Назовите классификационные признаки, назначение и основные технические характеристики контрольного и диагностического оборудования, приборов и инструментов.

Классификация контрольного и диагностического оборудования,

приборов и инструментов ПТС по обобщенным критериям

1. По функционально-технологическому назначению:

- СТД для автомобиля в целом;

- СТД для поэлементного анализа систем, агрегатов, сборочных единиц, деталей.

2. По конструктивной связи с автомобилем:

- Внешнее оборудование с блокированной компоновкой (датчики, приемники сигналов и указатели находятся вне автомобиля);

- Внешнее оборудование с разнесенной компоновкой (датчики укрепляются на автомобиле, приемники сигналов и указатели находятся вне автомобиля, либо датчики и приемники сигналов находятся на автомобиле, указатели — вне автомобиля). Датчик на автомобиле, указатель — вне его;

- Бортовые системы — датчики, приемники сигналов и указатели являются оборудованием автомобиля.

3. По степени подвижности:

- стационарные;

- передвижные;

- переносные.

4. По степени автоматизации:

- автоматические;

- частично автоматизированные;

- неавтоматизированные.

Стенды тяговых качеств

Назначение: стенд тяговых качеств обеспечивает измерение скорости, колесной мощности (силы тяги на ведущих колесах), параметров разгона и выбега, а в комплекте с расходомером топлива - расхода топлива на различных нагрузочных и скоростных режимах и проведение соответствующих регулировок. Стенды снабжаются автоматической системой поддержания заданных нагрузочного и скоростного режимов в процессе проведения диагностирования автомобиля.

Классификация стендов тяговых качеств (СТК)

1. Способ нагружения и схема нагружения ролика стенда: с силовым нагруженном (схема 1), с инерционным нагруженном (схема 2), с комбинированным нагружением (схема 3) тормозного ролика.

2. Режим диагностирования:

- Скоростной (инерционные стенды).

- Нагрузочный (с тормозным моментом).

- Скоростной и нагрузочный (комбинированные стенды).

3. Тип тормозного устройства: механические, гидравлические, электрические (электродвигатель - генератор), электродинамические (вихревые).

4. Тип диагностируемых автомобилей: для легковых, для грузовых и автобусов.

5. По типу опорно-приводных устройств под ведущие

- Однобарабанные под колесо.

- Двухбарабанные под ведущую ось.

- Двухбарабанные под каждое колесо.

Тормозные стенды

Действие тормозных стендов основано на анализе сил сцепления заторможенных колес автомобиля с рабочей поверхностью стенда. Тормозные стенды выпускаются двух типов —площадочные и роликовые.

Площадочные тормозные стенды. Стенд имеет четыре измерительные платформы, подве на каждую ось автомобиля, оснащенные датчиками, и приборнуюстойку, соединенную с платформами электрическим кабелем.В процессе диагностирования автомобиль со скоростью 6—10 км/чнаезжает колесами на платформы стенда и тормозит. Измерение тор-мозных сил основано на измерении перемещения платформ, котороепроисходит за счет возникновения сил инерции системы автомобиль — платформы и сил трения между шинами и поверхностьюплатформ. Это перемещение, пропорциональное общей тормознойсиле автомобиля, фиксируется с помощью датчиков, установленныхпод измерительными платформами. Сигналы от датчиков передаются в компьютер, который выдает на дисплей и принтер с интервалами в 0,05 с значения максимальной тормозной силы, на дисплей —световую индикацию неравномерности торможения колес каждойоси и значение в процентах эффективности торможения.

Тормозные стенды роликового (барабанного) типа. Этот тип тормозных стендов наиболее широко применяется на ПТС и в пунктах государственного технического осмотра автомобилей. На стендах тестируются следующие параметры: тормозная сила на каждом колесе; удельная тормозная сила; коэффициент неравномерности тормозных сил; усилие на органах управления (педаль, ручник); время срабатывания тормозной системы; тормозной путь. Дополнительно проводится взвешивание автомобиля на каждое колесо. Стенды обеспечивают следующие режимы контроля: рабочее контрольное торможение; экстренное торможение; торможение стояночным тормозом.

