Исследование особенностей технической эксплуатации ходовой части автомобилей "Toyota"

94

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Автотракторный факультет

Расчётно-пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Научные исследования и решение инженерных задач»

Тема:

«Исследование особенностей технической эксплуатации ходовой

части автомобилей "Toyota"»

Выполнил студент группы

101452

Колесникович А.С.

Проверил Самко Г.А.

Минск-2005

Введение

Следует отметить, что характерной особенностью производства автомобилей, особенно в последнее время, является ориентация его на конкретного потребителя. Благодаря этому появляется большое количество модификаций одной и той же базовой модели, различающихся по небольшому количеству параметров. Особенно это тенденция проявляется у зарубежных фирм, где комплектацию автомобиля может определять покупатель. Для отечественного автомобилестроения, а особенно для производства легковых автомобилей, это не характерно. Хотя в последнее время появляется множество «семейств» автомобилей (как, например, у Волжского автомобилестроительного завода), остается значительное количество старых моделей. В этих условиях становится актуальной «переделка» машин. Владелец самостоятельно вносит изменения в конструкцию автомобиля, стараясь максимально приспособить его под условия эксплуатации. Это может быть изменение типа кузова, установка нового агрегата взамен выработавшего свой ресурс старого и отличающегося от последнего по ряду показателей и т. п. Внесение изменений в первоначальную конструкцию автомобиля влечет за собой изменение режимов работы, нагрузок на его составные части. Новые условия работы будут отличаться от тех, которые были определены при проектировании автомобиля. Поэтому появляется потребность в проверке работоспособности агрегатов автомобиля в этих новых режимах.

1.1 Анализ состояния вопроса по теме исследования

В процессе эксплуатации из-за трения, деформации, появления трещин, ослабления болтовых и заклепочных соединений, потери упругости поломок возникают различные неисправности и происходят отказы ходовой части, которые ухудшают техническое состояние автомобиля.

В передней подвеске легкового автомобиля возможны изгибы балки, верхнего и нижнего рычагов, износ верхнего и нижнего шаровых пальцев, сухарей, вкладышей, резиновых втулок. Все это приводит к изменению углов установки управляемых колес, вызывающему ухудшение управляемости автомобилем, перерасходу топлива, износу шин. Неполадки элементов подвески влияют на плавность хода, устойчивость автомобиля в период его движения. Ниже приведены основные неисправности ходовой части и их причины.

Отклонение автомобиля от направления прямолинейного движения. Основные причины: различные углы продольного и поперечного наклона осей поворота левого и правого колес; различный развал левого и правого колес; неодинаковое давление воздуха в шинах левого и правого колес; перетянут один из подшипников передних колес, что приводит к повышению сопротивления; деформация нижнего и верхнего рычагов передней подвески; нарушение параллельности осей переднего и заднего мостов; притормаживание одного из колес автомобиля на ходу из-за отсутствия зазора между тормозным барабаном и фрикционной накладкой; неодинаковая упругость пружин подвески; повышенный дисбаланс передних колес.

Частичное отклонение автомобиля от направления прямолинейного движения («виляние») в диапазоне скоростей 50...90км/ч. Основные причины: увеличенные зазоры между шаровыми пальцами и вкладышами, пальцами и подшипниками; большие зазоры во втулках сайлент-блоков, шарнирах рулевых тяг, подшипниках передних колес; износ втулок маятникового рычага; ослабление крепления в рулевом управлении.

Раскачивание передней части автомобиля при движении по неровной дороге. Основная причина: неудовлетворительная работа передних амортизаторов.

Автомобиль «бросает» из стороны в сторону по дороге, имеющей продольные волновые выпуклости и впадины Основные причины: износ втулок или слабая затяжка гаек оси маятникового рычага; большие люфты в шарнирных соединениях рулевой трапеции и подшипниках передних колес.

