ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ GEOMETRIE KOL

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF AUTOMOTIVE ENGINEERING

ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ GEOMETRIE KOL WHEEL ALIGNMENT MEASURING SYSTEMS

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS

AUTOR PRÁCE

KAMIL KLIŠ

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR

BRNO 2011

Ing. PETR HEJTMÁNEK

ABSTRAKT, KLÍýOVÁ SLOVA

ABSTRAKT Kamil Kliš ZaĜízení pro mČĜení geometrie kol BP, ÚADI, 2011, str. 45, obr. 37 BakaláĜská práce se zabývá problematikou zaĜízením pro mČĜení geometrie kol. V úvodu bakaláĜské práce jsou uvedeny základní parametry geometrie podvozku vozidla. NáslednČ jsou popsána jednotlivá zaĜízení pro mČĜení geometrie kol. Poslední þásti jsem se zabýval moderními trendy a vývojem zaĜízení pro mČĜení geometrie kol.

KLÍýOVÁ SLOVA nastavení geometrie kol, sbíhavost, odklon kola, pĜíklon rejdové osy, záklon rejdové osy, bezdotykové mČĜení kol, kamerový systém, 3D geometrie, mČĜicí zaĜízení, kĜivka sbíhavosti

ABSTRACT Wheel alignment measuring systems BP, ÚADI, 2011, p. 45, fig. 37 This bachelor thesis deals with issues of wheel alignment measuring systems. The prime chapter of this bachelor thesis specifies the basic parameters of the wheel suspension geometry. In the next chapter of wheel alignment measuring systems are described. In the final chapter I was dealing with development of the measuring devices and modern trends.

KEYWORDS wheel alignment, toe-in, camber, kingpin inclination, caster, contactless measuring wheel, camera system, 3D alignment

BRNO 2011

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE KLIŠ, K. ZaĜízení pro mČĜení geometrie kol. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2011. 45 s. Vedoucí diplomové práce Ing. Petr Hejtmánek

BRNO 2011

ýESTNÉ PROHLÁŠENÍ

ýESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že tato práce je mým pĤvodním dílem, zpracoval jsem ji samostatnČ pod vedením Ing. Petra Hejtmánka a s použitím literatury uvedené v seznamu.

V BrnČ dne 27. kvČtna 2011

…….……..………………………………………….. Jméno a pĜímení

BRNO 2011

PODċKOVÁNÍ

PODċKOVÁNÍ Touto cestou bych chtČl podČkovat vedoucímu bakaláĜské práce Ing. Petru Hejtmánkovi za pomoc a cenné rady pĜi vypracování bakaláĜské práce.

BRNO 2011

OBSAH

OBSAH Úvod ........................................................................................................................................... 9 1

Historie mČĜení geometrie ............................................................................................. 10

2

Základní pojmy a vztahy ............................................................................................... 11

3

4

5

6

2.1

PĜehled ....................................................................................................................... 11

2.2

Definice a význam základních parametrĤ .................................................................. 11

2.2.1

Odklon kola ........................................................................................................ 12

2.2.2

PĜíklon rejdové osy ............................................................................................. 12

2.2.3

PolomČr rejdu ..................................................................................................... 13

2.2.4

Záklon rejdové osy ............................................................................................. 15

2.2.5

Sbíhavost kol ...................................................................................................... 16

2.2.6

SoubČžnost náprav .............................................................................................. 17

2.2.7

Diferenþní úhel ................................................................................................... 17

MČĜení geometrie náprav............................................................................................... 19 3.1

PĜedpoklady pro správné mČĜení ............................................................................... 19

3.2

Požadavky na pĜesnost mČĜení ................................................................................... 19

3.3

PĜedbČžná kontrola .................................................................................................... 19

Pracovní postup pĜi vlastním mČĜení ........................................................................... 20 4.1

Závazný sled pracovních úkonĤ: ............................................................................... 20

4.2

Zásadní zpĤsob mČĜení jednotlivých parametrĤ ........................................................ 20

PĜístroje a zaĜízení k mČĜení a ke kontrole geometrie náprav ................................... 21 5.1

PĜehled a rozdČlení ..................................................................................................... 21

5.2

PĜístroje a zaĜízení pracující na mechanickém principu ............................................ 21

5.3

PĜístroje a zaĜízení používající optické projekce a pĜístroje opticko-mechanické..... 23

5.4

PĜístroje a zaĜízení opticko-mechanické .................................................................... 24

5.5

PĜístroje opticko-elektrické a pĜístroje elektronické .................................................. 26

5.6

PĜístroje elektrodynamické ........................................................................................ 26

Bezdotykové mČĜení geometrie ..................................................................................... 28 6.1

ATT/Nussbaum .......................................................................................................... 28

6.1.1

Zvedák se systémem SST ................................................................................... 28

6.1.2

BarevnČ kódované vymČĜování CCT ................................................................. 29

6.1.3

Automatické mČĜení ........................................................................................... 29

6.1.4

Postup mČĜení u systému ATT/Nussbaum: ........................................................ 29

6.1.5

Výhody ATT/Nussbaum ................................................................................... 30

6.2

Beissbarth ................................................................................................................... 30

6.2.1 BRNO 2011

MČĜící systém ..................................................................................................... 30 7

OBSAH

7

8

6.2.2

CCD Kamery ...................................................................................................... 31

6.2.3

Software Oracle .................................................................................................. 31

6.2.4

Princip mČĜení .................................................................................................... 31

6.2.5

Výhody mČĜícího systému Beissbarth: ............................................................... 31

Kamerové systémy .......................................................................................................... 32 7.1

Odrazové terþe ........................................................................................................... 32

7.2

Montáž terþĤ a kompenzace házivosti ....................................................................... 33

7.3

Výhody kamerových systému .................................................................................... 33

7.4

Nevýhody ................................................................................................................... 33

7.5

Popis kamerových systémĤ ........................................................................................ 34

7.5.1

Hunter ................................................................................................................. 34

7.5.2

Corghi ................................................................................................................. 35

3D MČĜení geometrie kol................................................................................................ 37 8.1

Jak to funguje? ........................................................................................................... 37

8.2

Základní charakteristika Bosch FWA 4630: .............................................................. 38

8.2.1 9

Bosch FWA 4630: .............................................................................................. 38

UspoĜádání pracovištČ k mČĜení a ke kontrole geometrie kol .................................... 39

10 ZmČny hodnot geometrie pĜední nápravy v závislosti na propružení vozidla.......... 40 10.1

KĜivka sbíhavosti.................................................................................................... 40

10.2

Kinematiky prostorovČ Ĝízené nápravy .................................................................. 42

ZávČr ........................................................................................................................................ 43 Použité informaþní zdroje ...................................................................................................... 44 Seznam použitých zkratek a symbolĤ................................................................................... 45

BRNO 2011

8

ÚVOD

ÚVOD Tématem, pro svou bakaláĜskou práci jsem se vybral zaĜízení pro mČĜení geometrie kol. Již v minulosti jsem se s nČkterými zaĜízeními v praxi setkal a nadále sleduji vývoj moderní technologie zaĜízení. V dnešní dobČ pĜitom patĜí geometrie kol mezi základní konstrukþní nastavení vozidel. V úvodu bakaláĜské práce byly popsány základní parametry geometrie kol, dále zpĤsoby mČĜení popĜípadČ seĜízení tČchto parametrĤ a vysvČtlení pozitivních a negativních úþinkĤ pĜi špatném seĜízení. Také byly uvedeny pĜedpoklady a požadavky pro správné mČĜení geometrie. Ve druhé þásti práce byly popsány jednotlivé typy mČĜících zaĜízení s ohledem na zpĤsob mČĜení a vzájemnČ porovnány základní metody mČĜení. Tato kapitola byla velmi zajímavá z technického hlediska, jelikož je v ní uvedeno, jak tyto typy zaĜízení dokážou pracovat. V poslední þásti bakaláĜské práce jsou shrnuty moderní trendy a vývoj zaĜízení pro mČĜení geometrie kol. Bylo popsáno mČĜení pomocí 3D technologie, kamerových systému a bezdotykového mČĜení geometrie kol. Jsou zde uvedeny hlavní þásti, výhody a nevýhody a také vysvČtlení principu mČĜení geometrie kol na jednotlivých zaĜízeních. V závČru práce byly zmínČny zmČny hodnot geometrie pĜední nápravy v závislosti na propružení vozidla.

BRNO 2011

9

ZAěÍZENÍ PRO MċěNÍ GEOMETRIE KOL

1 HISTORIE MċěENÍ GEOMETRIE MČĜení geometrie kol se zaþalo vyvíjet kolem 30. let minulého století. Tehdejší mechanické systémy se postupnČ vyvíjely ve stále dokonalejší a na ovládání jednodušší zaĜízení. Mechanický systém vystĜídal v 50. letech systém se svČtelným paprskem promítaným pomocí pĜístrojĤ namontovaných na kolech automobilu. Koncem 70. let se zaþíná vyvíjet poþítaþová technika užívaná pro seĜízení geometrie kol. Poþátkem 80. let byl tento pokrok ještČ dokonalejší, neboĢ poþítaþe byly vybaveny grafickými displeji a k používání sloužily i první databáze technických údajĤ výrobcĤ pro seĜízení geometrie. V roce 1993 byla zavedena tzv. bezdrátová komunikace mezi mČĜicími hlavami umístČnými na kolech automobilu a vyhodnocovacím zaĜízením. O 10let pozdČji se dostává na trh technika kamerových systémĤ využívajících digitálního obrazu a nahrazuje tak elektronické kolové snímaþe odolnými odrazovými terþi montovanými na kola automobilu. ParalelnČ s poslednČ zmínČnými systémy vznikal další zpĤsob mČĜení, tzv. bezdotykové mČĜení geometrie.

BRNO 2011

10


2 ZÁKLADNÍ POJMY A VZTAHY 2.1 PěEHLED Kola motorového vozidla, jedoucího po vozovce, teoreticky vykonávají pouze valivý pohyb. To je nutné proto, aby: •

motorové vozidlo mČlo pĜi jízdČ náležitou stabilitu,

•

opotĜebení pneumatik bylo co nejmenší,

•

zatížení ložisek kol vozidla bylo optimálnČ rozdČleno,

•

bylo možné spolehlivČ vést kolo po vozovce v žádané stopČ.