Тормозные роликовые стенды состоят из следующих частей: силовой шкаф, измерительная стойка с пультом управления и дисплеем либо приборами регистрации параметров, один или два опорно-роликовых блока. В комплект тормозного стенда входит силоизмерительное устройство для определения усилия на педали тормоза.

Принцип измерения тормозных сил автомобиля основан на уравновешивании движущего момента, создаваемого приводом стенда и подводимого к роликам, тормозным моментом автомобиля от сил, возникающих на тормозных колодках и барабанах или пластинах и дисках в каждом колесе.

Стенды для диагностики и контроля ходовой

части и рулевого управления автомобиля

Стенды контроля увода автомобиля. Эти стенды представляют собой площадочное устройство, платформа которого имеет возможность смещаться в сторону, противоположную силам увода автомобиля с траектории прямолинейного движения. Под платформой рас-положен датчик, передающий сигнал на информационное табло. Автомобилю достаточно проехать по платформе одним колесом, чтобы на табло загорелась сигнальная лампа, информирующая операторадиагноста о том, что углы схождения колес не соответствуют норме и требуется углубленная диагностика механизмов установки колес на специальном стенде.

Стенды диагностики подвески автомобиля. Стенды предназначены для диагностики пружинно-амортизаторной системы подвески автомобиля. Стенд состоит из силового шкафа, приборной стойки и блока измерительных пластин. В блоке находятся вибраторы, приводящие в колебания опорные пластины и подвеску автомобиля, который колесами стоит на пластинах, и датчики измерения параметров вибрации пластин. Работа стенда основывается на реализации амплитудно-резонансного метода диагностики колебательной системы. Вначале вибраторы сообщают через пластины подвеске автомобиля вынужденные колебания с заданной начальной частотой, которая находится в сверхкритическом диапазоне колебаний. Колебания подвески проходят весь диапазон низких частот и точку резонанса до полного прекращения колебаний. Затем вибраторы выключаются и включается система регистрации амплитуды и частоты свободных колебаний подвески. Результаты измерения выдаются в виде графиков зависимости: амплитуда (мм) — частота колебаний (Гц) и в виде процентов от максимального значения амплитуды по левому и правому колесам автомобиля.

Стенды «люфт-детекторы» для диагностики зазоров в сочленениях подвески и рулевого управления автомобилей. Стенды позволяют визуально выявить люфты. Стендывыпускаются в трех исполнениях:

— напольного (для грузовых автомобилей) с использованием в автономном режиме;

— заглубленного (для легковых автомобилей) с использованием в автономном режиме и устанавливаемых на осмотровую канаву;

— для встраивания в платформы автомобильных подъемников.

Стенды состоят из трех частей — гидравлической станции, переносного пульта управления с лампой подсветки, двух опор. Пульт и гидравлическая станция соединены между собой электрическим кабелем, а гидравлическая станция и опоры — гидравлическими шлангами. Опоры представляют собой пластины, расположенные в раме и имеющие возможность перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости от встроенных в раму гидроцилиндров.

Принцип действия стенда состоит в следующем: проверяемый автомобиль наезжает передними колесами на пластины и затормаживается. Пластинам с пульта управления дается команда на возвратно-поступательное движение сначала по одному, а затем по другому направлению. Во время качания автомобиля пластинами механик, осматривая механизмы подвески и рулевого управления, визуально обнаруживает имеющиеся люфты.

 

Комбинированные стенды общей диагностики автомобиля для диагностических участков ПТС и диагностических линий пунктов государственного технического осмотра автомобилей

Эти стенды представляют собой комбинацию трех стендов — тормозного, контроля увода автомобиля и диагностики подвески. Комбинированные стенды, обеспечивающие за короткий промежуток времени не только проверку эффективности действия тормозной системы, но и диагностику подвески и углов схождения колес, весьма привлекательны для участков приемки автомобилей в ремонт с использованием процессов общей диагностики. Производители оборудования для автосервиса предлагают комбинированные стенды в двух исполнениях — с тормозными стендами площадочного или роликового типа и площадочными стендами увода автомобиля и диагностики подвески.