Стук в передней подвеске. Основные причины: отсутствие смазки в шарнирных соединениях; большой износ элементов шарнирных соединений; ослабление болтов крепления; износ резиновых втулок усиков амортизатора; ослабление затяжки гайки резервуара амортизатора; повышенный зазор в подшипниках ступиц колес; повышенный дисбаланс колес; деформация обода или колеса; осадка или поломка пружины; разрушение буферов хода сжатия; неисправность стоек подвески*; ослабление болтов крепления кронштейнов растяжек или болтов, крепящих штангу стабилизатора поперечной устойчивости к кузову; износ резиновых подушек растяжек или штанги*; ослабление крепления верхней опоры стойки подвески к кузову; осадка, разрывы, отслоение резины от корпуса опоры стойки.

Слабый стук, передающийся на рулевое колесо. Основные причины: большой дисбаланс передних колес (колеса); деформация дисков передних колес.

Стуке задней подвеске. Основные причины: износ втулок амортизаторов; ослабление мест крепления; перегрузка задней оси.

Повышенный износ внутренней части протектора шины. Основная причина: избыточное давление воздуха в шине.

Повышенный износ крайних частей протектора шины. Основная причина: недостаточное давление воздуха в шине.

Неравномерный (пятнами) плюс протектора. Основные причины: большой остаточный дисбаланс колес; большие зазоры в шарнирных соединениях рулевого привода и передней подвески; неисправность амортизаторов.

Пилообразный износ протектора шины в поперечном направлении. Основная причина: неправильное схождение колес.

Односторонний износ протектора шины. Основная причина: отклонение угла развала колес от номинального значения.

Не поддаются регулировке углы установки колес. Основные причины: деформация оси нижнего рычага; деформация поперечины подвески в зоне передних болтов крепления осей нижних рычагов; износ резинометаллических шарниров; деформация поворотного кулака, рычагов подвески или элементов передней части кузова.

Биение колес. Основная причина: нарушение балансировки колес.

1.2 Теоретическое обоснование и анализ физической сущности изучаемого вопроса

Основные дефекты переднего (неведущего) моста; нарушенный натяг подшипников ступиц колес, погнутость балки моста, поворотных рычагов, износ посадочного места под шкворень, самих шкворней и их втулок, посадочных мест под подшипники поворотных цапф. Износ и деформация деталей переднего моста нарушают установку передних колес, вызывают односторонний износ шин, затрудняют управление автомобилем.

Регулировку подшипников ступиц колес грузовых автомобилей проверяют при свободно вращающемся тормозном барабане (не должно быть задевания тормозных колодок). Регулировочную гайку ступицы затягивают ключом до отказа усилием одной руки и отпускают на три-четыре прорези коронки в автомобилях ГАЗ и на 1/5 оборота в автомобилях ЗИЛ до совпадения с отверстием для шплинта или ближайшего отверстия в замочном кольце с штифтом. Подшипники качения и внутреннюю полость ступицы заполняют предварительно тугоплавкой смазкой, ставят колпаки ступиц.

Износ шкворневого узла определяют прибором модели Т1. Индикатор прибора закрепляют струбциной на балке моста автомобиля. Колесо вывешивают, и измерительный стержень индикатора подводят к нижней части опорного тормозного диска (щита). Если есть износ шкворневого узла, то при опускании колеса до соприкосновения с опорной поверхностью будет выбран зазор, и индикатор покажет его значение. Сопряжение с зазором до 1,5 мм считается годным к дальнейшей эксплуатации,

Передние мосты разбирают на специальных стендах или подставках. Для выпрессовки шкворней, шаровых пальцев, наружных и внутренних колец подшипников качения применяют съемники. Изношенные подшипники, шарниры рулевых тяг заменяют новыми. Погнутость балки переднего моста определяют различными приспособлениями, шаблонами, линейками, угольниками. Балки правят под прессом в холодном состоянии.

Изношенные втулки шкворней заменяют новыми с последующим их развертыванием. Вначале запрессовывают и развертывают одну втулку, вставив направляющий хвостовик развертки в специально оставленную для этого старую втулку. Затем запрессовывают и обрабатывают вторую втулку. При запрессовке следят за совмещением отверстий для смазки. После обработки втулок их поверхности и масляные канавки очищают от стружки.

