Обладнання для діагностування

ХОДОВОЇ ЧАСТИНИ АВТОМОБІЛІВ

 

10.1. Призначення засобів діагностування ходової
частини

 

Основними несправностями ходової частини автомобілів є: 1) несправності елементів підвіски автомобілів; 2) несправності коліс; 3) несправності рам, кабін і кузовів.

Засоби діагностування ходової частини автомобілів дозволяють визначати: 1) пружність підвіски; 2) амплітуду коливання амортизаторів коліс; 3) осьовий і радіальний люфти в підшипниках;
4) биття (дисбаланс) коліс; 5) тиск повітря в шинах; 6) глибину протектора на шинах; 7) паралельне зміщення осей мостів автомобілів.

Пружність підвісок визначають прямим і непрямим методами. При прямому методі знімають пружну характеристику підвіски, вимірюючи її вертикальні деформації під дією змінного вертикального навантаження, і по характеристиці визначають коефіцієнт жорсткості й внутрішнє тертя. Непрямий метод заснований на вимірі умовної довжини пружини або стріли прогину ресори при навантаженні на вісь, зазначеної в технічній характеристиці, для автомобіля в спорядженому стані.

Характеристику пружності отримують за допомогою навантажувачів і вимірників переміщень. Навантажувач обладнують пристроєм для реєстрації зусилля навантаження. У якості ж вимірників переміщень використовують пристрої для визначення розмірів.

Передні мости можуть мати наступні основні несправності: деформація балки; знос шкворневих з’єднань, підшипників, маточин коліс; розробка отворів під шворні в кулаках балки й гнізд під підшипники в маточинах установки передніх коліс, що ускалднює керованість; різко підвищений зношення шин і т.д.

Технічне обслуговування передніх мостів полягає в діагностуванні несправностей, проведенні необхідних регулювальних і інших робіт з попередження й усунення виявлених дефектів. При діагностуванні визначають радіальний і осьовий зазори в шкворневих з’єднаннях, зазор між кільцем підшипника і його гніздом у маточині, ступінь затягування підшипника маточини, а також кути установки керованих коліс (кути розвалу коліс, поперечного й поздовжнього нахилів шворня, сходження коліс).

Правильність розмірів і сполучень (наприклад, висота буфера, люфт у сполученнях важелів, амортизаторів, ресор) визначають за допомогою лінійок, штангенциркулів, шаблонів. Перспективними є
короткочасно-контактні датчики з реєстрацією переміщень на шкалі приладу.

Амортизатори підвіски впливають на безпеку руху й плавність ходу автомобіля. Незадовільна робота амортизаторів відбувається: 1) при негерметичності (у результаті ослаблення затягування гайки резервуара або зношуванні сальника); 2) витіканні рідини або забрудненні її; 3) при забоїнах ударного походження на корпусі резервуара; 4) при наявності рисок і задирів на штоку; 5) при поломці або зношуванні поршневого кільця, надирах на поршні; 6) при нещільному перекритті пропускного клапана або клапана стиску (або надмірне осідання його пружини); 7) при ослабленні кріплення самого амортизатора або зношуванні пальців металевих і гумових втулок.

 

10.2. Діагностування зазорів в ходовій частині
автомобілів

 

Для визначення люфтів у ходовій частині використовують переносні прилади з індикаторними головками й механізмом кріплення за нерухливі елементи автомобіля.

Стан шкворневого з’єднання передніх коліс вантажних автомобілів з неведучою передньою віссю діагностують індикаторним приладом КІ-4892 (рис. 10.1) або приладом НДІАТ Т-1.

За допомогою приладу КІ-4892 зазори шкворневого з’єднання діагностують у такий спосіб. Очищають і насухо протирають місця упору ніжки індикатора (нижні частини дисків і опорного гальмового диска). Закріплюють пристрій на передній осі біля правого колеса, установивши ніжку індикатора з натягом 2...3 мм на нижньому краї гальмового диска, і сполучають нуль великої шкали зі стрілкою. Повільно піднімають передню вісь, фіксують показання індикатора й опускають передню вісь. Повторюють ті ж операції для лівого колеса. Вимірюють щупом зазор між кулаком осі й вушком поворотної цапфи кожного колеса. При необхідності зазор регулюють прокладками, зміною втулок, шворнів, поворотом шворнів і т.д.