 

Стенды для контроля и регулировки углов установки колес

Основное конструктивное различие этих стендов обусловлено видом энергии измерительного сигнала, способом его передачи от датчиков к приемному устройству, применяемой системой обработки информации и выдачи ее оператору. С этих позиций все стенды можно разделить на две группы — стенды с беспроводной информационной связью между датчиками и приемником и проводные (или кордовые) стенды, для которых характерно то, что датчики связаны с приемником сигналов электрическими кабелями. Первая группа стендов состоит из моделей, различающихся между собой видом канала передачи информации (видом энергии). К ним относятся стенды с оптическим, лазерным, инфракрасным и радиоканалами передачи информации. Во вторую группу входят стенды с комбинированными каналами передачи сигналов — между датчиками используется инфракрасный канал, а между датчиками и приемным устройством — электрический.

Стенды, в которых информация выводится проекторами на экраны с угловыми и линейными делениями, являются устаревшими моделями и в настоящее время не выпускаются. Сегодня все стенды имеют компьютерную обработку сигналов и вывод информации на дисплей. В память компьютера закладываются сведения об углах установки колес большинства современных моделей автомобилей различных производителей, а также алгоритм диагностирования и рекомендации по регулировочным операциям. На дисплее высвечивается не только табло с данными диагностики, но и порядок (по шагам) диагностирования. По окончании диагностирования на дисплее в режиме мультипликационного фильма иллюстрируются порядок и все действия механика, необходимые для выполнения регулировочных работ.

Диагностическая стойка представляет собой вертикально ориентированную рамную или шкафную конструкцию, включающую приемник сигналов (для беспроводных стендов), сис-темный блок компьютера, дисплей и принтер. В нерабочем положении на кронштейнах стойки установлены измерительные блоки, на полках хранятся держатели измерительных блоков. Измерительные блоки представляют собой отдельные изделия, содержащие корпус и консольный кронштейн, в которых расположены измерительные датчики, пузырьковый уровень, кнопка компенсации биения, источник питания (только в блоках беспроводных стендов) и разъем для соединительного кабеля (только в блоках кордовых стендов). Измерительные блоки крепятся на колесе при помощи специальных держателей. В одних моделях стендов все датчики сосредоточены в измерительных блоках, в других — большая часть, а некоторые датчики расположены в опорных устройствах.

Измерения проводятся с помощью инфракрасного луча, который направляется через оптическую систему на светочувствительную ячейку. Разрешение принимающей камеры — 0,5' (секунда — доля градуса). Все измерения в горизонтальной плоскости производятся двумя противоположно установленными CCD — камерами датчиков, работающими совместно в режиме передача — прием.

Все датчики и излучатели измерительных блоков установлены так, что образуется либо замкнутый, либо П-образный измерительный контур, благодаря чему есть возможность производить измерения всех углов установки колес как передней, так и задней осей.

Большинство стендов могут функционировать как с четырьмя измерительными блоками, так и с двумя, устанавливаемыми поочередно на передние и задние колеса, либо только на передние управляемые колеса. Естественно, что в этом случае их функциональные возможности сужаются, однако в целом ряде случаев остаются достаточными для успешного использования для диагностики и регулировки углов управляемых колес.

 

 

Оборудование для балансировки колес

Стенды (станки) для балансировки колес, снятых с автомобиля. Стенды для балансировки колес, снятых с автомобиля, нашли широкое применение в шиномонтажных автомастерских и на специализированных участках ПТС.Наиболее широко представлены станки для балансировки колес легковых автомобилей с горизонтально расположенным валом, электроприводом или ручным приводом и компьютернойобработкой диагностической информации.Балансировочное оборудование может работать в одной из трехзон колебаний измерительной системы под действием сил инерциинеуравновешенных масс: резонансной, зарезонансной и дорезонансной. Современные стенды работают в дорезонансной области колебаний, так как измерению подвергается не амплитуда колебаний колесаот неуравновешенных сил, а динамические реакции в подшипникахстенда. Вал станка с установленным на нем колесом раскручиваетсядо определенной частоты (от 250 об/мин при ручном приводе до800 об/мин при электромеханическом), на которой фиксируется момент измерения сил, заданный программой вычислительной машины станка.