К числу наиболее распространенных неисправностей переднего моста относится нарушение углов установки колес. Конструктивно у грузовых автомобилей и автобусов предусмотрена регулировка только угла схождения, у легковых - углов развала продольного наклона шкворни (оси поворота), соотношения углов последовательность является технологически необходимой. Несоблюдение ее приводит к нарушению ранее отрегулированного угла.

Изменение углов развала и продольного наклона шкворня грузового автомобиля может быть вызвано деформацией балки. Если балку невозможно выправить, ее заменяют на новую.

У легковых автомобилей отечественного производства с 2-рычижной передней подвеской угол развала изменяют поперечным смещением оси верхнего или нижнего рычага подвески. Для этого под каждый болт крепления оси добавляют (или изымают) одинаковое количество регулировочных прокладок (скоб). Изменение продольного наклона шкворня производят незначительным поворотом оси рычага в горизонтальной плоскости. Для этого регулировочные прокладки переставляют от одного болта к другому. Количество заменяемых прокладок зависит от того, насколько надо изменить регулируемые углы.

Регулировки развала и продольного наклона оси поворота предусмотрены как две самостоятельные операции. Но оба рассматриваемых параметра имеют одни и те же точки воздействия. Поэтому регулировку этих углов можно совместить в одну операцию. Для этой цели создана номограмма (рис. 1.2). Первоначально измеряют угол развала а и определяют его отклонение от нормы. Эту величину откладывают на соответствующей оси номограммы. Также поступают с умом продольного наклона оси поворотов . Затем находят точку пересечении а и смещают ее до ближайшего пересечения сетки номограммы (точка б). Координаты этой точки относительно осей “скобы переднего болта” и “скобы заднего болта” позволяют определить количество скоб, которое необходимо добавить (знак +) или изъять (знак --) под соответствующий болт.

Рис. 1.2.1 Номограмма выбора технологических воздействий при совместной регулировке развала и продольного наклона оси поворота

В приведенном на рисунке примере для ГАЗ-24, чтобы изменить у шествующее значение угла рaзвала на +45", а продольного наклона оси поворота на +40", надо од передний болт добавить 5 скоб, а под задний 2 скобы.

Для легковых автомобилей с подвеской типа Макферсон («качающая веча») технология регулировки углов развала и продольного наклона оси поворота зависит от конструктивных особенностей конкретной марки автомобиля. Так для автомобиля АЗЛК-2141 развал изменяют поворотом эксцентрикового регулировочного ползуна 1 (рис. 1.2.2), установленного в бобышке поворотного кулака, а продольный наклон оси поворота изменяют постановкой или изъятием регулировочных шайб 3 между чашкой 4 шарнира стабилизатора и уступом на самом стабилитроне 2. Перед регулировкой необходимо отсоединить стабилизатор от места его крепления к поперечине передней опоры двигателя, отвернуть гайку и извлечь конец стабилизатора из проушины рычага. Регулировочная шайба толщиной 3 мм (конструктивно предусмотрено две шайбы) изменяет угол примерно на 20'. Соотношение углов поворота регулируют обычно взаимным изменением длин боковых тяг - одну укорачивают, другую на такую же величину удлиняют. Несоблюдение этого условия вызовет изменение угла схождения.

Рис.1.2.2 Угол регулировки развала и продольного наклона оси поворота колеса

В отличие от других углов для соотношении углов поворота, так как они конструктивно связаны с углом схождения, обычно нет численного значения норматива. При регулировке надо добиться равенства углов недоворота наружного (от центра поворота) колеса по отношению к внутреннему, повернутому на 20". На новых подвесках, как правило, это достигается при равенстве длин обеих боковых тяг. При остаточных деформациях в подвеске равенство углов недоворота достигают поэтапно подбором, вращением регулировочных муфт каждой тяги по пол-оборота по ходу движения автомобиля или против, каждый раз измеряя при этом значение параметра.

