnalizuje również wielkość niewyważenia, co można odczytać na podziałówce przyrządu urządzenia. Istotna jest jednak świadomość faktu, że urządzenia stosowane do kontroli i wyważania kół na po­jeździe sygnalizują wielkość niezbędnego przeciwciężaru z pewnym przybliżeniem. Ponieważ w tym przypadku przyrząd wskazuje war­tość amplitudy drgań koła, podziałówkę można by wykonać co naj­wyżej na jeden wariant. W przypadku większości urządzeń możliwość ta zaznacza się tym, że podziałówka zamiast konkretnych wartości w gramach zawiera jedynie ogólną podziałkę i strefy kolorowe. Jed­nak przedstawiona przeciwstawna ocena nie zakłóca wyważania ko­ła, ponieważ u osoby wykonującej pomiar w krótkim czasie wyra­bia się wyczucie jaki mniej więcej przeciwciężar odpowiada danej wartości podziałówfci przy różnych typach samochodów. Pomiar cię­żaru absolutnego nie może być rozwiązany nawet za pomocą tych urządzeń, które zostały fabrycznie wyskalowane w gramach i które wyposażono w specjalny wyłącznik stopniowy regulujący czułość w celu uwzględnienia różnych wymiarów kół. W ten sposób jedynie za­kres pomiaru może być rozszerzony lub zawężony.

Wracając do wyważania koła — po wykonaniu pierwszej czynności {pomiaru drgań pionowych) — przerywamy obroty koła i przekręcamy koło w takim położeniu, aby taśma sygnalizacyjna znalazła się dokładnie w położeniu dostrzeżonym przez lampę stro­boskopową. Z działania obwodu prądowego wynika, że w tym przy­padku niewyważona masa znajduje się dokładnie u dołu, tak więc przeciwciężar należy umieścić na obrzeżu tarczy koła u góry (rys. 184). Ze względu na wymuszony kierunek ruchu koła nie można wówczas rozstrzygnąć czy umieszczenie ciężarka jest celowe na obrzeżu ze­wnętrznym, czy wewnętrznym. W celu zmniejszenia błędu wyważe­nia dynamicznego, jaki może być tu popełniony, jest w każdym przy-

Rys. 184. Zamocowanie

przeciwciężaru

po pierwszej czynności

wyważania (pomiarze

drgań pionowych)

padku korzystne, jeśli ciężarki ponad 60-gramowe zakładać będziemy nie w jednym kawałku, lecz w dwóch równych częściach na zewnętrz­nym i wewnętrznym obrzeżu tarczy koła (rys. 185). Wyważanie nie zostało jeszcze na tym zakończone, ponieważ kontrola powyższa nie wykluczyła możliwości istnienia momentu wywołującego ruch dooko­ła sworznia zwrotnicy. Drugą czynnością jest ustawienie czujnika in­dukcyjnego pod kątem prostym do obrzeża tarczy hamulcowej od

Rys. 185. Zamocowanie przeciwciężaru w przypadku większego niewyważenia

strony kierunku jazdy (rys. 186). Przesunięcie spowodowane oddzia­ływaniem momentu uruchamia czujnik w płaszczyźnie poziomej osi obrotu. Po powtórnym przekręceniu koła, podobnie jak uprzednio po dojściu do częstotliwości własnej, obserwujemy miejsce oznako­wania oświetlone przez lampę stroboskopową i następnie po wy­hamowaniu koła przekręcamy oznakowanie do zaobserwowanej po­zycji. Z kolei odchylenie masy odczytane na przyrządzie urządzenia wyważającego należy zlikwidować dwoma przeciwciężarami o takiej

U — Diagnostyka samochodu

samej wielkości, przy czym jeden z nich należy umieścić na obrzeżu tarczy koła od strony czujnika i na jego wysokości, drugi zaś na obrzeżu zewnętrznym tarczy na średnicy wspólnej dla obu przeciw­ciężarów (rys. 187).

Urządzenie stosowane do wyważania kół zamontowanych na pojeździe stwarza korzystne możliwości głównie w przypadku badań diagnostycznych, jako że właściciel pojazdu zleca wykrycie usterki zwykle bez dostatecznie sprecyzowanego umotywowania. Często się

zdarza, że usterka wiąże się nie z wyważeniem kół, lecz z ustawie­niem mechanizmu jezdnego. W takim przypadku szczególnie ko­rzystna jest możliwość dokonania tym urządzeniem kontroli wywa­żenia bez zdejmowania kół i skierowania samochodu na stanowisko kontroli mechanizmu jezdnego.