В вычислительную машину станка заносятся исходные данные диагностируемого колеса: диаметр и ширина шины, размеры и тип диска. Привод станка разгоняет вал, после чего привод отключается, а вал и колесо продолжают свободное вращение. В таком состоянии система вал—колесо представляет собой колебательную систему, совершающую свободные колебания под действием сил и моментов инерции, возникающих от имеющихся неуравновешенных масс колеса. В результате действия сил и моментов инерции в подшипниках вала стенда возникают динамические нагрузки. При вращении вала его частота фиксируется импульсным датчиком, динамические нагрузки в опорах вала измеряются пьезоэлектрическими датчиками, а местоположение дисбаланса определяется импульсно-частотным индуктивным датчиком, катушка которого охватывает диск с прорезями, закрепленный на валу станка. В вычислительную систему станка «вложены» программы расчета динамических реакций для различных колес (шин и дисков).

Стенды для балансировки колес на автомобиле. Эти стенды предназначены для экспресс-диагностирования автомобилей на участках диагностики ПТС и могут быть использованы для финишной балансировки колес, так как при уравновешивании учитываются все вра-щающиеся элементы колеса: шина, диск, ступица, тормозной диск, крепежные детали колеса и подшипники. Стенд представляет собой мобильную моноблочную конструкцию с подключаемым через электрический кабель выносным одним или двумя датчиками вибрации. Стенды с двумя датчиками дают возможность проводить балансировку одновременно двух колес одной оси

Процесс диагностики и балансировки колеса проводится в два этапа. Сначала устраняется статический дисбаланс колеса, затем — динамический. Принцип работы заключается в измерении амплитуды и частоты собственных колебаний колеса, установленного на автомобиле. Вывешенное колесо раскручивается приводным разгонным шкивом стенда до частоты, соответствующей скорости движения автомобиля 120—170 км/ч. Затем тележка стенда отводится от колеса. При устранении статического дисбаланса датчик 7 контактирует с нижним рычагом подвески, а при динамической балансировке — с тормозным щитом 5. Колебания колеса преобразуются датчиком в электрические сигналы. В электронный блок стенда поступают импульсы от самых нижних точек амплитудно-частотной синусоиды, соответствующих моментам прохождения неуравновешенной массы через плоскость установки датчика. По величине амплитуды электронный блок рассчитывает необходимую массу уравновешивающих грузиков, а по фазе — место расположения грузиков относительно ранее нанесенной метки на колесо. При устранении статического дисбаланса грузики массами, равными половине уравновешивающей массы, крепятся по обе стороны диска на одной угловой отметке, чтобы не вызвать динамического дисбаланса, а при динамической балансировке—с двух сторон диска по диагонали, чтобы не вызвать статического дисбаланса.

 

Оборудование для диагностики автомобильных двигателей

Различают диагностику ДВС стендовую и бесстендовую. В первом случае для диагностики ДВС используются тяговые стенды, во втором — диагностика проводится с помощью передвижных (мобильных) диагностических комплексов, переносных приборов и инструментов.

По функциональному назначению диагностическое оборудование делится на группы по видам систем ДВС, например, приборы для диагностики электронной системы управления двигателем (ЭСУД), газоанализаторы для контроля состава отработавших газов и др.

По виду контролируемого или измеряемого сигнала диагностическое оборудование можно объединить в следующие группы: для контроля и измерения электрических величин, температурных параметров, относительного давления, механических параметров, химического состава.

В зависимости от целевого назначения и номенклатуры измеряемых величин стендовое оборудование, приборы и инструменты для диагностики ДВС могут быть универсальными, как, например, мотортестер, или специализированными, как компрессометр.

Оборудование для диагностики ЭСУД и иного электрооборудования двигательной установки автомобиля. В эту группу оборудования входятдиагностические комплексы, сканеры, мотортестеры, диагностические тестеры и мультиметры.

Диагностические комплекс представляет собой универсальный набор диагностических средств, персональный компьютер с заложенной диагностической платой, принтер, монитор, сканер и набор соединительных кабелей, смонтированные на передвижной стойке.

Сканер — электронное устройство, позволяющее считывать диагностическую информацию с различных электронных систем автомобиля и передавать ее в персональный компьютер. Сканер может работать в паре с ПК или автономно. В последнем случае он имеет дисплей для текстового или графического вывода диагностической информации, например кодов ошибок ЭСУД.

Мотортестер — портативный прибор, включающий несколько измерительных приборов для измерения электрических величин и процессов, протекающих в различных системах ДВС. В отдельных моделях мотортестеров предусматриваются программная поддержка и возможность стыковки с ПК.