Výše uvedený požadavek valení kola se v praxi splĖuje konstrukþním Ĝešením, které v podstatČ spoþívá v urþitém, pro každý druh a typ vozidla, geometricky pĜesnČ stanovené uložení kola a rejdového þepu. Geometrie náprav motorového vozidla je urþena parametry dle [1]: U Ĝízené nápravy: •

odklon kola,

•

záklon rejdové osy,

•

pĜíklon rejdové osy,

•

sbíhavost kol,

•

diferenþní úhel rejdu,

•

maximální úhel rejdu.

U neĜízené nápravy: •

odklon kola,

•

sbíhavost kol.

KromČ tČchto parametrĤ má na mČĜení (a jízdu) vliv soubČžnost náprav, soumČrná poloha kol pĜední a zadní nápravy a házivost kol.

2.2 DEFINICE A VÝZNAM ZÁKLADNÍCH PARAMETRģ Uvedené parametry jsou definovány v poloze kol pro jízdu v pĜímém smČru. Tato orientace vozidla je i jednou ze základních podmínek správného mČĜení.

BRNO 2011

11


2.2.1 ODKLON KOLA Dle [2] je odklon kola Ȗ je úhel, o který je odklonČna stĜední rovina otáþení kola od svislé roviny proložené stopou stĜední roviny kola na základnČ. Tento úhel se považuje za pozitivní, smČĜuje-li horní þást kola ven od podélné svislé stĜední roviny vozidla, jestliže se naklání dovnitĜ, odklon je brán jako negativní.

Obr. 2.1 Pozitivní a negativní odklon kola [3] Pozitivní odklon (obr. 2.1) zpĤsobuje kuželové odvalování. Kolo má sklon vychylovat se ven (vyboþovat). Pozitivní odklon kola ovlivĖuje vČtší zatížení vnitĜních ložisek nábojĤ kol. ýím vČtší je pozitivní odklon, tím menší jsou boþní vodící síly pĜi projíždČní zatáþkou. U negativního odklonu (obr. 2.1) kvĤli kuželovému odvalování má kolo sklon k tomu, aby se vychylovalo dovnitĜ. Negativní odklon zlepšuje boþní vedení pĜi projíždČní zatáþek, ale zpĤsobuje vČtší opotĜebení pneumatik na vnitĜní stranČ bČhounu pneumatik. Negativní odklon kola vytváĜí pĜi zatáþení pĜídavnou boþní sílu a tím lze zvyšovat jízdní meze automobilu napĜ. maximální rychlost prĤjezdu danou zatáþkou, nebo upravovat jízdní vlastnosti vozu. Z uvedeného je patrné, že þíselná hodnota odklonu kola musí být v praxi volena v urþitých mezích. Tyto meze jsou pomČrnČ malé a závisí na druhu a typu vozidla. Tuto hodnotu udává výrobce vozidla. U nákladních automobilĤ bývá hodnota odklonu kola vČtší než u osobních vozidel. Výsledná hodnota odklonu kola je u sériových automobilĤ výsledkem kompromisu mezi jízdními vlastnostmi a opotĜebením. 2.2.2 PěÍKLON REJDOVÉ OSY PĜíklon rejdové osy ı (obr. 2.2) je dle [2] úhel, který svírá prĤmČt osy rejdového þepu a svislice do roviny kolmé na podélnou svislou stĜední rovinu vozidla. Tento úhel se považuje za kladný, smČĜuje-li horní konec rejdového þepu dovnitĜ (smČrem k podélné ose vozidla). Obvykle je pĜíklon rejdové osy od 5° do 10°.

BRNO 2011

12


Obr. 2.2 PĜíklon rejdové osy [3] PĜíklon rejdové osy spolu s odklonem kola vytváĜí kombinovaný úhel, který pĤsobí ve své optimální hodnotČ pĜíznivČ na stabilitu vozidla. PĜi správnČ voleném pĜíklonu rejdového þepu vznikají pĜi jízdČ vozidla momenty, které ovlivĖují návrat volantem natoþených kol do pĜímého smČru jízdy. Kombinovaný úhel je u jednoho a téhož vozidla konstantní, a jehož velikost pĜi stlaþení i uvolnČní pružicích prvkĤ zĤstává stejná. Pokud se pĜíklon rejdové osy Ȗ zmenší, zvČtší se odklon a obrácenČ. Toho se nČkdy využívá pĜi kontrole obou uvedených parametrĤ. 2.2.3 POLOMċR REJDU PolomČr rejdu R0 je rameno páky, na kterém pĤsobí tĜecí síly mezi stĜedem plochy dotyku a pneumatikou a vozovkou (obr. 2.3). MČĜí se mezi stĜedem plochy dotyku pneumatiky a bodem prĤniku prodloužené osy otáþení vozovkou viz. [3]. PĜíklon a odklon tvoĜí spoleþnČ polomČr rejdu. Rozlišujeme: •

pozitivní polomČr rejdu,

•

nulový polomČr rejdu,

•

negativní polomČr rejdu.

Pozitivní polomČr rejdu (obr.) nastává, když prodloužená rejdová osa protíná vozovku mimo stĜed plochy dotyku pneumatiky smČrem k vnitĜní stranČ pneumatiky. Pokud pĤsobí na pneumatiku brzdná síla, vyboþuje kolo ven. PĜi rĤzné pĜilnavosti kol vyboþuje kolo s lepší pĜilnavostí více ven, vozidlo táhne šikmo. PolomČr rejdu má být menší, aby ovlivĖování Ĝízení vnČjšími silami bylo co nejmenší.

BRNO 2011

13


Obr. 2.3 Pozitivní polomČr rejdu [3] U negativního polomČru rejdu prodloužená osa protíná vozovku mimo stĜed plochy dotyku pneumatiky smČrem k vnČjší stranČ pneumatiky (obr. 2.4).

Obr. 2.4 Negativní polomČr rejdu [3] Negativní polomČr rejdu je umožnČn použitím kol s velkým prohloubením a kotouþových brzd s plovoucím tĜmenem. Brzdné síly pĤsobící na kolo vytváĜejí toþivý moment, který kolo vpĜedu zatáþí k vnitĜní stranČ, neboĢ stĜed otáþení leží na vnČjší stranČ pneumatiky. Pokud se vyskytnou pĜi brzdČní rozdílné adhezní podmínky (jedno kolo je na suché, druhé na zledovatČlé jízdní dráze), je kolo s vČtší adhezní silnČji natáþeni smČrem dovnitĜ. Tím vzniká samoþinné protiĜízení, které pĤsobí proti snaze vozidla táhnout ke stranČ silnČji brzdČného kola (obr. 2.5).

Obr. 2.5 Úþinek negativního polomČru rejdu [3]

BRNO 2011

14


Nulový polomČr rejdu nastává, když prodloužená rejdová osa protíná vozovku pĜesnČ ve stĜedu plochy dotyku pneumatiky (obr. 2.6).

Obr. 2.6 Nulový polomČr rejdu [3] 2.2.4 ZÁKLON REJDOVÉ OSY Záklon rejdové osy (nČkdy též oznaþován jako záporný pĜedklon rejdové osy). Oznaþuje se ů. Je úhel, který svírá prĤmČt osy rejdového þepu a svislice do roviny rovnobČžné s podélnou svislou stĜední rovinou vozidla (obr. 2.7). Tento úhel dle [2] se považuje za kladný, smČĜuje-li horní konec rejdového þepu dozadu (smČrem proti jízdČ vozidla).

0br. 2.7 Záklon rejdového þepu [3] Prodloužená osa rejdového þepu protíná vozovku v urþité vzdálenosti pĜed teoretickým bodem styku kola s vozovkou, tím vzniká rameno síly (tzv. závlek kola) a pĜíslušný moment zpĤsobuje, že Ĝízená kola natáþená do oblouku mají tendenci k návratu do pĜímého smČru jízdy. Závlek kola na je tvoĜen vzdáleností mezi prĤseþíkem rejdové osy s rovinou vozovky a stĜedem styku pneumatiky promítnuté do roviny rovnobČžné s podélnou rovinou vozidla (obr. 2.7). Závlek kola je uvažován kladnČ, je-li prĤseþík pĜed stĜedem styku pneumatiky a zápornČ je-li za ním.

BRNO 2011

15


Pozitivní závlek nastává, když bod dotyku kola se nachází za prĤseþíkem rejdové osy na vozovce. Pozitivním záklonem se kola táhnou. To se používá u automobilĤ s pohonem zadních kol. Dochází tím ke stabilizaci Ĝízení. U pozitivního záklonu se pĜi natoþení kol sníží kolo uvnitĜ oblouku a kolo vnČ oblouku se zvedne. Tím vznikne vratný moment Ĝízení po projetí oblouku. Navíc se dosáhne negativního odklonu kola vnČ oblouku. Negativní záklon (pĜedklon). Bod dotyku kola se nachází pĜed bodem dotyku rejdové osy na vozovce. U vozidel s pohonem pĜedních kol se používá nulový nebo malý negativní záklon. To zpĤsobuje zmenšení Ĝídící sil a zabraĖuje pĜíliš rychlému otáþení kol po projetí oblouku zpČt do polohy pro pĜímou jízdu. Záklon, pĜíklon a polomČr rejdu spoleþnČ ovlivĖují Ĝídící síly na natoþených kolech. PĤsobí na Ĝízení stabilizaþnČ. PodobnČ jako odklon kola je i pĜíklon a záklon rejdové osy co do optimální þíselné hodnoty pĜedpisován výrobcem vozidla, s pomČrnČ malými tolerancemi u jednotlivých druhĤ a typĤ vozidel. PĜíklon a záklon rejdové osy jsou vČtšinou fixní hodnoty. PĜíklon á záklon rejdové osy nelze mČĜit pĜímo, protože obČ tyto veliþiny se ve své skuteþné velikosti neobjevují v rovinČ kola. Proto na jejich velikost usuzujeme nepĜímo, z velikosti zmČn jiných veliþin, závislých na zmČnČ úhlu natoþení (vychýlení) kola z pĜímého smČru. Musíme ovšem znát vzájemné závislosti, vyjádĜené matematickými vztahy, mezi tČmito veliþinami a hodnotami pĜíklonu nebo záklonu rejdové osy. 2.2.5 SBÍHAVOST KOL Sbíhavost kol İ (obr. 2.8) je úhel, který svírají roviny kol jedné a téže nápravy. MČĜí se v horizontální rovinČ, proložené stĜedy kol. Tento úhel se mČĜí v poloze vozidla pro pĜímý smČr jízdy. Úhel je kladný, jestliže je vrchol, který musí ležet v podélné svislé stĜední rovinČ vozidla, pĜed vozidlem. V opaþném pĜípadČ jde o rozbíhavost (obr. 2.9). ObČ kola mají stejnou sbíhavost, jsou-li nastavena do pĜímého smČru jízdy [2].