 

 

Рис. 10.1. Пристрій мод. КІ-4892 для перевірки зазорів

у шкворневих з’єднаннях:

1 – стійка; 2 – штанга; 3 – шарнір; 4 –рукоятка затискача шарніра;
5 – індикатор; 6 – гвинт затискача індикатора; 7, 8 – губки затискача
для закріплення пристрою на балці передньої осі автомобіля; 9 – рукоятка
затискача; 10 – гальмовий диск; 11 – балка передньої осі автомобіля

 

Знос в шкворневому з’єднанні контролюють за величиною радіального та осьового зазорів. Радіальний зазор вимірюють при переміщенні поворотної цапфи відповідно шворня при підйомі й опусканні підйомником (домкратом) передньої осі, а осьовий – плоским щупом, який розміщується між верхнім вушком поворотної цапфи й кулаком передньої осі. Припустиме значення радіального зазору не більше 0,75 мм, осьового – 1,5 мм. Осьовий зазор у підшипниках маточин коліс не допускається.

Зазор між кільцем підшипника і його гніздом у маточині, а також ступінь затягування підшипника маточини визначають погойдуванням коліс у поперечній площині після усунення люфту в шкворневому з’єднанні. Якщо колесо обертається туго й гальмові колодки не заїдають або при погойдуванні колеса відчувається зазор, необхідно відрегулювати затягування підшипників маточини.

 

10.3. Обладнання для діагностування підвіски
автомобілів

 

Важливою задачею діагностування підвіски автомобіля є оцінка правильності розмірів і з’єднань, пружних властивостей і параметрів коливань підвіски. Діагностування підвіски автомобіля може здійснюватися за змушеними або вільними коливаннями підресореної або не підресореної мас. Діагностування за змушеними коливаннями в основному зводиться до експериментального визначення амплітудно-частотних характеристик. Діагностування підвіски за вільними коливаннями ґрунтується на порівнянні еталонної кривою загасаючих коливань кузова із кривою, отриманою в процесі випробувань. Ці криві можуть бути отримані двома методами: підтягуванням або скиданням.

Стенд для діагностування підвіски повинен задовольняти наступним вимогам: простота конструкції; низькі витрати енергії, праці й часу на проведення діагностики; достатня точність результатів діагностики; визначення тиску повітря в шинах одночасно з визначенням параметрів ресор і амортизаторів. Вочевидь, що першим двом вимогам найбільше повно відповідають стенди, які реалізують метод скидання, оскільки вони не вимагають використання приводних механізмів. До того ж, конструкція стенда гранично спрощується, якщо встановити датчик, який відслідковує пружні деформації, на площадці, виконаної у вигляді мембрани, на яку падає колесо, а не прикріплювати реєструючу апаратуру до кузова автомобіля.

Розглянемо коливальну систему, тобто автомобіль (стан підвіски якого діагностується) і опорну площадку діагностичного стенду. Принципова схема такого стенда наведена на рис. 10.2. Башмак 9 має вхідну й опорну поверхні. Опорна поверхня складає із горизонталлю О – О кут α. До башмака прикріплені чотири ролики, встановлені на нерухомих напрямних. Із башмаком 9 з’єднаний механізм переміщення із пневмоциліндром. Передня й задня порожнини пневмоциліндра 10 за допомогою трубопроводів 11 і 14 можуть бути з’єднані через клапан керування 13 або з атмосферою, або з повітряною магістраллю (трубопровід 12).

Поруч із башмаком 9 нерухомо розташована стійка 15 зі змонтованим на ній механізмом 17 підйому й опускання реєстратора коливань 3. Рухлива частина 5 датчика реєстрації коливань прикріплена до рухомого у вертикальному напрямку слідкуючого стержня 6, постаченому наконечником 18 і пружиною 8, а нерухлива частина 7 датчика жорстко закріплена на корпусі реєстратора.

 

 

Рис. 10.2. Пристрій для діагностування підвіски автомобілів

 

Стержень 6 у крайньому верхньому положенні взаємодіє з кінцевим датчиком 4, який за допомогою електричних кіл з’єднаний з механізмом 17 підйому й опускання реєстратора 3, із краном керування 13 і реле часу 2. Кінцевий датчик 4 електроприводами пов’язаний із клапаном керування 13 та з реле часу 2, яке з’єднано проводом 1 з механізмом 17. У робоче положення реєстратор повертається у зворотному порядку. Для коліс є спеціальні упори.