Na urządzeniach „z osią miękką', a więc pracujących powy­żej częstotliwości drgań własnych, stosowanych do wyważania kół wymontowanych (rys. 188) badane koło mocuje się do osi 1, która z jednej strony umożliwia obracanie koła, z drugiej strony — na za­sadzie łożyska wahliwego — siła pochodzącą z niewyważenia może przemieścić oś urządzenia w płaszczyźnie poziomej dookoła ułożysko-wania osi.. Powrót osi do pozycji zasadniczej zapewniają •sprężyny

2. Koło i oś jak również umieszczone tu sprężyny stanowią łącznie układ wahadłowy o stosunkowo niskiej częstotliwości drgań włas-nych i nieznacznym tłumieniu. Koło należy zamocować na osi urzą-dzenia wy ważającego' w taki sposób, aby środek wychylenia w kie-runku bocznym 3 znajdował się zawsze w tylnej płaszczyźnie tarczy

kola. W ten sposób można osiągnąć to, że czujnik elektryczny związa­ny z osią urządzenia 4 sygnalizuje siłę odśrodkową wywołaną nie-wyważeniem jedynie wówczas, gdy usytuowany jest przed tylną plaszczyzną koła.

Wyważarka koła „z osią (miękką' określa miejsce przeciwcię­żaru z odpowiednią dokładnością jedynie wówczas, gdy pulsacja po-miaru (co_m) jest co najmniej trzykrotnie większa od częstotliwości drgań własnych urządzenia wraz z kołem (rys. 189, co₀). W przypadku miejszej pulsacji — czyli przy niższych obrotach — możemy po-pełnić znaczny błąd kątowy. Dlatego koło odpowiednio rozpędzone (napędem ciernym lub bezpośrednim napędem paskiem klinowym) uwzględnia przy napędzie ciernym spadek obrotów w okresie po-miaru.

Stosownie do ilości obrzeży tarczy, będących do dyspozycji

w  celu założenia przeciwciężarów, wyważanie może być wykonane

w  dwóch etapach. Czynność pierwsza wykonywana jest jednakowo
na wszystkich tęgo rodzaju urządzeniach. Na rozpędzonym kole za
pomocą układu sygnalizacyjnego urządzenia określamy kierunek nie-
wyważenia i wielkość przeciwciężaru niezbędnego do jego usunięcia.
Po umieszczeniu przeciwciężaru na zewnętrznym obrzeżu tarczy, we
właściwym kierunku, praktycznie likwidujemy siłę odśrodkową
zmierzoną przed tylną płaszczyzną koła.

Rys. 189. Błąd określania kierunku wyważarki pracującej ponad częstotliwością drgań własnych w przypadku różnych obrotów (częstotliwości drgań koła)

Czynność druga jest już bardziej prosta i wykonywana jest na tańszym urządzeniu przy zastosowaniu kołysania, to znaczy bez obracania elektrycznego obserwujemy, czy różnica ciężaru nie ścią­ga koła na którąś stronę. Miejsce ubytku masy wyszukujemy przez doprowadzenie koła do stanu równowagi, zaś wielkość przeciwcięża­ru, który ma być założony, określamy ciężarkami próbnymi z magne­sami o różnej wielkości, umieszczonymi na tylnym obrzeżu tarczy koła u góry. Jeśli koło w jakimś położeniu pozostaje w spoczynku, wówczas na miejsce ciężarków próbnych mocujemy odpowiednie prze­ciwciężary.

Druga czynność wydaje się pozornie zwykłym wyważaniem statycznym. Przy kształtowaniu na ten temat poglądu weźmy jed­nak pod uwagę, że czynność ta stanowi właściwie drugą cz^ść wy­ważania dynamicznego. Dla przykładu załóżmy, że na badanym kole znajduje się niewyważenie typowo dynamiczne (rys. 190), ponieważ

Rys. 190. Niewyważenie dynamiczne

Przemieszczenie punktu odchylenia osi nie stanowi poważ­niejszego problemu konstrukcyjnego. W tym przypadku na osi umiesz­cza się 2 łożyska wahliwe wraz z obudową. Obie obudowy mogą być mocowane w sposób ruchomy, a w celu zabezpieczenia czujnika przed uszkodzeniem na skutek oddziaływania obciążeń związanych ze zdej­mowaniem i zakładaniem koła, oba łożyska mogą być także mocowa­ne razem według trzeciego wariantu. •