Obr. 2.8 Sbíhavost kol [3]

Obr. 2.9 Rozbíhavost kol [3]

Sbíhavost lze též vyjádĜit v délkových jednotkách jako rozmČr, který ve své kladné hodnotČ vyjadĜuje sbližování kol téže nápravy smČrem dopĜedu, tj. jako rozdíl vzájemných vzdáleností vnitĜních okrajĤ ráfkĤ kol téže nápravy, mČĜený ve vodorovné rovinČ, procházející stĜedy obou kol. VyjádĜení sbíhavosti v jednotkách úhlových je však velmi vhodné tím, že je nezávislé na prĤmČrech kol.

BRNO 2011

16


Sbíhavost (l2 – l1) > 0 (obr. 2.8) se používá u pohonu zadních kol a kladného polomČru rejdové osy. Kola se pĤsobením valivého odporu vpĜedu vychylují ven. Nulová sbíhavost (l2 – l1) = 0 Rozbíhavost (l2 – l1) < 0 (obr. 2.9) se používá u pohonu pĜedních kol a kladného polomČru rejdové osy. Kola se pĤsobením hnací síly na stykovou plochu pneumatik vychylují dovnitĜ (stahují). Sbíhavost do jisté míry kompenzuje odklon kol. Následkem sbíhavosti má kolo vČtší odpor tedy i vČtší opotĜebení pneumatik. Optimální hodnoty sbíhavosti podstatČ ovlivĖuje stabilitu kol i vozidla, zvlášĢ pokud jde o kola Ĝízená. Nezbytné je zcela soumČrné nastavení sbíhavosti obou kol téže nápravy. 2.2.6 SOUBċŽNOST NÁPRAV SoubČžnost nápravy je charakterizována soumČrnou polohou náprav vzhledem k podélné svislé stĜední rovinČ vozidla. V praxi se vyjadĜují odchylky (posunutí, natoþení) od ideální symetrie, a to v míĜe délkové nebo v míĜe úhlové. Základní poloha je pro jízdu v pĜímém smČru. Základní pĜedpokladem je kolmá poloha os všech náprav vzhledem k podélné svislé stĜední rovinČ vozidla a navzájem stejná vzdálenost rovin otáþení kol každé nápravy od této roviny, spolu se soumČrnou sbíhavostí kol a symetrii ostatních uvedených parametrĤ. ObecnČ lze Ĝíci, že tuhé zadní nápravy jsou na zmČnu své polohy ménČ citlivé. Naproti tomu výkyvné nápravy lépe stabilizují vozidlo v oblouku a jízda je klidnČjší. 2.2.7 DIFERENýNÍ ÚHEL Výše uvedené požadavky na správné odvalování kol po vozovce se týkají jízdy vozidla v pĜímém smČru. Diferenþní úhly se zjišĢují pĜi úhlu natoþení 20° vnitĜního kola. Diferenþní úhel į je úhel, o který je vnitĜní kolo více zatoþeno než kolo vnČjší (obr. 2.10). Z lichobČžníku Ĝídícího ústrojí pĜedních kol vyplývá, že prodloužené osy otáþení pĜedních kol se protínají pĜi jakémkoliv natoþení volantu na prodloužených osách zadních kol viz. [2]. PĜi prĤjezdu vozidla obloukem vykazuji obČ kola téže nápravy stopy o rozdílném polomČru zakĜivení. Dráha, po niž se kola odvaluji, je rovnČž nestejná. Má-li Ĝízení vozidla správnČ plnit svou funkci i pĜi jízdČ v oblouku, je tĜeba, aby úhel į byl naprosto stejnČ velký, pootáþí-li se kdykoliv volantem z pĜímého smČru vždy o stejný úhel vpravo nebo vlevo.

BRNO 2011

17


Obr. 2.10 Diferenþní úhel [3] Úhel į je dĤležitým parametrem, který charakterizuje správnou funkci Ĝídícího lichobČžníka rejdového ústrojí. Tato mĤže být narušena nesprávným seĜízením sbíhavosti kol nebo deformaci nČkterého z prvkĤ rejdového ústrojí. Správná funkce Ĝídícího lichobČžníka kladnČ ovlivĖuje jízdní vlastnosti vozidla a má pĜíznivý vliv na opotĜebení pneumatik.

BRNO 2011

18


3 MċěENÍ GEOMETRIE NÁPRAV 3.1 PěEDPOKLADY PRO SPRÁVNÉ MċěENÍ Základním pĜedpokladem pro správnost mČĜení, je rovinnost podlahy, na které se mČĜení koná. Protože se mČĜí úhlové nebo délkové veliþiny v pĜedem urþených rovinách, je jednou z prvních podmínek pĜesnosti jejich mČĜení nutnost, aby kontrolované vozidlo bylo umístČno na zaruþenČ vodorovné rovinné ploše. Má-li být mČĜení co nejvíc správné, je nutno pĜedem vylouþit ty známé vlivy, které by již od zaþátku jeho objektivitu zpochybĖovaly. Dle [2] jde zejména o následující: • • • •

vozidlo musí být zatížené podle pĜedpisu výrobce, pneumatiky musí být nahuštČny na pĜedepsaný tlak, musí být vymezena vĤle v Ĝízení, musí být provedena minimalizace deformací pneumatik – pomocí otoþných nebo kluzných plošin.

3.2 POŽADAVKY NA PěESNOST MċěENÍ Konstrukce dnešních automobilĤ vyžaduje pĜi kontrole geometrie Ĝízení tyto maximální tolerance pĜi mČĜení úhlĤ dle [2]: • • • • •

odklon kola pĜíklon rejdové osy záklon rejdové osy sbíhavost kol diferenþní úhel rejdu

± 10´ ±15´ ±15´ ± 5´ ± 20´

Délkové míry, pokud není jinak uvedeno, se mČĜí obvykle s pĜesností na ± 0,5 mm.

3.3 PěEDBċŽNÁ KONTROLA DĜíve než se zahájí mČĜení geometrie, musí být vylouþeny pĜípadné negativní vlivy, které by mohly znehodnotit pĜesnost mČĜení. Je tedy tĜeba pĜedem pĜekontrolovat, resp. znát výsledek pĜedĜazené kontroly, pokud jde o: • házivost a vyvážení kol, • stav a bezchybnou funkci tlumiþĤ pérování, • stav kol, zda pneumatiky vyhovují novelizované vyhlášce, • stav Ĝídícího ústrojí co do neporušenosti a bezchybné funkce, • všechny mČĜicí pĜístroje a zaĜízení pracuji správnČ, s pĜedepsanou pĜesnosti.

BRNO 2011

19


4 PRACOVNÍ POSTUP PěI VLASTNÍM MċěENÍ 4.1 ZÁVAZNÝ SLED PRACOVNÍCH ÚKONģ: • kontrola soumČrné polohy Ĝízených kol, • kontrola sbíhavosti kol Ĝízené nápravy, • kontrola odklonu kol, • kontrola pĜíklonu rejdového þepu, • kontrola záklonu rejdového þepu, • kontrola diferenþního úhlu rejdu Ĝízení kol.

4.2 ZÁSADNÍ ZPģSOB MċěENÍ JEDNOTLIVÝCH PARAMETRģ Jediným místem k mČĜení geometrie náprav na automobilu jsou jeho kola. Jde však o roviny tČchto kol. ýiníme pĜedpoklad, že upnutí vhodného držáku mČĜicího pĜístroje na diskové kolo mĤžeme fixovat ideální rovinu kolmou na osu otáþení kola, jestliže jsou z mČĜení vylouþeny všechny okrajové vlivy, které by mohli zpĤsobit odchylku skuteþné roviny upnutí od ideální roviny kola. Okrajovými vlivy rozumíme nepĜesnost upnutí nebo házivost kol apod. V praxi se pĜipouští maximální úhlová odchylka skuteþné roviny upnutí od ideální roviny do pČti úhlových minut [2]. Máme-li takto fixovanou rovinu kola, vyšetĜujeme v dalším polohy rovin kol vzhledem k rovinám, ke kterým jsou definovány jednotlivé parametry geometrie náprav.

BRNO 2011

20


5 PěÍSTROJE A ZAěÍZENÍ K MċěENÍ A KE KONTROLE GEOMETRIE NÁPRAV V dnešní dobČ patĜí geometrie kol mezi základní konstrukþní nastavení vozidel. PĜesnČjší a hlavnČ rychlejší mČĜení je velmi dĤležité. Bezdotyková mČĜení se mohou mČĜit tradiþním zpĤsobem na zvedáku, ale už i samotným projíždČním kolem mČĜícího zaĜízení. Výhodou tohoto mČĜení je jednodušší manipulace s mČĜicí technikou.

5.1 PěEHLED A ROZDċLENÍ MČĜení resp. kontrola geometrie náprav je v podstatČ mČĜení úhlových, pĜípadnČ délkových veliþin, které jsou orientovány k urþitým rovinám v prostoru, nejþastČji k základní rovinČ a ke dvČma rovinám k ní kolmým. PĜíslušné mČĜicí pĜístroje a zaĜízení lze rozdČlit do nČkolika skupin, podle toho na jakém principu pĜevážnČ pracují. Klasifikace a charakteristiky pĜevzaty z [2]: • mechanické, • optické, • opticko – mechanické, • opticko – elektrické, • elektrické, • dynamoelektrické. PĜístroje mají þasto spoleþné nČkteré prvky. NapĜíklad úhlové mČrné stupnice, libely nebo zásadní mČĜící metody. Pokud jde o použití mČĜících pĜístrojĤ jednak pro kategorii automobilĤ osobních, jednak pro autobusy a pro automobily nákladní, není zde principiální rozdíl, pĜístroje se v podstatČ liší jen co do své velikosti.