Для некоторых моделей автомобилей разработаны номограммы, но которым в зависимости от фактических значений углов недоворота каждого колеса определяют, в какую сторону и на сколько оборотов следует повернуть регулировочные муфты.

Угол схождения является наиболее важным параметром. Несоответствие его оптимальным значениям вызывает интенсивны неравномерный износ протектора. Регулировка угла схождения грузовых автомобилей производится изменением длины поперечной рулевой тяги, легковых с червячным рулевым механизмом одной из двух боковых тяг, а легковых с реечным рулевым механизмом обязательна регулировка угла схождения каждого колеса в отдельности соответствующей рулевой тягой.

При движении заднеприводного автомобиля под действием сил дорожного сопротивления передние колеса расходятся (у переднеприводных автомобилей в тяговом режиме, как правило, сходятся) на величину существующих зазоров в рулевой трапеции и становятся параллельно друг другу. Нормативное схождение не всегда обеспечивает это условие. Причина -- в индивидуальном техническом состоянии каждого автомобиля, особенно с независимой подвеской передних колес. Этот недостаток устраним применением нового способа регулировки угла схождения легковых автомобилей при нагружении их силами, имитирующими условия движения: вертикальной силон ил передний мост (500--600 Н) и разжимной силой на передние колеса между боковинами передних шин на уровне центров колес. Разжимную силу определим по номограмме (рис. 1.2.3) с учетом фактического развала а, наиболее часто используемой скорости движения автомобиля, степени износа (в %) протектора, модели установленных на автомобиле шин и периодичности регулировок. Угол схождения при регулировке устанавливают в интервале 0±5', что обеспечивает такое же положение колес при движении автомобиля.

Рис. 1.2.2 Номограмма выбора нагрузки, имитирующей воздействие дороги на передние колеса.

КАБИНА, КУЗОВ, ОПЕРЕНИЕ

Основные неисправности кабин и оперения: перекос, вмятины, разрывы, коррозийные разрушения, ослабления заклепочных и болтовых соединения. Приемы ремонта следующие: удаление продуктов коррозии, сварка, правка и выравнивание поверхности, постановка дополнительных деталей, восстановление защитных покрытий.

Продукты коррозии удаляют металлическими щетками, растворителями ржавчины. Сварку применяют главным образом газовую, ручную и полуавтоматическую электродуговую, контактную. Часто используют пайку твердыми припоями.

Трещины заваривают непосредственно, а пробоины и разрывы наложением заплат. Ремонтные детали кабин и заплаты приваривают внахлестку с перекрытием краев на 20--24 мм. Сварные швы проковывают пневматическим или ручным рихтовальным молотком сразу после сварки в горячем состоянии. Длинные трещины и большие заплаты во избежание коробления участка заваривают не сплошными швами, а отдельными участками. Трещины в панелях кабины устраняют лайкой припоем ПМЦ-54, бронзовой или латунной проволокой, используя специальный аппарат НИИАТР Р-477.

Вмятины, разнообразные перекосы устраняют правкой в холодном состоянии или с предварительным подогревом поврежденного места газовой горелкой до 600--650 С.

Подогрев применяют для устранения вмятин с перегибами и складками, когда правка в холодном состоянии не удается.

Выравнивание вмятины в два приема. Сначала делают выколотку, (рис. 1.2.3) ведут на поддержке 1 или на плите ударами специального молотка 2 до выравнивания вмятины, затем оставшиеся бугорки подравнивают деревянной или резиновой киянкой 3.

Выколотку глубоких вмятин без острых краев и загибов начинают с середины и постепенно переносят удары молотка или киянки к краям. Вмятины с острыми углами выбивают, начиная с острого угла или с выправки складки. Пологую вмятину выколачивают, начиная с краев к середине. Одну выпуклость устраняют за счет растяжения металла ударами молотка по концентрическим кругам (рис. 1.2.3 в) по мере уменьшают. Чем больше будет сделано кругов (цепочек), тем успешнее будет сглаживание. При нескольких близкорасположенных выпуклых местах (рис. 1.2.3 г) вначале растягивают участок между ними и сводят их в одну выпуклость, а затем в зависимости от формы получившейся выпуклости определяют место в направлении дальнейшей растяжки.