Kierunek niewyważenia lub miejsce przeciwciężaru może być również określane sposobem optycznym, mechanicznym i elektrycz­nym. Ponieważ nie ma możliwości, onówienia wszystkich stosowa­nych w praktyce sposobów, ograniczymy się do przedstawienia ozna­czania położenia kątowego jako najbardziej charakterystycznego dla omawianej techniki pomiarowej. Jak już wspomnieliśmy w przypad­ku urządzeń wyważających, pracujących powyżej częstotliwości włas­nej, ruchy osi oceniane są elektrycznym nadajnikiem sygnału. Jest to właściwie nadajnik indukcyjny wyposażony w magnes stały, wy­twarzający napięcie zmieniające się stosownie do wahań osi w kie­runku poziomym. Napięcie to dostaje się przez szczotki komutato­ra 1 umieszczonego na początku urządzenia do przyrządu 2 sygnali­zującego wielkość niewyważenia, który za pomocą znajdującego się tu obwodu prądowego 3 sygnalizuje średnią odcinkową sygnału na­pięcia wybraną przez komutator (rys. 192). Napięcie zmienne wzbu-

Rys. 192. Schemat układu komutatorowego do określania kierunku niewyważenia

czone niewyważeniem ze względu na połowę pierścienia komutatora dochodzi do przyrządu jedynie okresowo — do połowy obrotu osi wyważarki — jednak oceniany w taki sposób zakres 180° może być przesunięty przez obrócenie szczotek. Położenie sz azotek można zmie­niać przez, obrócenie uchwytu szczotek, którego położenie względem

wy, którym w dowolnym momencie można określić położenie kąta, przy którym niewyważenie znajduje się na dole.

Reasumując, przebieg badania jest tego rodzaju, że po roz­pędzeniu koła uchwyt szczotek przekręcamy tak długo, aż przyrząd wykaże maksymalne wychylenie. Odczytujemy wówczas na podzia-łówce wielkość przeciwciężaru, a ponadto kierunek niewyważenia na podziałówce kątowej uchwytu szczotek. Następnie zatrzymujemy ko­ło i przekręcamy je do takiego położenia, aby również podziałówka kątowa obracająca się razem z osią zaznaczyła określoną uprzednio wartość, po czym zakładamy przeciwciężar na zewnętrzne obrzeże tarczy koła u góry.

Oznaczenie położenia kątowego może być zrealizowane rów­nież stroboskopem. W tym przypadku obwód prądowy, przedstawio­ny przy opisie wyważania kół na pojeździe, steruje sygnalizator in­dukcyjny umieszczony nie pod wahaczem, lecz podłączony do osi wy­ważarki. Natomiast lampa stroboskopowa zamiast koła oświetla po-działówkę kątową przymocowaną do osi wyważarki. Poza tym w obu przypadkach ocena jest identyczna. Dokładność wyważania w przy­padku urządzeń wyważających pracujących ponad częstotliwością drgań własnych zależy od dokładnego określenia wielkości i miejsca przeciwciężaru. Dokładne określenie wielkości przeciwciężaru jest w pewnym stopniu utrudnione tym, że w celu wyznaczenia ciężarów odpowiadających różnym wymiarom tarczy koła, sygnał napięcia na­leży w różnym stopniu wzmocnić lub podzielić. Dodatkową okolicz­nością zakłócającą jest fakt, iż bezwładność masy w kierunku prosto­padłym do osi obrotu badanych kół może być rozbieżna nawet w przypadku identycznych wymiarów tarcz. Właściwy podział sygnału napięcia może być rozwiązany, jednak rozbieżność bezwładności ma­sy nie może być wyeliminowana. Na szczęście oddziaływanie to jest tak niewielkie, że może być pominięte. Ocena położenia kątowego może być zakłócona obrotami wyważania, niedokładnością odczytu, a nawet dokładnością ułożenia przeciwciężaru.