5.2 PěÍSTROJE A ZAěÍZENÍ PRACUJÍCÍ NA MECHANICKÉM PRINCIPU Z hlediska potĜebné pĜesnosti nemohou dnes již pĜicházet v úvahu jednoduchá tyþová mČĜidla k mČĜení sbíhavosti. K mČĜení sbíhavosti a odklonu kol, jakož i pĜíklonu a záklonu rejdových þepĤ se pomČrnČ þasto používá pĜístroj NC 27 (Technischer Apparatenbau, H. Koch), kterým lze mČĜit i diferenþní úhly (obr. 5.1).

BRNO 2011

21


Obr. 5.1 PĜístroj NC 27 [4] Výhodou je rychlejší práce než s pĜístroji optickými, snadná pĜemístitelnost, malá hmotnost, a tím i možnost práce kdekoliv v dílnČ naproti tomu nevýhodami jsou: • nemožnost vylouþit radiální házivost kola z mČĜení, • nemožnost zabezpeþit výchozí orientaci polohy kol, • nemožnost kontrolovat vzájemné postavení náprav, • menší pĜesnost mČĜení, • chybné vyhodnocování pĜi kontrole záklonu rejdového þepu, • pĜístroj snímá úhlové hodnoty pomocí mechanických pĜikládaných k pneumatice nebo k disku kola.

dotykĤ

PĜi mČĜení sbíhavosti kol mĤže, nedbáme-li pĜípadnČ možné házivosti kola, dojít k náhodné chybČ v rozsahu 0 až souþet radiální házivostí obou kol. Velikost této chyby mĤže pĜesáhnout povolené rozmezí pro seĜizování sbíhavosti kol. Je patrné, že pouze pĜípad nedodržení orientované polohy kol na zmČnu sbíhavosti je ménČ významný, zatímco vliv na správné zamČĜení jak odklonu kol tak záklonu rejdového þepu je již tak znaþný, že nemĤže být zanedbán. Velmi znaþnČ se projevuje tento vliv zejména na správnost mČĜení rozdílu diferenþních úhlĤ rejdu. KoneþnČ je tĜeba ještČ dodat, že pĜístroje NC 27 není respektována vzájemná vazba zmČny odklonu kola a záklonu rejdového þepu. Tím mĤže pĜi mČĜení vzniknout chyby až 50 %. ZávČrem lze tedy konstatovat, že pĜístroj NC 27 pĜes své vpĜedu uvedené výhody mĤže být použít pouze rychlou orientaþní kontrolu geometrie náprav s vČdomím toleranci, které nutno pĜi posuzování namČĜených hodnot brát v úvahu. Obdobného charakteru je plošinový indikátor geometrie pĜední nápravy. Kontrolované vozidlo pĜejíždí rychlostí asi 2 až 4 km/hod. pĜes plošinu, zpravidla jen jednou stopou (levými nebo pravými koly). PĤsobením boþních sil kola se odchyluje pohyblivČ uložená plošina. Tento pohyb se elektricky pĜenáší na indikátor se stupnicí nebo s rĤznobarevnými svČtly. PĜístroj slouží pouze k hrubé kontrole geometrie pĜední nápravy, protože výchylku plošiny ovlivĖuje nejen sbíhavost, nýbrž i odklon a házivost obou rejdových kol.

BRNO 2011

22


5.3 PěÍSTROJE A ZAěÍZENÍ OPTICKO-MECHANICKÉ

POUŽÍVAJÍCÍ OPTICKÉ PROJEKCE A PěÍSTROJE

Optická projekce je buć pĜímá, nebo jde o dia-projekci. PĜístroje a zaĜízení prvnČ jmenované skupiny jsou založeny na principu projekce na þelní tabuli. SvČtelná znaþka, promítaná na stupnici, má obvykle tvar šipky nebo malého kruhu s výĜezem. U nČkterých pĜístrojĤ se stupnice umísĢuje podle potĜeby buć pĜed kontrolované vozidlo, nebo za nČ, u jiných jsou stupnice pĜímo na projektoru a svČtelný paprsek z projektoru se vrací na stupnici odrazem zrcadla postaveného pĜed vozidlem nebo od dalšího zrcadla, pĜipevnČného na zadním kole (obr. 5.2). NČkteré z tČchto pĜístrojĤ mohou mČĜit jen sbíhavost, rozdíly diferenþních úhlĤ a paralelnost náprav, zatímco odklony kol, pĜíklon a záklon rejdových þepĤ se mČĜí mechanickým úhlomČrným zaĜízením.

Obr. 5.2 PĜístroj používající optické projekce [4] Uvedené mČĜicí pĜístroje jsou vČtšinou pĜenosné, což je zvlášĢ výhodné pĜi kontrole nákladních automobilĤ a autobusĤ. V dĤsledku malé hmotnosti jsou pĜístroje pomČrnČ levné, též proto, že jsou výrobnČ pomČrnČ jednoduché. PĜesnost mČĜení je ovšem menší, než u pĜístrojĤ následovnČ uvedených, až na mČĜení sbíhavosti, kterou mohou též mČĜit až na úhlové minuty. PĜístroje s pĜímou projekcí jsou konstruovány výhradnČ pro koncová stání, nejvhodnČjší v kombinaci s E-jámou. PĜíprava pĜístroje k mČĜení je snazší, mČĜení samo je však pracnČjší než u pĜístrojĤ dále uvedených (napĜ. k mČĜení geometrie zadní nápravy se musí vozidlo otáþet a mČĜící postup opakovat). PĜístroje a zaĜízení druhé skupiny mají projektory vedle vozidla a zrcadla upevnČná na kolech, dále mají otoþné desky na ocelových podložkách, resp. otoþné plošiny. Takový pĜístroj je vlastnČ pĜesným optickým úhlomČrem. Projektory jsou umístČny v prodloužených geometrických osách kol. Mají možnost podélného posuvu podle rozvoru vozidla. Na kolech upevnČné držáky mají trojdílná zrcadla, pĜiþemž rovina stĜedního dílu zrcadla je rovnobČžná s rovinou kola (disku) a oba boþní díly svírají s touto rovinou úhel 20°. MČĜení diferenþních úhlĤ rejdu a pĜíklonu a záklonu þepĤ. Na skĜíni projektoru je upevnČná projekþní plocha s vyznaþeným nitkovým kĜížem. Objektiv BRNO 2011

23


projektoru, který je ve stĜedu kĜíže, promítá na zrcadlo obraz soustavy stupnic. Odrazem od zrcadla se tento obraz promítne zpČt na projekþní plochu kolem objektivu projektoru. MČĜené hodnoty se odeþítají v prĤseþnicích ramen nitkového kĜíže s jednotlivými stupnicemi promítnutého obrazu. NČkteré pĜístroje toho druhu mají projekþní plochy odlišnČ uspoĜádané. V projektorech použité žárovky jsou halogenové, aby svČtelné znaþky byly dobĜe viditelné i pĜi denním osvČtlení. PĜístroje mČĜí opticky úhlové parametry geometrie náprav kromČ pĜíklonu rejdového þepu, který se mČĜí doplĖkovým libelovým pĜípravkem ve spojení s optikou. Ve spojení s dalšími pomĤckami lze jednoznaþnČ posuzovat i vzájemné postavení náprav a centráž Ĝídícího lichobČžníka. Popsaný druh pĜístroje ve srovnání s jinými druhy umožĖuje nejvýhodnČjší zpĤsob urþení podélné svislé stĜední roviny vozidla. Další výhodou je možnost rychlého a pĜesného mČĜení a možnost pĜímého pozorování seĜizované hodnoty. Geometrie kol pĜední i zadní nápravy lze kontrolovat a seĜizovat beze zmČny polohy vozidla, pĜípadnČ v urþité alternativČ pĜístroje i souþasnČ. PĜístroje pĜedstavují kvalitní výrobky, vhodné zejména pro pracovištČ s intenzivním provozem, kde mohou být plnČ a racionálnČ využívány.

5.4 PěÍSTROJE A ZAěÍZENÍ OPTICKO-MECHANICKÉ Tato mČĜidla se vyskytují v praxi nejþastČji. Pracují v podstatČ na tomto principu: Optickým zaĜízením se vytváĜí podélná svislá stĜední roviny vozidla, nutná k mČĜení sbíhavosti kol a soubČžnosti náprav, zatímco k mČĜení odklonu kola, pĜíklonu a záklonu rejdového þepu se používá mČĜidel mechanických nebo opticko-mechanických. Sbíhavost se mČĜí pĜístroji buć s podélnou projekcí, nebo s pĜíþnou projekcí. V prvním pĜípadČ, kdy lze pĜístroj doplnit zpČtnými zrcadly, lze mČĜit nebo kontrolovat jak celkovou, tak i délkovou sbíhavost s požadovanou pĜesností. Úhly odklonu, pĜíklonu a záklonu se mČĜí pomocí libel nebo kyvadla. ěízená kola jsou postavena na otoþných plošinách. Otoþné plošiny bývají vybaveny úhlovou stupnicí k mČĜení rejdové osy. PĜístroje s podélnou projekcí a zpČtnými zrcadly pracují výhradnČ na koncových stáních. Používá se þtyĜsloupových zvedákĤ nebo kanálových jam, nejvhodnČji tvaru „E“. Jako pĜíklad je uvedeno dále zaĜízení Beissbarth P 800 pro osobní automobily (obr. 5.3).

BRNO 2011

24


Obr. 5.3 PĜístroj Beissbarth P 800 [5] Tento pĜístroj mČĜí sbíhavost kol na principu podélné projekce, úhly pĜíklonu a záklonu rejdové osy a odklonu kola mČĜí pomocí libel na základČ mČĜeného úhlu rejdu pomocí otoþných plošin. Má-li se mČĜit nebo kontrolovat sbíhavost zadní nápravy, není zde nutné mČnit postavení vozidla. Na zadních kolech se upevní zrcadla, pomocí týchž držákĤ, kterými se upínají projektory na nápravách pĜedních. U zrcadel jsou i stupnice k mČĜení soumČrnosti náprav. NejnovČjší provedení popisovaného zaĜízení má libelový systém nikoliv samostatný, nýbrž zabudovaný v projektorech, takže se šetĜí þas pĜi mČĜení odklonu kola a záklonu rejdového þepu. PĜíklon rejdového þepu se však mČĜí samostatnČ. Pro nákladní automobily lze použít analogického pĜístroje Beissbarth P5 (obr. 5.4).