Рихтовку делают на поддержках (рис. 1.2.3 6), подобранных по профилю восстанавливаемой панели, рихтовальными молотками 3 вручную или при помощи специальных станков и механизированных приспособлений. При рихтовке наносят частые несильные удары один возле другого, постепенно выравнивая бугорки и вогнутости, до полного устранения неровности поверхности. Качество рихтовки проверяют личным напильником, слегка зачищая место рихтовки. Если остаются углубления, рихтовку повторяют.

Рис. 1.2.3 Выколотка и рихтовка вмятин

Сильно растянутые участки, например на крыльях автомобилей. восстановить правкой, как правило, не удается. В этом случае часть растянутого металла вырезают, а кромки выравнивают и сваривают.

Перекосы и прогибы выправляют при помощи специальных приспособлений и струбцин с механическим или гидравлическим приводом.

Небольшие вмятины, дефекты рихтовки, сварочные швы и другие неровности выравнивают заполнителями -- термопластическими массами ИФН-12, ТПФ-37. эпоксидными клеевыми составами и мягкими припоями.

Постановка дополнительной детали применяется в том случае, если поврежденный участок детали (панели) нельзя восстановить сваркой и правкой. Поврежденную часть удаляют ножовкой, ножницами или другим инструментом. Новую часть изготавливают по шаблону и ставят ее на место удаленной, закрепляя заклепками, сваркой, болтами или клеем.

Для кузовов легковых автомобилей наиболее частой неисправностью является коррозионное разрушение. Долговечность деталей кузовов обусловлена двумя взаимосвязанными факторами: наработкой (пробегом) и календарным сроком службы (рис. 1.2.4). По долговечности детали кузова можно разделить на две группы: первая (/) передние и задние крылья, нижние части арок (брызговиков, задних колес, крайние части щита передка; вторая (2) -- передние и задние панели, детали пола багажника и салона. Различие в ресурсах указанных групп составляет около 3 лет и 50 тыс. км пробега.

Рис. 1.2.4 Периоды разрушения кузова автомобилей ВАЗ

Разрушение деталей первой группы ухудшает внешний вид кузова, не вызывая изменения его прочностных характеристик. К моменту коррозионных разрушений деталей второй группы снижается жесткость и накапливаются усталостные разрушения в наиболее нагруженных деталях кузовов, к числу которых, например, относятся стойки боковин кузова, лонжероны.

Практика показывает, что любую деталь первой группы менять полностью (в сборе) нецелесообразно, так как места сварки к моменту разрушения деталей второй группы будут также разрушены. Коррозионное разрушение деталей первой группы, как правило, носит местный характер -- повреждены небольшие зоны. Их ремонт возможен и целесообразен термопластическими массами, эпоксидными составами, мягкими припоями.

Для восстановления больших зон разрушения в настоящее время широкое распространение получает так называемый панельный метод ремонта. Поврежденный коррозией, а иногда и при аварии участок кузова удаляют, а на его место устанавливают аналогичную ремонтную деталь (панель), поставляемую в запасные части или оказавшуюся целой при аварии другого автомобиля.

Ресурс деталей первой группы, восстанавливаемых указанными способами, продлевается до ресурса второй, и при этом становится экономически оправданным обновление всех деталей кузова.

Восстановление кузовов, поврежденных при аварии, состоит в вытяжке правке и ремонте деформированных участков с заключительным контролем правильности геометрических параметров кузова в целом и его подрамника. Для этих целей существует стенд модели Р620, на раму которого крепят автомобиль и специальными приспособлениями для ручной и гидравлической правки выполняют работы по вытяжке и правке кузова.

Приемы ремонта металлических кузовов грузовых автомобилей аналогичны приемам ремонта кабин и оперения. Толщина металла кузова значительно больше толщины металла оперения, поэтому облегчаются сварочные работы, но затрудняется правка.