Диагностический тестер — портативный прибор для проведения диагностики отдельных систем ДВС в тестовых режимах.

Мультиметр — портативный прибор для измерения электрических величин (напряжение, ток, сопротивление).

Газоанализаторы отработавших газов. Газоанализаторы — портативные приборы с цифровой индикацией, предназначенные для анализа содержания отдельных компонентов химического состава отработавших газов бензиновых и дизельных автомобильных двигателей. Прибор оценивает процентное содержание четырех компонентов — оксида углерода — СО, непредельных углеводородов — СН, двуокиси углерода — СО2, кислорода — О2. Современные газоанализаторы — построенные по модульному принципу приборы, имеющие пульт дистанционного программного управления, обеспечивающие возможность измерять температуру отходящих газов и устанавливать зависимость количественного содержания компонентов от числа оборотов коленчатого вала ДВС.

Стробоскопы. Автомобильные стробоскопы — приборы для прерывистого наблюдения одного и того же положения вращающегося объекта, например шкива привода вентилятора, который поэтому визуально представляется неподвижным. Прибор имеет стробоско-пическую лампу, излучающую импульсы света с частотой вращения объекта, для чего в систему управления лампы встроен датчик, который принимает сигналы от объекта наблюдения, либо сторобоскоп подключается к датчику частоты оборотов коленчатого вала ЭСУД. Современные стробоскопы — приборы с цветным цифровым ЖК-дисплеем, предназначенные для регулировки угла опережения зажигания или других работ, где требуется наблюдать определенное положение коленчатого вала в процессе его непрерывного вращения.

Приборы для диагностики цилиндро-поршневой и клапанной групп ДВС. В эту группу оборудования входят пневмотестеры, компрессометры и компрессографы. Диагностика цилиндро-поршневой и клапанной групп проводится методом герметичности рабочих объемов. Суть этого метода заключается в том, что надпоршневая полость цилиндра ДВС в определенных положениях коленчатого вала должна быть герметичной. Проверку герметичности производят с помощью приборов, измеряющих давление воздуха — манометров, поэтому все оборудование этой группы имеет в своем составе манометрические

измерительные устройства.

 

Оборудование для контроля геометрии кузовов легковых автомобилей

Контрольно-измерительные инструменты и приспособления. К ним относятся универсальные линейки, рулетки и штангенциркули, специальные штангенинструменты (линейки и штангенрейсмусы), а также шаблоны. Специальные линейки состоят из штанги, на которую нанесена или не нанесена измерительная шкала, неподвижного и подвижного на-конечника. Кузовные штангенрейсмусы представляют собой штативную штангу с измерительной шкалой и выдвижную линейку с измерительной шкалой и наконечником. Кузовные шаблоны бывают двух видов — для контроля проемов кузова и для фиксации кузова на раме стенда. Шаблоны первого вида имеют конфигурацию, идентичную конфигурации контролируемого проема кузова, и выполнены с допусками на порядок жестче, чем указанные в конструкторской документации изданный элемент кузова. Шаблоны второго вида предназначены для использования совместно с кузовным стапелем. Эти шаблоны выпускаются комплектно для каждой модели автомобиля. Каждый шаблон разрабатывается под свою контрольную точку кузова и должен устанавливаться на раму стапеля, которая является измерительной базой, в конкретном месте. Шаблон представляет собой силовую конструкцию, имеющую посадочные места и быстродействующий зажим, характерный для данной точки платформы кузова. Деформированный кузов как бы насаживается на очень точную и прочную колодку. Шаблоны без пропусков повторяют всю сеть контрольных точек поврежденного кузова, что позволяет наглядно выявить деформированные участки без проведения дополнительных обмеров. Кроме этого, шаблоны, являясь силовыми элементами, значительно повышают жесткость кузова и обеспечивают сохранение геометрии при приложении к нему любых тяговых усилий. Основной недостаток шаблонной системы измерения геометрии кузова — ее чрезвычайно узкая специализация (на каждую модель кузова — свой комплект).