Obr. 5.4 Analogový pĜístroj Beissbarth P5 [6] Tento pĜístroj nepoužívá pĜi podélné projekci zpČtných zrcadel. Sbíhavost se mČĜí pomocí dvou pĜenosných stavitelných pravítek. ZávČrem k popisovaným zaĜízením lze Ĝíci, že jsou vhodná zejména pro opravárenskou praxi. Protože pĜesnost mČĜení je v pĜedepsaných mezích, lze pĜístrojĤ Beissbarth používat i v STK.

BRNO 2011

25


5.5 PěÍSTROJE OPTICKO-ELEKTRICKÉ A PěÍSTROJE ELEKTRONICKÉ PĜístroje opticko-elektrické se liší od dĜíve uvedených v principu tím, že použitý optický systém, obdobný jak již uvedeno, mĤže dávat výsledky jak pro pĜímý odeþet na mechanických stupnicích, tak i pro odeþet nepĜímý, napĜ. pomocí fotoelektrických prvkĤ. Hodnoty jsou udávány ve stupnicovém nebo digitálním ukazateli. PĜi použití elektronických mČĜiþĤ se na kola upevĖuji kontrolní disky, jejichž pohyb v jednotlivých fázích mČĜení se snímá mČĜícími hlavami, speciálního provedení. Snímané signály se plynule elektronicky zpracovávají a výsledky lze ihned odeþítat na analogových nebo digitálních ukazatelích, pĜehlednČ uspoĜádaných na vhodném panelu. Elektronické mČĜení se dČje pomocí potenciometrĤ, dČlících transformátorĤ nebo elektrických libel. Výsledky se pĜevádČjí na indikovanou hodnotu pomocí mikroprocesorĤ. Podle výše uvedeného je u elektronických mČĜiþĤ vyĜešena jak kompenzace házivosti diskových kol, tak i nepĜesnost upínání držákĤ projektoru, takže odpadá þasová ztráta pĜi centrování mČĜicího pĜístroje do osy kola. KromČ toho jsou snímaþi vybaveny i otoþné plošiny, takže odeþet mČĜené veliþiny je okamžitý. Nevýhodou elektronických zaĜízení je dosud pomČrnČ vysoká poĜizovací cena. Nutnost þastČjší kontroly a kalibrace se v poslední dobČ odstraĖuje u nČkterých zaĜízení automatizací i tohoto úkonu. Naproti tomu jsou zde zĜejmé výhody tohoto zpĤsobu mČĜení, spoþívající zejména v úspoĜe þasu a jednoduchosti obsluhy, jakož i v univerzálnosti použití, i co do místa pracovištČ. Koncové nebo prĤjezdné stání, jáma nebo zvedák. Složitost zaĜízení ovšem vyžaduje i speciální servis pro tato zaĜízení.

5.6 PěÍSTROJE ELEKTRODYNAMICKÉ U všech až dosud uvedených pĜístrojĤ a zaĜízení se mČĜení konalo za klidu vozidla, tj. v podmínkách, které se mnohdy podstatnČ liší od skuteþných provozních podmínek. Výsledky mČĜení mohou být zkreslovány napĜíklad nevhodnČ postaveným vozidlem na místČ, nevhodnČ upevnČným nebo nesprávnČ použitým mČĜícím elementem. NepĜesnČ vycentrovaný projektor, nepĜesnČ nastavená zrcadla, nemluvnČ už o poškozených diskových kolech vozidla nebo o nerovnomČrnČ opotĜebovaných pneumatikách. Pro tyto nedostatky vpĜedu uvedené pĜístroje a zaĜízení je prakticky nepoužitelné pro diagnostické linky, na nichž se vozidla kontrolují v þasovČ vymezených taktech, tak je tomu ve stanicích technické kontroly. Uvedené nedostatky mají alespoĖ z vČtší þásti odstranit válcové zkušebny geometrie náprav, resp. geometrie Ĝízení. V tČchto zkušebnách spoþívá kontrolované vozidlo svými koly na válcích, které se pĜi mČĜení resp. kontrole parametrĤ vozidla otáþejí. MČĜí se tedy v dynamických podmínkách. Zkušební stanovištČ má dva druhy válcĤ: jednak pohánČcí a nosné, jednak mČĜící. Kolo vozidla spoþívá obvykle na tĜech válcích, z nichž jeden je pohánČn elektromotorem. MČĜící

BRNO 2011

26


válce jsou tak uloženy, že se mohou nastavit do urþité míry jak ve svislé, tak ve vodorovné rovinČ. PĜi mČĜení, jakmile se kolo vozidla zaþne otáþet, nastaví se mČĜící válce samoþinnČ tak, že jejich osy jsou stále rovnobČžné s osou kola. Velikost vychýlení mČĜících válcĤ se elektricky nebo elektronicky mČĜí a plynule zaznamenává (obr. 5.5).

Obr. 5.5 Válcová zkušebna geometrie kol [7] Na popsaných mČĜících stanovištích se zpravidla mČĜí jen sbíhavost a odklon kol, tehdy dva parametry, které je nutno kontrolovat na každém vozidle a v každém pĜípadČ. Existují ovšem i válcová mČĜící zaĜízení mČĜící i parametry ostatní, dokonce lze seĜizovat sbíhavost bČhem pohybu kol.

MČĜení geometrie náprav za simulovaného pohybu vozidla má tyto výhody: • velmi krátká doba mČĜení, • mČĜení lze konat z místa Ĝidiþe, • na kontrolované vozidlo se nic nemontuje, • vĤle v uložení a zavČšení kol je vymezována stejným zpĤsobem, jako za jízdy vozidla, • na výsledky mČĜení nemá vliv stav, respektive poškození pneumatik nebo diskových kol.

BRNO 2011

27


6 BEZDOTYKOVÉ MċěENÍ GEOMETRIE Optickými systémy nové generace se nazývají systémy bezdotykového mČĜení geometrie kol tzv. touchless systems [10]. Bezdotykové snímání údajĤ o geometrii podvozku je provádČno pomocí trojrozmČrné stereoskopické technologie. Po celou dobu je zaruþena vysoká pĜesnost mČĜení a díky minimální potĜebné dobČ pro seĜizování se celý proces znaþnČ urychluje a nepotĜebuje témČĜ žádnou obsluhu. Na ukázku byly srovnány metody bezdotykového mČĜení od firem ATT/NUSSBAUM a BEISSBARTH.

6.1 ATT/NUSSBAUM ZpĤsob bezdotykového mČĜení geometrie je spoleþným projektem spoleþností ATT a Nussbaum. Jde o systém vyvinutý spoleþností Siemens a používaný napĜ. automobilkou Porsche na konci výrobní linky pro kontrolu geometrie nových automobilĤ. Na základČ systému Siemens spoleþnost ATT pĜipravila rovnČž verzi pro použití v servisních podmínkách a dodává jej pod oznaþením CURA R 2000 v šedé barvČ, Nussbaum pak pod jménem WAB 02 CCT v modré barvČ. 6.1.1 ZVEDÁK SE SYSTÉMEM SST ZaĜízení tvoĜí nĤžkový zvedák s integrovanými lineárními vodícími dráhami pro roboty pohybující se po obou stranách vozidla (obr. 6.1). Každý z robotĤ obsahuje jak vysílací, tak snímací zaĜízení, tzv. systém CCT (Colour Coded Triangulation) neboli barevnČ kódované vymČĜování. Zvedák je dále vybaven patentovaným systémem SST (Safety Star Technology), díky nČmuž je v každé poloze zajištČno bezpeþné a pĜesné mČĜení. ýidla umístČná ve zvedacím þlenu zaznamenají pĜesnou polohu zvedáku na levé a pravé stranČ a pĜi pĜípadné nesoumČrnosti tuto výšku upraví. Zvedák je tedy znivelovaný v jakékoliv poloze.

Obr. 6.1 Zvedák se systémem SST [8]

BRNO 2011

28


6.1.2 BAREVNċ KÓDOVANÉ VYMċěOVÁNÍ CCT Tato metoda pochází z lékaĜské technologie pro rozpoznávání lidských obliþejĤ. Paprsek promítá na kolo pĜesnČ definovaný obraz s velkým množstvím barevných rovnobČžek, které se v závislosti na postavení kola buć sbíhají, nebo rozbíhají. Kamerami umístČnými v definovaných úhlech snímá tento obraz a poþítaþ vyhodnocuje výsledky. Díky trojrozmČrnému obrazu lze pĜesnČ zjistit pozici kola a vypoþítat hodnoty (obr. 6.2).

Obr. 6.2 BarevnČ kódované vymČĜování CCT [8] 6.1.3 AUTOMATICKÉ MċěENÍ Technik najede s automobilem na zvedák a zadá do poþítaþe informace o vozu. ZaĜízení pak podle databáze ví, jaké rozmČry vozidlo má. Provede se kompenzace házivosti posunem desek pod koly. Desky pod pravým a levým kolem jsou hydraulicky posouvány v opaþném smyslu dopĜedu a dozadu, tak aby bylo možné odmČĜit i automobily se stálým pohonem všech þtyĜ kol. Roboti poté odmČĜí nejprve zadní a po opČtovné kompenzaci i pĜední nápravu. Poté natoþí technik kola do pravého a levého rejdu. Následuje vyhodnocení mČĜení a vytisknutí protokolu. 6.1.4 POSTUP MċěENÍ U SYSTÉMU ATT/NUSSBAUM:

Obr. 6.3 Najetí automobilu na zvedák [8]

BRNO 2011

Obr. 6.4 Automatický robot odmČĜí celkovou délku auta [8]

29


Obr. 6.5 Kompenzace a odmČĜení zadních kol [8]

Obr. 6.6 Na pĜední nápravČ následuje kompenzace házivosti pĜedních kol [8]

Obr. 6.7 MČĜení pĜední nápravy [8] 6.1.5

VÝHODY ATT/NUSSBAUM • není tĜeba upevĖování držákĤ na kola ani odrazových znaþek na karoserii vozidla - plnČ bezkontaktní systém, • rychlý, témČĜ automatický zpĤsob mČĜení - technik pouze najede s automobilem na zvedák a poté otoþí koly do rejdu, • vysoká pĜesnost i pĜi opakovaném mČĜení.