Порядок діагностування підвіски наступний. Оператор, натискаючи на нижню кнопку пульта керування 16, переміщує башмак 9 у крайнє переднє положення в напрямку стрілки А. Потім автомобіль в’їжджає колесами однієї осі спочатку на вхідну, а потім на опорну поверхню башмака й у цьому положенні зупиняється. Після цього оператор вмикає механізм 17 і опускає реєстратор 3. Після зіткнення наконечника 18 із крилом автомобіля пружина 8 стискується доти, поки стрижень 6 не стикнеться з кінцевим датчиком 4.
У цю мить датчик 4 подає електричний сигнал, який, минаючи реле часу 2, вимикає механізм 17. Одночасно він вмикає клапан керування 13, який подає повітря з магістралі 12 по трубопроводу 14 у передню порожнину пневмоциліндра 10, з’єднуючи задню його порожнину з атмосферою.

Башмак 9 при цьому переміщується в крайнє заднє положення (у напрямку, протилежному стрільці А), скидаючи колеса автомобіля й викликаючи тим самим вільні коливання його кузова. Вертикальні переміщення кузова передаються на взаємодіючі між собою частини 5 і 7 датчика реєстратора коливань через слідкуючий стрижень 6, наконечник 18 якого притискається до кузова пружиною 8. Реле часу 2 через кілька секунд після загасання коливань подає сигнал механізму 17, реєстратор 3 піднімається нагору й повертається в неробоче положення. Щоб підготувати пристрій до наступного виміру, досить натиснути на нижню кнопку пульта керування, а після в’їзду коліс автомобіля на башмак – на верхню. Надалі процес діагностування протікає автоматично.

Діагностичний пристрій постачений переносним двохкнопковим пультом керування 16. Нижня кнопка служить для подачі електричного сигналу до крана керування 13, тобто для вмикання подачі повітря з магістралі 12 по трубопроводу 11 у задню порожнину циліндра 10 і переміщення черевика 9 у крайнє переднє положення по напрямку стрілки А. Верхня кнопка на пульті призначена для вмикання всього пристрою в робочий режим.

Стійка 15 реєстратора коливань має напрямну (на малюнку не показана) такої конфігурації, що при підході реєстратора 3 до крайнього верхнього положення забезпечує його поворот з робочого положення на 90° навколо вертикальної осі, звільняючи тим самим проїзд автомобілю.

 

10.4. Стенди для діагностування амортизаторів
на автомобілі

 

Обслуговування телескопічних амортизаторів полягає в діагностуванні герметичності кріплення на автомобілі, перевірці ефективності дії й працездатності. Герметичність амортизаторів діагностують візуально за слідами підтікання рідини. Ефективність дії амортизаторів перевіряють на динамічному стенді, який імітує нерівності дороги. На стенді (рис. 10.3), який виконаний у вигляді сталевої конструкції, перевіряється стан амортизаторів за їх здатністю гасити коливання за певний відрізок часу.

 

 

Рис 10.3. Стенд для перевірки амортизаторів:

1 – важіль; 2, 8 – електродвигуни; 3 – самопис; 4 – регулювальний гвинт;

5 – пружина; 6 – діаграмні диски; 7 – маховик; 9 – пристрій

для перетворення обертового руху вала в коливальне;

10 – рама; 11 – платформа для в’їзду автомобіля

 

З правого боку стенда розташована коливна опора для колеса, а з лівого – опора, регульована відповідно до колії автомобіля, який перевіряється. При вмиканні електродвигуна 8 обертовий рух вала пристроєм 9 перетворюється в коливальний; момент обертання збільшується маховиком 7. Коливальний рух через пружину 5 і регулювальний гвинт передається важелю 1, а потім платформі, на яку наїжджає колесо автомобіля.

Коливання сприймаються підвіскою автомобіля, і після вимикання електродвигуна частота коливань підвіски й платформи буде однаковою. Надалі коливання гасяться амортизатором. На діаграмному диску самописа 3 відображаються максимальні й мінімальні коливання залежно від їхньої амплітуди, які порівнюються з еталонними – по довжині запису й часу гасіння коливань.

Стенд К-491 призначений для перевірки амортизаторів легкових автомобілів без їхнього демонтажу з автомобіля. Стенд стаціонарний, електромеханічний, споживана потужність 2,3 кВт. Коливання підвісці дистанційного автомобіля задаються за допомогою вібратора, робочий хід штовхача якого 18 мм, а частота подвійних ходів 15,3 Гц. Середній час зняття діаграми становить 1...2 хв.