Измерительные стенды. Стенды для измерения и контроля геометрии кузова выпускаются как для автономного применения, так и для работы совместно с тяговым кузовным стапелем. В последнем случае измерительный стенд является частью конструкции стапеля. В стендах используются измерительные системы, реализующие измерения в прямоугольной пространственной, полярной пространственной и комбинированной системах координат. По виду получения и передачи измерительного сигнала стенды имеют измерительные системы механические, электронно-механические, оптические, ультразвуковые. Все измерительные системы, кроме механической, современных стендов сопрягаются с персональными компьютерами, в которых заложены базы данных по кузовам различных моделей автомобилей разных производителей.

Механические измерительные системы являются универсальными системами. Они монтируются на жесткой раме, которая устанавливается на стапель или свое основание. На раме крепятся передвижные консоли с измерительными телескопическими стойками для нижней части кузова и штангенрейсмусы — для боковых поверхностей кузова. Данные по координатам контрольных точек различных моделей автомобилей занесены в специальные карты, поставляемые в комплекте со стендом.

Электронно-механические системы измерения имеют механическую телескопическую измерительную штангу с измерительным наконечником и приемный блок, в котором координаты измерительного наконечника преобразуются в электрические сигналы по принципу «электронной мыши» компьютера. Стенды с электронно-механической системой измерения работают автономно и имеют в своем составе измерительную тумбу и приборную стойку. Сигнал с приемного блока поступает в ПК, где по специальной программе он обрабатывается и выдается на дисплее в виде координаты контрольной точки. Измерительная тумба и приборная стойка связаны между собой радиоканалом. Перед началом измерений измерительная тумба прочно фиксируется под автомобилем, поднятым на подъемнике, и, в качестве исходной информации, в компьютер вводятся координаты трех известных контрольных точек, местоположение которых в данном автомобиле соответствует конструкторской документации. Эти координаты являются базовыми для остальных измерений.

Ультразвуковая измерительная система основана на построении трехмерной геометрической модели. Данные считываются излучателями и направляются на микрофоны, установленные по всей поверхности балки. Каждый излучатель связан с шестью микрофонами. Приемник определяет нахождение излучателя с точностью до десятой доли миллиметра. Для измерения автомобиля компьютер на основе минимум трех неповрежденных точек определяет плоскость, параллельную днищу. Все последующие измерения производятся относительно этой плоскости. К измеряемым точкам автомобиля крепятся ультразвуковые датчики-излучатели. Датчики соединяются проводами с приемной балкой, расположенной под автомобилем. Звук воспринимается микрофонами, находящимися на балке. Время прохождения звука от датчика до микрофона позволяет определить координаты точки на кузове в трех измерениях относительно найденной плоскости. Все точки, как базовые, так и измеряемые, отображаются на экране компьютера в графическом и цифровом виде. Данные измерения сравниваются с заводскими параметрами. И вычисляется расхождение. Информация по каждому «измеренному» автомобилю сохраняется в памяти компьютера. Ультразвуковая система имеет два технологических минуса. Первый — турбулентность. Из-за направленного потока воздуха, например сквозняка, микрофон может потерять сигнал. В таком случае пропадают данные на мониторе. Второй минус относится больше к конструктивным особенностям. Излучатели, прикрепляемые к днищу, связаны с балкой проводами, которые подключены к источнику питания.

Лазерные измерительные системы, в отличие от ультразвуковых, — беспроводные. А точнее, в конструкции предусмотрен только один провод, связывающий систему с компьютером. Снизу к днищу прикрепляется лазерный излучатель. А к каждой технологической точке крепятся специальные мишени, соответствующие заводским параметрам измеряемого автомобиля. Сигнал представляет собой высокочастотную вспышку вполне определенной силы и яркости. Излучатель, вращаясь с огромной частотой, считывает информацию о геометрии кузова, о состоянии 46 кузовных точек, одновременно выводя результаты на монитор компьютера. Лазер значительно упрощает процедуру подгонки деталей кузова, так как дает возможность мгновенно сопоставлять их положение относительно друг друга.

Измерительные радиосистемы. Использование мультичастотного радиосигнала в системах измерений имеет свои плюсы — на результат работы не влияет турбулентность, перепады напряжения (как в ультразвуковых системах), перекрывание одной мишенью другой (как в лазерных системах). Измерительный модуль такой системы — это передвигающаяся по направляющим измерительная головка с шарнирным удлинителем. При перестановке наконечника компьютер автоматически определяет и распознает его.