Jak już wspomniano w przypadku wyważarek „z osią mięk­ką' obroty należy podnieść o określoną wartość powyżej częstotliwoś­ci drgań własnych w celu obniżenia błędu fazowego. W przypadku wyważarek o napędzie stałym zagadnieniem tym nie musimy się zajmować, jako że obroty stosowanego tu silnika asynchronicznego w okresie badania są praktycznie stałe. Ponieważ stałe obracanie może powodować drgania nawet w przypadku najbardziej celowego roz­wiązania, często stosuje się napęd cierny. Przy napędzie ciernym w okresie pomiaru koło kręci się swobodnie bez zakłóceń z zewnątrz, jednak mimo tego ciągle zmniejszają się jego obroty. Błąd fazowy może być utrzymany poniżej dopuszczalnej granicy jedynie wówczas, gdy koło rozpędzimy do maksymalnj-ch obrotów i gdy nie przeciąg­niemy pomiaru w czasie.

W przypadku komutatorowej oceny położenia kątowego do­kładność odczytu może być 'poprawiona, o ile położenie przeciwcięża-ru ustalimy nie przy maksymalnym wychyleniu przyrządu, a przy przejściu zerowym. Między oboma położeniami istnieje zawsze róż-nica 90°, natomiast odchylenie kątowe Aa odpowiadające błędowi odczytu Au na identycznym przyrządzie jest tu znacznie mniejsze (rys. 194). Zamocowanie przeciwciężaru w nieprawidłowym kierunku wywołuje podwójne oddziaływanie, w kole pozostaje bowiem nadal

Rys. 194. Błąd odczytu przy maksymalnym wychyleniu wskaźnika i przy przechodzeniu przez zero

niewy ważenie o wielkości P₂, którego kierunek w istotny sposób od­biega zarówno od kierunku niewyważenia pierwotnego Pj jak i prze­ciwciężaru P_e (rys. 195).

Charakterystyki wyważarek „z osią sztywną' —! a więc pra-

cujących poniżej częstotliwości drgań własnych — w sposób istotny

odbiegają od poprzednich. Nazwa „osi sztywnej' wywodzi się stąd, że

Rys. 195. Niewywaźenie

pozostające

przy zamocowaniu

przeciwciężaru

w niewłaściwym

kierunku

ze względu na obroty niezbędne do odpowiednio dokładnego okreś­lenia niewyważenia (500—700 obr/min) częstotliwość drgań własnych

osi urządzenia należy przyjąć szczególnie wielką (—«0,25—0,4),

przez oo sprężyna układu drgającego jest praktycznie całkowicie sztywna.

Ponieważ odchylenie boczne osi jest tak nieznaczne, że może być pominięte, bezwładność masy względem kierunku prostopadłego do osi obrotu koła nie zakłóca pomiaru, a ocena może być sprowadzo­na do pomiaru siły. Dalszą zaletą tego rozwiązania jest to, że bez­pośredni pomiar w gramach przeciwciężarów odpowiadających róż­nym średnicom tarczy koła może być rozwiązany elektrycznie.

Poza wymienionymi zaletami należy się jednak liczyć z tym, że w przypadku omawianych rozwiązań błąd kąta fazowego i błąd pomiaru ciężaru może być obniżony poniżej dopuszczalnej granicy jedynie wówczas, gdy pomiar będzie zawsze przeprowadzany przy dokładnie identycznych obrotach (rys. 196), ponieważ w zakresie obro-

tów poniżej drgań własnych — jak to widać na rysunku — szcze­gólnie intensywnie zmienia się amplituda i kąt fazowy. Do odfiltro­wania zakłócających drgań napędu stałego, jak również do dokład­nego pomiaru siły niezależnej od granic zewnętrznych, potrzebny jest selektywny i skompensowany obwód prądowy, co jeszcze bardziej komplikuje układ sygnalizacyjny należący do pomiaru kątowego. Z tego względu cena wyważarek „z osią sztywną' jest zazwyczaj ok. 1,5—2 razy wyższa od ceny wyważarek „z osią miękką'. Dokładność pomiaru wymagana w ramach badań diagnostycznych lub działalnoś­ci usługowej (na kołach samochodów osobowych 200—250 g.cm) -może być uzyskana urządzeniem lub wyważarką dowolnego systemu. Z tego właśnie względu z punktu widzenia spełnienia wymagań prak­tycznych przy braniu pod uwagę ceny nabycia, decyduje nie najbar­dziej korzystna dokładność pomiaru, lecz celowość technologiczna i możliwie najprostsza obsługa.