6.2 BEISSBARTH 6.2.1 MċěÍCÍ SYSTÉM ZaĜízení je tvoĜeno zvedákem s otoþnými deskami pro pĜední kola, dvČma stojany na obou stranách, na kterých jsou umístČny kamery. Každé kolo automobilu je tak snímáno dvČma kamerami. Efektivní osvČtlování ráfku probíhá díky skupinČ 1800 þervených LED diod. Každý stojan nese dvČ CCD kamery a je vybaven vlastním vyhodnocovacím zaĜízením. Jednotlivé kamery jsou obklopené skupinou 900 LED diod, které osvČtlují kolo automobilu a umožĖují tak mČĜení (obr. 6.8). Každá kamera má mírnČ odlišný úhel výhledu na kolo. Slouþením tČchto dvou obrazĤ produkují kamery prostorový obraz. Jde o princip podobný

BRNO 2011

30


zpĤsobu zobrazení v 3D, kdy dvojrozmČrné obrazy z každého z našich oþí se v mozku spojí a dávají tak 3D prostorový dojem.

Obr. 6.8 MČĜící systém Beissbarth [8] 6.2.2 CCD KAMERY Digitální kamery s rozlišením 2048 pixelĤ neustále monitorují sbíhavost a odklon kol pĜi mČĜení. Díky kombinovanému systému lze pro sbíhavost i odklon použít jednu CCD kameru. 6.2.3 SOFTWARE ORACLE ZvláštČ pro tento bezdotykový systém vyvinula spoleþnost Beissbarth nový program, založený na Windows XP. Jednotlivé þásti programu Oracle vedou technika seĜizovacími pokyny rychle a pĜehlednČ po celou dobu mČĜení, program zobrazuje pomĤcky pro seĜízení, digitální fotografie, videa a nakonec vytiskne protokol s 3D zobrazením urþený zákazníkovi a technikovi. Výsledkem je možnost rychlejšího odmČĜení geometrie dokonce i ménČ zkušeným technikem. 6.2.4 PRINCIP MċěENÍ Po najetí automobilu na zvedák se technik Ĝídí pokyny na monitoru. ZaĜízení si pomocí CCD kamer a LED odmČĜí polohu každého z kol a pomocí vyhodnocovacího zaĜízení umístČného v každém kole vyhodnotí stereoskopické obrazy a urþí, jak je kolo prostorovČ umístČno. Tento prostorový obraz ráfku je vyhodnocen díky integrovanému systému s názvem IRES. Data se zpracují a poté zobrazí na monitoru. 6.2.5 VÝHODY MċěÍCÍHO SYSTÉMU BEISSBARTH: • automatická identifikace ráfku, • automatické osvČtlování ráfku, • efektivní osvČtlování jednotky 1800 LED na jeden stojan, • dvČ digitální kamery na stojan, • poþítání dat uvnitĜ snímaþové hlavy, • systém neobsahuje pohyblivé þásti (kromČ kol).

BRNO 2011

31


7 KAMEROVÉ SYSTÉMY Kamerové systémy jsou tvoĜeny dvČma a více kamerami umístČnými v dostateþné vzdálenosti pĜed automobilem tak, aby bylo dosaženo optimálního snímacího úhlu a nedocházelo k poškození kamer (obr. 7.1). Zdroje záĜení umístČné na spoleþném stojanu s kamerami vysílají infraþervené paprsky, které se odrážejí od terþĤ pevnČ pĜipevnČných na kolech. Svazek paprskĤ odražený od každého terþe pĜijímají snímací kamery, které obraz digitalizují a okamžitČ vyhodnocují úhlovou polohu každé desky. Krátkým pohybem vozu (dopĜedu, dozadu a rovnČž natoþením volantu na obČ strany rejdu) pĜeneseným na pohyb terþĤ kamery vyhodnotí sledované parametry geometrie nápravviz. [9].

Obr. 7.1 Kamerový systém na dílnČ s nĤžkovým zvedákem [9]

7.1 ODRAZOVÉ TERýE Jejich jednoduchá a odolná konstrukce se skládá z masivního rámu a osvČtlovaného krycího plátu. Protože terþe neobsahují žádnou elektroniku, propojovací kabely, zdrojové akumulátory a ani není nutné je kalibrovat, jsou prakticky bezúdržbové. Je zapotĜebí je pouze pravidelnČ þistit. Pro uchycení odrazových terþĤ je použito speciálních samocentrujících kolových adaptérĤ. Rychlonastavovací hlavice umožĖuje rychlé nastavení adaptéru pro rĤzné velikosti disku. VČtšina výrobcĤ kamerových systémĤ dodává adaptéry ve velikostech 10 až 20 palcĤ. Na pĜání je možno dodat i speciální adaptéry se zvýšeným rozsahem (až 26 palcĤ) pro zvláštní typy ráfkĤ nebo pro kola s obtížnou montáží adaptérĤ. Oboustranné úchyty adaptéru jsou vhodné pro uchycení k ocelovým ráfkĤm, montáž pĜes kryt kola a na speciální ráfky Run-Flat a Flange-Guard (obr. 7.2).

Obr. 7.2 Odrazové terþe [9]

BRNO 2011

32


7.2 MONTÁŽ TERýģ A KOMPENZACE HÁZIVOSTI Automobilem se najede na zvedák þi nad montážní jámu, tak aby pĜední kola byla na otoþných kluzných deskách (otoþné plošiny). Otoþné plošiny mají tĜi stupnČ volnosti, slouží k ustavení kol pĜední nápravy. TĜi stupnČ volnosti nám minimalizují deformaci pneumatik a tím nám pomáhají k optimalizaci mČĜení. Terþe se namontují na kola automobilu. Zaþít mĤžete od libovolného kola. Adaptér se uchytí k ráfku a terþ se po znivelování a nasmČrování ke kamerám zafixuje. Zbývající terþe se pĜipevní stejným zpĤsobem. Znivelováním je zajištČno bez ohledu na polohu kolového adaptéru, ale aby terþ zĤstal v zorném poli kamery bČhem kompenzace házivosti a bČhem natáþení kol pro mČĜení záklonu. Po identifikaci vozidla vyvoláte požadované hodnoty a provedete kompenzaci házivosti kol. Tu lze provést tak, že vozidlem posunete o 20 – 30 cm vpĜed nebo vzad dle pokynĤ na monitoru. Geometrická poloha každého kola se z této zmČny pohybu zmČĜí a uloží do pamČti. Následuje fáze mČĜení záklonu. PĜi sledování pokynĤ na obrazovce mechanik otáþí volantem postupnČ vlevo a vpravo, pĜiþemž mČĜené hodnoty každé strany se automaticky odeþtou a uloží do pamČti. NáslednČ se kola natoþí zpČt do pĜímé polohy. Tím je mČĜení skonþeno a následuje zobrazení výsledkĤ. TČmi jsou následující parametry: •

stĜedy rotace kol (osy otáþení) a jejich prostorový pohyb pĜi odvalení,

•

skuteþná rovina vozidla,

•

prĤmČry jednotlivých kol,

•

házivost kol radiální i axiální, vĤle v uložení atd.,

•

sbíhavosti a odklony jednotlivých kol,

•

rozchody, rozvory a vzájemná poloha kola náprav.

7.3 VÝHODY KAMEROVÝCH SYSTÉMU •

vysoká pĜesnost a rychlost (zaškolený technik zvládne celý proces do 5 minut),

•

velmi jednoduchá obsluha – mechanik je veden programem,

•

seĜizování jednotlivých parametrĤ každého kola je možno provádČt na plošinách i ve zvednutém stavu a je Ĝízeno programem,

•

nejsou potĜebné elektronické otoþné desky, rozsah mČĜených úhlĤ natoþení kol bezpeþnČ staþí i pro plné rejdy,

•

nenároþné na údržbu a servis pĜístrojĤ,

•

není tĜeba provádČt pravidelné kalibrace mČĜicích kamer a zvedáku.

7.4 NEVÝHODY •

BRNO 2011

vyšší poĜizovací cena,

33


•

delší potĜebná plocha pro pracovištČ mČĜení geometrie (je nutná pĜibližnČ dvoumetrová vzdálenost od vysílaþe paprskĤ na stĜed pĜední desky),

•

pĜi použití dvousloupového zvedáku plnČ nevyužité vlastnosti kamerových systémĤ (nemožnost provedení rolovací kompenzace na dvousloupcovém zvedáku).

7.5 POPIS KAMEROVÝCH SYSTÉMģ Výrobci, kteĜí dodávají na þeský trh kamerové systémy, jsou 3 a to: Americké firmy Hunter a John Bean (Hofman) a italská firma Corghi. Pro srovnání byly vybrány firmy Hunter a Corghi. 7.5.1 HUNTER Poþátky firmy sahají do 40. let minulého století, kdy se zaþala zabývat výrobou a prodejem výrobkĤ pro autoopravárenské odvČtví. V dnešní dobČ spoleþnost Hunter Engineering Company vyvíjí, vyrábí a prodává široký sortiment zaĜízení pro autoservisy. Patentovaný systém DSP 600 používá þtyĜi jednoúþelové digitální kamery s vysokým rozlišením (obr. 7.3). Každá kamera je urþena pro jeden terþ a spojitČ jej monitoruje. Díky tomu je dosaženo vČtšího zorného pole a prakticky nepĜetržitého sledování zmČn nastavení a okamžité odezvy v blokovém obrazu. ZvČtšené zorné pole rovnČž umožĖuje vČtší flexibilitu v práci se zvedáky v rozdílných výškách.

Obr.7.3 Hunter DSP 600 [9] SamostĜedící kolové adaptéry jsou vhodné pro velkou škálu provedení kol jak osobních, tak nákladních automobilĤ. Na pĜání je možno dodat i speciální adaptéry pro zvláštní typy ráfkĤ þi pro ráfky s obtížnou montáží adaptéru. Odrazové terþe DSP 600 (obr. 7.4) neobsahují žádnou elektroniku, která by se mohla pĜi pádu poškodit. ýelní plochy jsou vyrobeny z hliníku, obsahují ochranné pryžové nárazníky. Naopak neobsahují žádné sklo a jsou odolné proti korozi.

BRNO 2011

34


Obr. 7.4 Odrazové terþe Hunter [9] MČĜení svČtlé výšky, jde o zmČĜení stavu podvozku ve výrobcem pĜedepsaných bodech a pĜepoþtení pĜedepsaných hodnot dle zjištČného stavu podvozku (VW, Škoda, Mercedes…). Hunter mČĜí tyto údaje elektronicky a pĜenáší je pĜímo do programu bez nutnosti ruþního zadávání. MČĜidlo je integrováno do bezkabelového dálkového ovládání nebo u kamerové geometrie lze použít malé pomocné terþíky, které se umístí na blatníky nad kola vozidla. 7.5.2 CORGHI Dalším výrobcem je spoleþnost Corghi. Ta pro þeský trh nabízí osmikamerové mČĜicí zaĜízení Exact Blacktech, využívající pro mČĜení tzv. NIR technologii (obr. 7.5).