Принцип дії стенда полягає в примусовому порушенні коливань підвіски із заданою початковою частотою, яка перебуває у понад критичному діапазоні коливань і проходженням частоти порушення через весь діапазон низьких частот, а також через точку резонансу до повного припинення коливань.

Перевірка амортизаторів на стенді здійснюється по черзі. Перевірку можна проводити, починаючи з кожного (правого або лівого) амортизатора. Натисканням кнопки «Пуск» вмикається один з вібраторів. Через 2…3 с роботи він вимикається натисканням на кнопку «Стоп», при цьому вмикається реле часу початку запису діаграми. Через 10 с реле включає електродвигун обертання діаграмного диска й починається запис діаграми. Через 15 с стенд автоматично вимикається. Тумблер стенда перемикається в друге положення й аналогічним чином знімаються характеристики другого амортизатора.

Розглянемо послідовність діагностування. У діаграмні диски 6 вкладають спеціальні бланки, а перемикач ставлять у положення «Вімкнення» і, натискаючи на кнопки, установлюють колію автомобіля, який перевіряється. На в’їзні платформи опор автомобіль заїжджає передніми колесами та фіксується ручним гальмом. Двигун вимикають. Діагностування починають із будь-якої опори. Для цього помічають час, натискають на кнопку включення двигуна стенда й маховиком гвинта коректують положення голки самописа по середній лінії діаграмного бланка. Через 10...12 с після включення двигуна натискають на кнопку, яка відключає двигун і включає реле часу початку запису діаграми. Самопис коливається разом з в’їзною платформою. Записавши по одній діаграмі на кожне переднє колесо, запускають двигун і знімають автомобіль із ручного гальма.

Випробування амортизаторів задніх мостів проводять у тій же послідовності, що й передніх. Отримані при діагностуванні діаграми порівнюють із еталонними, записаними при діагностуванні технічно справного автомобіля. Наявні відхилення свідчать про несправність амортизаторів. Під час вібрації автомобіля при діагностуванні амортизаторів можна виявити також джерела шуму в кузові та масі. На цьому ж стенді за допомогою спеціальних шаблонів можна визначити параметри пружин передньої підвіски легкових автомобілів і задніх ресор – довжини й стріли прогину, які характеризують пружні властивості.

Працездатність амортизаторів, знятих з автомобіля, визначають на спеціальному стенді за ступенем гасіння коливань підвіски.

Стенд Elkon L-100 стаціонарного типу, електромеханічний (рис. 10.4). Індикація результатів вимірів здійснюється на цифровому індикаторі та реєструється у вигляді
діаграми на паперовій стрічці самописа. Виміряються амплітуда коливань, частота проходження імпульсів і інтенсивність їхнього загасання.

До складу стенду входять рухома площадка та пульт індикації. Рекомендується пост для перевірки амортизаторів комплектувати двома рухомими площадками. Потужність приводних електродвигунів 2×1,5 кВт. Навантаження на кожну рухому площадку 2…17 кН.

Стенди фірми «Boge» випускаються в Німеччині (рис. 10.5).

Ці стенди мають хід кривошипа ±9 мм, частоту обертання вала приводного електродвигуна 945 об/хв, мінімальне навантаження на вісь 600 Н, максимальну – 4,5 кН, споживану потужність 1,4 кВт.

10.5. Стенд контролю жорсткості шин автомобільних
коліс

 

Контроль тиску повітря здійснюється при кожному технічному обслуговуванні. Пристосування для контролю тиску повітря у шині без розкриття вентиля наведене на рис. 10.6.

	а

б

Рис. 10.6. Пристосування для контролю тиску повітря

у шині без розкриття вентиля:

а – установка автомобіля; б – вимір тиску; 1 – покажчик тиску;
2 – опорна плита; 3 – несуча плита; 4 – рухомий упор; 5 – нерухливий упор;
6 – датчики переміщень; 7 – балансир; 8 – пневмокамера

 

Знижений тиск у шинах приводить до руйнування корду, розриву боковин, підвищеному зношуванню країв протектора, до швидкого виходу з ладу камер. Підвищений тиск знижує комфортність їзди, підвищує динамічне навантаження на елементи ходової частини, прискорює зношування середньої частини протектора. Має місце підвищене або нерівномірне зношування протектора, ушкодження покришок – глибина канавок протектора менше припустимої, наявність "плямистого" зношування, різні ушкодження покришок, у т.ч. наскрізні порізи, розриви, спучування й т.д.