.

badanie amortyzatorów

W ramach badań diagnostycznych badanie amortyzatorów jest co najmniej tak samo uzasadnione, jak w przemyśle napraw­czym,    ponieważ umożliwia wykrycie^: usterek oddziałujących na

bezpieczeństwo jazdy i wskazuje na konieczność wymiany części. Ba­danie może być przeprowadzone zarówno na amortyzatorach wymon-

towanych, jak i zamontowanych na pojeździe.

W przemyśle naprawczym stosowana jest głównie kontrola amortyzatorów po ich wymontowaniu. Urządzenia stosowane przy badaniu uruchamiają amortyzator za pomocą mechanizmu korbowe­go z regulacją obrotów i skoku, w przybliżeniu według funkcji sinu­sowej i zazwyczaj metodą graficzną określają parę wartości charak­teryzujących siłę tłumienia i przesunięcie (rys. 197). Przez odpowied­nie ukształtowanie wskaźnika siły i urządzenia rejestrującego moż-

Rys. 197. Zmiana siły

tłumiącej przy

poruszaniu

amortyzatora

mechanizmem

korbowym

na bezpośrednio z urządzenia uzyskać wykres pracy amortyzatora (rys. 198). Z rozbieżności dostrzeżonych pomiędzy uzyskanymi w ta­ki sposób wielkościami a podobnymi charakterystykami nieuszko­dzonej części konstrukcyjnej, praktycznie można wykazać wszystko większe usterki (usterki zaworu i szczelności, odkształcenia, brak ole­ju itp.). Ponieważ badanie to można wykonać jedynie w stanie wy­montowanym, do celów diagnostycznych jest ono nieprzydatne.

Rys. 198 Wykres roboczy amortyzatora

W celu szybkiego ustalenia ewentualnych usterek amortyza­tor nałoży zbadać na samochodzie. Badanie takie jest potrzebne rów­nież w przemyśle naprawczym do podjęcia decyzji odnośnie koniecz­nych wymian. Znane są dwa sposoby przeprowadzania tego rodzaju badań: sposób prostszy i mniej (kosztowny polega na tym, że po do­kładnym wyregulowaniu ciśnień w oponach koło odpowiadające ba­danemu amortyzatorowi ustawia się na sztucznej przeszkodzie 1, skąd swobodnie stacza się z powrotem na ziemię (rys. 199). Przy przygo-

Rys. 199. Kontrola amortyzatora za pomocą sztucznej przeszkody

towywaniu pomiaru, do resorowanej masy samochodu (np. błotnika) mocuje się miernik drgań rejestrowanych w kierunku pionowym 2, który przy swobodnym spadku określa amplitudy drgań tłumionych amortyzatorem 3. Ponieważ współczynnik tłumienia może być okreś­lony jedynie z krzywej stycznej do amplitud malejących wykładni­czo — co byłoby bardzo skomplikowane — stąd w skali roboczej wnioski odnośnie stanu amortyzatorów wysuwa się z ilości zarejestro­wanych tu półamplitud drgań.

Do drugiego sposobu potrzebne jest stanowisko pomiarowe wytwarzające drgania wymuszone o regulowanej częstotliwości (np. 200). Samochód ustawiany jest badanymi kołami na platformie drgającej stanowiska 4, napędzanej mechanizmem korbowym 1 za pośrednictwem sprężyny 2, przy malejących obrotach. Amplituda wprowadzonego w taki sposób drgania mechanizmu jezdnego wyka­zywana jest przez wskazówkę urządzenia 3. Badanie sprowadza się do tego, że w przypadku rezonansu amplituda drgań tłumionych w szczególnie dużym stopniu uzależniona jest od tłumienia. Stosownie do tego, gdy przy zmianie (obniżaniu) częstotliwości drgań na mecha­nizmie jezdnym powstaje maksymalna amplituda, wówczas zmierzo­na tu wielkość jest charakterystyczna dla stanu amortyzatora.

Rys. 200. Stanowisko pomiarowe do badania amortyzatorów (Boge)

Wielkości kwalifikacyjne opisanych metod mogą być okreś­lone uprzednio przeprowadzonymi pomiarami. W tym celu należy przeprowadzić pomiary kilku nieuszkodzonych jednostek danego typu i uzyskaną średnią uważać za wymaganie jakościowe. Na wynik ba­dania amortyzatora wywierają po części wpływ tarcia elementów me­chanizmu jezdnego, jednak oddziaływanie to nie stanowi przeszkody w ustalaniu usterki.