Obr. 7.5 Corghi Exact Blacktech [9] NIR technologie (NearInfraRed – digitální zobrazovací technologie – stereoskopické mČĜení úhlĤ) dovoluje bezproblémovou funkci i v tČch nejobtížnČjších okolních svČtelných podmínkách. Navíc nevyžaduje použití lampy se záblesky. ZaĜízení je vybaveno osmi pĜesnými kamerami, které vysílají signály na odrazové terþe umístČné na kolech automobilu. VČtší mČĜicí rozsah kamer dovoluje mČĜení charakteristických úhlĤ bez nárokĤ na zmČnu pozice kamer. Každý terþ je snímán dvČma kamerami a odráží se od nČj tedy dva paprsky. Software vyvinutý pro toto zaĜízení vede obsluhu zaĜízení podrobnČ krok po kroku k správnému nastavení geometrie.

BRNO 2011

35


Kolové adaptéry zajišĢují pevné a bezproblémové uchycení odrazových terþĤ na kola automobilu. Jsou vhodné pro použití rĤzných velikostí a typĤ ráfkĤ. Odrazové terþe jsou vyrobeny z lehkého, pevného a opotĜebení odolného materiálu, což umožĖuje snadnou manipulaci a eliminuje nebezpeþí poškození pĜístroje (obr. 7.6).

Obr. 7.6 Odrazový terþ Corghi [9] MČĜení svČtlé výsky pomocí pĜístroje RH metr je možno odmČĜit svČtlou výšku vozidla þi výškové rozdíly mezi stĜedem kola a podvozkem. NamČĜené hodnoty jsou automaticky odeslány do ovládacího zaĜízení a uloženy.

BRNO 2011

36


8 3D MċěENÍ GEOMETRIE KOL Z hlediska autoservisu je specifickou záležitostí mČĜení a seĜizování geometrie kol. K práci autoopraváĜe patĜí už od samostatných poþátkĤ tohoto oboru. MČĜení a seĜizování geometrie patĜí k pilíĜĤm této profese. Vývoj moderních technologií bychom mohli jen málokde tak názornČ pozorovat. Spoleþnost Bosch pĜináší další výrazný zlom v oblasti koncepce tČchto pĜístrojĤ. V posledních letech se stalo centrem zájmu odborníkĤ takzvané 3D mČĜení, které má své výhody. Je to rychlost a jednoduchost bez nutnosti manipulace s nákladnou a citlivou mČĜicí technikou. Ta je místo toho bezpeþnČ uložena ve stacionárním sloupu nČkolik metrĤ pĜed mČĜeným automobilem. Koncepce nových pĜístrojĤ však skrývá další výhody. UmožĖuje totiž mČĜit geometrii kol na jakémkoliv typu pracovištČ. Tedy nejen na libovolném, dostateþnČ robustním a vybaveném zvedáku. SamozĜejmostí je možnost mČĜit i na pracovní jámČ, nebo prostČ a jednoduše na rovné podlaze. Velkou pĜedností je možnost využívat jedno zaĜízení na nČkolika místech v servisu. Jediné, co je k tomu potĜeba, je instalace kabeláže. Vše ostatní je snadno mobilní díky robustnímu vozíku. Samostatná instalace mČĜicího systému je zhruba 30 sekund. Není zapotĜebí ani kontrola pĜesnosti umístČní nebo kalibrace.

8.1 JAK TO FUNGUJE? Hlavním a jediným nosiþem mČĜící techniky je právČ zvedák, na kterém je mČĜení provádČno. „KĜídla“ s kamerami jsou jednoduše nasazena na pĜedem instalovaných úchytech a pĜipojena na poþítaþ, který je umístČn ve vozíku. OpČt platí, že montáž i demontáž tČchto „kĜídel“ je otázkou 30 sekund. Podstatný je fakt, že každá odrazová deska je snímána nikoliv jednou, ale dvČma kamerami (tzv. stereoskopické snímání). To umožĖuje vytvoĜit reálný 3D model vozidla a na jeho základČ poté pĜesnČ propoþítat jednotlivé mČĜené hodnoty [11].

Obr. 8.1 Demonstraþní schéma mČĜení [10] To vše s sebou nese pĜedevším maximální urychlení a zjednodušení obsluhy. NapĜíklad samotnou pojezdovou kompenzaci házivosti ráfkĤ lze zvládnout bČhem necelé minuty. DvacetistupĖová rutina trvá asi 2 minuty. Další výhoda je maximální odolnost proti vnČjším vlivĤm, které mohou zasáhnout do mČĜení. Typicky napĜíklad náraz do mČĜící hlavy, pĜizvednutí oproti její pĤvodní poloze nebo její natoþení (napĜ. pokud je jen položena na zemi). Referenþní systém, který neustále vyhodnocuje vzájemnou polohu mČĜících hlav, dokáže všechny tyto vlivy eliminovat a ty se pak neodrazí ani v pĜesnosti, ani ve stabilitČ mČĜení. MĤžeme tak konstatovat, že v porovnání s jakýmkoliv jiným dosavadním systémem BRNO 2011

37


tento vysoce sofistikovaný a komplexní mČĜící systém zase o poĜádný kus zjednodušuje a zpĜesĖuje mČĜení a seĜizovaní geometrie. PĜístroje od firmy Bosch, jsou shrnuty do nČkolika bodĤ.

8.2 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA BOSCH FWA 4630: •

Zkrácen þas pĜípravy,

•

rychlé mČĜení s vysokou pĜesností,

•

pĜesná mČĜící technika,

•

mobilita celého systému.

8.2.1 BOSCH FWA 4630: SIM - stereoskopické obrazové mČĜení 2 kamery umístČné na spoleþné základnČ umožĖují kompletní mČĜení geometrie nápravy (obr. 8.2).

Obr. 8.2 Stereoskopické zobrazovací kamery [11] Rychlé snímání obrazu -záznam až 29 snímkĤ za sekundu (obr. 8.3) z malé vzdálenosti od mČĜeného objektu zajišĢuje jasné sejmutí obrazu a zjištČní jakéhokoliv pohybu. Kompenzace házviosti ráfku se provádí pojezdem vpĜed a vzad.

Obr. 8.3 Vysokofrekvenþní snímání [11] Interní referenþní systém - mČĜicí senzory s integrovaným referenþním systémem a také kyvadlo pro urþení tČžištČ umožĖují okamžité mČĜení na libovolném stanovišti bez nutnosti složité instalace a kalibrací.

BRNO 2011

38


9 USPOěÁDÁNÍ PRACOVIŠTċ K MċěENÍ A KE KONTROLE GEOMETRIE KOL Praxe ukazuje, že z hlediska rychlostí mČĜení, jakož i z hlediska obsluhy mČĜících pĜístrojĤ a zaĜízení je nejvhodnČjší oddČlené pracovištČ jednak pro automobily osobní a dodávkové, jednak nákladní a autobusy. Jak již bylo uvedeno, podlaha pracovištČ musí být vodorovná. Musí být zajištČn snadný pĜístup k vozidlu zespodu. To lze zajistit buć montážní jámou, nebo zvednutím vozidla do pĜimČĜené výše. Na pracovišti prĤjezdném bývá jáma ponČkud kratší, než je bČžné v dílenském provozu, na pracovišti koncovém je nejvýhodnČjší jáma tvaru „E“. Vozidla nelze zvedat bČžným zvedacím zaĜízením, protože musí stále spoþívat na kolech, která nesmČjí být odlehþena. Používá se rĤznČ konstruovaných zvedákĤ, hlavních a pomocných. Vedle zvedákĤ se používají i nájezdové rampy. Rampy a zvedáky musí být tak konstruovány, aby u nich nemohly nastat pružné deformace konstrukce, které by mohly zkreslovat výsledky mČĜení.

Obr. 9.1 PracovištČ k mČĜení geometrie kol [12]

BRNO 2011

39


10 ZMċNY

HODNOT GEOMETRIE PěEDNÍ V ZÁVISLOSTI NA PROPRUŽENÍ VOZIDLA

NÁPRAVY

10.1 KěIVKA SBÍHAVOSTI KonstruktéĜi automobilĤ hledají intenzivnČji cesty ke zvýšení jízdní bezpeþnosti a komfortu automobilĤ. Podvozek pĜitom hraje klíþovou roli. Proto se stále objevují nové konstrukce náprav a s tím i nové požadavky na diagnostiku podvozkových skupin. Jako pĜíklad mĤže sloužit þtyĜramenná pĜední náprava (víceprvková náprava) koncernu Volkswagen (obr. 10.1). PrávČ u ní, ale nejenom u této konkrétní nápravy, se setkáváme s pojmem þi parametrem geometrie kol, který oznaþujeme jako kĜivku sbíhavosti.

Obr. 10.1 ýtyĜramenná pĜední náprava koncernu Volkswagen [13] ýtyĜramenná pĜední náprava koncernu Volkswagen je konstruována tak, že pĜi stlaþování a rozpínání pružící jednotky dochází zároveĖ ke zmČnČ sbíhavosti. Dociluje se toho uspoĜádáním ramen, pružicí jednotky a vysoko uložené pĜevodky Ĝízení s krátkými spojovacími tyþemi. PrávČ tato zmČna sbíhavosti pĜi zmČnČ výškové polohy karoserie, respektive pĜi stlaþení þi roztažení pružicí jednotky, se oznaþuje jako kĜivka sbíhavosti (obr. 10.2). Praktický význam kĜivky sbíhavosti je napĜíklad, že se pĜi akceleraci vpĜedu zvedne karoserie a v dĤsledku konstrukce nápravy s kĜivkou sbíhavosti se sbíhavost zvČtší. Tedy v pozitivním smyslu. Totéž nastane také pĜi pĜejezdu zvlnČné komunikace. Naopak pĜi brzdČní, kdy se pružicí jednotky stlaþují do spodní polohy, se znatelnČ zvČtšuje rozbíhavost pĜedních kol a to zlepšuje brzdný efekt. PodobnČ lze popsat pĤsobení kĜivky sbíhavosti pĜi prĤjezdu automobilu obloukem. VnitĜní kolo se odlehþí a jeho (dČlená) sbíhavost se mČní do pozitiva (zvČtšuje se), u kola vnČjšího je tomu pĜesnČ naopak. Pružicí jednotky se stlaþuje a kinematiky nápravy zajišĢuje zmČnu dČlené sbíhavosti pĜíslušného kola v negativním smyslu (zmenšení sbíhavosti þi rozbíhavosti). Výsledný efekt je zĜejmý. VytváĜí se malý moment pĤsobící proti natáþení volantu, podvozek svým chováním inklinuje k nedotáþivosti, a to zlepšuje jízdní vlastnosti v oblouku.

BRNO 2011

40


KĜivka sbíhavosti je tedy závislá na hodnotČ sbíhavosti ve jmenovité poloze automobilu a hodnotČ sbíhavosti v pĜesnČ definovaném bodČ, kdy je karoserie automobilu o urþitou výšku nadzvednuta. Zvláštností þtyĜramenné pĜední nápravy koncernu Volkswagen je, že její kĜivku sbíhavosti lze seĜizovat zmČnou výškové polohy spojovacích tyþí.

Obr. 10.2 Diagram kĜivky sbíhavosti [13] A – stlaþení pružicí jednotky, B – vytažení pružicí jednotky, C – sbíhavost, D – rozbíhavost, V – kĜivka sbíhavosti, S – konstanta sbíhavosti, B1– poloha „prázdné“ vozidlo, B2 – poloha nadzvednuté vozidlo o 60 mm, C1 – kĜivka sbíhavosti v poloze B1, C2 – kĜivka sbíhavosti v poloze B2

ŠpatnČ nastavená kĜivka sbíhavosti, zejména nestejnČ nastavená u levého a pravého koly, mĤže vést k tomu, že automobil nedrží pĜi pĜejezdu zvlnČné komunikace nebo pĜi akceleraci dokonale jízdní smČr. StejnČ tak mĤže dojít pĜi brzdČní k situaci, že vĤz táhne k jedné stranČ. PĜi prĤjezdu obloukem lze pĜi špatné nastavené kĜivce sbíhavost vysledovat tendence k nežádoucí a nepĜimČĜené nedotáþivosti nebo pĜetáþivosti. Z toho vyplývá, že pĜi mČĜení nebo seĜizování geometrie kol tČchto podvozkĤ (náprav) je nutné vČnovat kĜivce sbíhavosti patĜiþnou pozornost. ObdobnČ je tĜeba také zjistit stav kĜivky sbíhavosti tehdy, když byla provedena demontáž a montáž skĜínČ ložisek kola, spojovacích tyþí, pĜevodky Ĝízení, nosných dílĤ pohonného agregátu apod. Kontrola kĜivky sbíhavosti vychází ze standardního mČĜení geometrie náprav, kterému by mČla pĜedcházet kontrola tlaku v pneumatikách i kontrola a pĜípadné odstranČní všech vĤlí v uložení a zavČšení kol, kontrola pĜedepsaného zatížení nebo svČtlé výšky. Pro pĜesné mČĜení je podmínkou zvedák pro mČĜení geometrie, splĖující požadavky na rovinnost. Dále je nutné zaĜízení pro mČĜení geometrie náprav, jehož software dovoluje mČĜit kĜivku sbíhavosti. Mezi nejpoužívanČjší patĜí napĜ. zaĜízení od spoleþnosti Bosch a to typy FWA 411 a FWA 510/515, které tuto možnost pro vybrané typy vozidel vþetnČ dovolených tolerancí umožĖují [12]. Nakonec je nutný pĜípravek s oznaþením V.A.G.1925 (obr 10.3).

BRNO 2011

41


Obr. 10.3 V.A.G. 1925 [13]

10.2 KINEMATIKY PROSTOROVċ ěÍZENÉ NÁPRAVY Rozhodující pro jízdní chování jsou zejména zmČny sbíhavosti a odklonu kol, protože se jimi urþuje samoĜízení vozidla. Pokud se na nerovné jízdní dráze vytvoĜí zmČny úhlu sbíhavosti, vznikne boþní síla, která narušuje pĜímou jízdu. Na diagramu (obr. 10.4) je vidČt, že zmČna úhlu sbíhavosti pĜi pružení je témČĜ nulová. ZmČny odklonu kola by mČly být ve stĜední oblasti kĜivky (pĜímá jízda) co nejmenší, aby se nevytváĜely velké boþní síly. PĜi jízdČ obloukem vzniká zapružením záporný odklon, þímž se zlepšuje boþní vedení.

Obr. 10.4 ZmČna úhlu sbíhavosti a zmČna odklonu kola [3]

BRNO 2011

42


ZÁVċR MČĜením geometrie kol se zabýváme již od 30 let minulého století a to s nČkolika dĤvodĤ. Hlavními dĤvody jsou zachování jízdních vlastností vozidla, udržení pĜímého smČru vozidla a také rovnomČrné opotĜebení pneumatik. Cílem mé bakaláĜské práce bylo definovat základní parametry geometrie kol, kterými se zabývám v první þásti mé práce. Ve druhé þásti práce se zabývám popisem jednotlivých typĤ mČĜicích zaĜízení s ohledem na zpĤsob mČĜení a vzájemným porovnáním základních metod mČĜení. V poslední þásti jsem shrnul moderní trendy a vývoj zaĜízení pro mČĜení geometrie kol a také jsem zmínil zmČnu hodnot geometrie pĜední nápravy v závislosti na propružení vozidla. V bakaláĜské práci lze sledovat vývoj nové technologie zaĜízení pro mČĜení geometrie kol. V poþátku se mČĜili geometrie kol pomocí mechanických mČĜidel, která byla þasovČ nároþná a oproti dnešní technologii nebyla tak pĜesná. V dnešní dobČ dbáme jednak na pĜesnost daného mČĜení, tak i na rychlost mČĜení a to nám zaruþuje moderní technologie. Jedním z nejmodernČjších systémĤ pro mČĜení geometrie kol je 3D mČĜením, které pracuje na principu stereoskopické obrazové mČĜení. Terþe, které jsou upevnČny na kolech automobilu, snímají mČĜicí senzory nasazené v úchytech zvedáku a propojeny s poþítaþem. Tato metoda pĜinesla podstatné urychlení mČĜení s vysokou pĜesností. Kamerový systém je dalším moderním zaĜízením pro mČĜení geometrie kol. Princip mČĜení je v podstatČ stejný jako u mČĜení pomocí 3D systému. Liší se v tom, že kamery snímající infraþervené paprsky, které se odráží od terþĤ upevnČných na kolech automobilu, jsou umístČny na stojanu pĜed automobilem. Výhodou kamerových systému jsou vysoká pĜesnost a rychlost mČĜení, velmi jednoduchá obsluha a není potĜeba provádČt pravidelné kalibrace mČĜicích kamer a zvedáku. Posledním zaĜízením, kterým se zabývám v práci, je bezdotykové mČĜení geometrie kol. ZaĜízení je tvoĜeno zvedákem s otoþnými deskami pro pĜední kola, dvČma stojany, na kterých jsou umístČny CCD kamery. MČĜení je rychlé a témČĜ automatické. Není potĜeba upevĖovat terþe na kola. Kamerový systém zaruþuje vysokou pĜesnost i pĜi opakovatelném mČĜení. V dnešní dobČ si každý autoservis, který provozuje tato mČĜení, sám nejlépe zvolí zaĜízení, které danému servisu bude nejlépe vyhovovat. Vzhledem k uspČchané dobČ, si pĜevážná þást volí co nejménČ nároþná a þasovČ nejrychlejší mČĜení. Po vlastní analýze servisĤ v okolí místa bydlištČ jsem dospČl k závČru. Servisy jsou nejþastČji vybaveny 3D geometrií a to z tČchto dĤvodĤ: mČĜení rychlé, ménČ nároþné na obsluhu, pĜijatelná poĜizovací cena.

BRNO 2011

43

POUŽITÉ INFORMAýNÍ ZDROJE

POUŽITÉ INFORMAýNÍ ZDROJE [1] VLK, František. Podvozky motorových vozidel. Brno: vlastním nákladem, 2006. 464s. ISBN 80-239-7064-X [2] REMTA, František. Základní uþební texty Ĝízení. Praha: vlastním nákladem, 1981. 44s. [3] GSCHEIDLE, Rolf. PĜíruþka pro automechanika. Praha: Europa-Sobotáles cz, 2007. 688s. ISBN 978-80-86706-17-7 [4] Koch Achsmessanlagen, [cit. 2011-02-28] URL: [5] Avtoservice, [cit. 2011-02-28] URL: < http://www.avtoservice.info/content.asp?pn=217> [6] Beissbarth, [cit. 2011-03-07] URL: [7] Autoserva, [cit. 2011-04-03] URL: < http://www.autoserva.cz/html/podvozky_linky3.php> [8] AutoPRESS, [cit. 2011-04-03] URL: < http://www.autopress.cz/?page=38.bezdotykove-mereni-geometrie> [9] AutoPRESS, [cit. 2011-04-07] URL: < http://www.autopress.cz/?download=_/archiv-2007/mini09_07.pdf> [10] Bosch, [cit. 2011-04-07] URL: [11] Bosch, [cit. 2011-04-07] URL: [12] Autodílna Roman Jansa, [cit. 2011-04-07] URL: < http://autodilnaromanjansa.cz/index.php?clanek=geometrie_kol> [12] AutoPRESS, [cit. 2011-04-07] URL: < http://www.autopress.cz/?download=_/archiv-2011/ae_01-02_2011mini.pdf>

BRNO 2011

44

SEZNAM PěÍLOH

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLģ l1

[mm]

vzdálenost vnitĜních okrajĤ ráfkĤ kol ve výšce nad osou stĜedĤ kol

l2

[mm]

vzdálenost vnitĜních okrajĤ ráfkĤ kol ve výšce pod osou stĜedĤ kol

na

[mm]

závlek

Ro

[mm]

polomČr rejdu

Ȗ

[°]

odklon kola

į

[°]

diferenþní úhel

İ

[°]

sbíhavost kol

ı

[°]

pĜíklon rejdové osy

Ĳ

[°]

záklon rejdové osy

BRNO 2011

45

ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ GEOMETRIE KOL

Recommend Documents