Сварочные работы обычно выполняют электродуговой сваркой, а правку ведут с предварительным подогревом места правки до 600-650С.

Ремонт кузовов неразрывно связан с окрасочными работами. Грунтовку к эмали в условиях ЛТП наносят краскораспылителями. Наибольшее распространение получило пневматическое распыление под давлением воздуха 0.3--0.7 МПа. Этот традиционный способ не требует специального оборудования, но обладает существенными недостатками. Для качественного распыления краска должна быть малой вязкости, что достигается добавлением значительного объема растворителя. При высыхании краски растворитель улетучивается, образуя между частицами пигмента поры, что снижает декоративные и особенно, защитные свойства покрытия.

Более прогрессивным способом окраски является нанесение эмалей с низким содержанием растворителя, но нагретых до 50--70 °С. При этом давление воздуха можно снизить до 0,15 МПа, на 25% уменьшается расход краски, можно наносить более толстые слои покрытий без потеков покрытия обладают высоким блеском и большей плотностью, так как содержание в них растворителя минимально.

1.3 Неисправности объекта исследования, причины их возникновения, формы проявления и способы их обнаружения с помощью современных средств диагностики

Амортизаторы и подвеска. Стенды для проверки амортизаторов и подвески

Амортизаторы наряду с другими системами и агрегатами оказывают существенное влияние на безопасность движения. Известно, что нарушение требования обеспечения надежного контакта колеса с опорной поверхностью, особенно при высоких скоростях движения автомобиля, приводит к снижению предельно допустимой скорости движения по условиям безопасности при повороте на 10…15 % и увеличению тормозного пути на 5…10 %.

Неисправные амортизаторы приводят к нестабильному и неравномерному освещению дороги, а также ослеплению встречных водителей автомобилей. Переднеприводной автомобиль с амортизаторами, изношенными на 50 % при движении с постоянной скоростью на дороге, покрытой слоем воды в 6 мм, может начать аквапланирование при скорости на 10% ниже, чем скорость такого же автомобиля, но с исправными амортизаторами.

В настоящее время амортизаторы по влиянию на безопасность движения ставят в один ряд с такими элементами и системами активной безопасности автомобиля, как шины, тормозные системы и рулевое управление. Причем при техническом обслуживании автомобиля должного внимания техническому состоянию амортизаторов, как правило, не уделяется.

Износ и старение деталей амортизаторов происходит медленно, вследствие чего постепенно снижается и эффективность. Водитель не чувствует резких изменений в поведении автомобиля, привыкая к постепенному ухудшению его характеристик. В связи с этим в процессе эксплуатации автомобиля весьма актуальным является периодическое диагностирование амортизаторов и оценка эффективности их работы.

Для оценки состояния подвески (в первую очередь, амортизаторов) автомобиля в процессе эксплуатации применяются стенды имитирующие движение автомобиля по неровностям. Их действие основано на моделировании резонанса в подвеске автомобиля, который возникает в результате воздействия внешней силы от неровностей опорной поверхности. При этом частота подвески оказывается близкой к частоте свободных колебаний неподрессоренной массы. При резонансе амплитуды и ускорения вынужденных колебаний масс резко возрастают, их уровень зависит от качества (технического состояния) амортизаторов. Стенд для проверки амортизаторов представляет собой две площадки, на которых устанавливается автомобиль последовательно передними и задними колесами. Каждая из площадок 2 (рис.1.3.1) снабжена встроенными датчиками для измерения как статической, так и динамической нагрузки на колеса автомобиля. Колебания площадок производятся с помощью эксцентрика 6 электродвигателя 3 и рычага 5.

Рис.1.3.1 Схема стенда для проверки амортизаторов:

1 - колесо автомобиля; 2 - площадка; 3 - электродвигатель; 4 - маховик; 5 - рычаг; 6 - эксцентрик

При подключении стенда платформы начинают совершать вертикальные колебания с различными для выпускаемых стендов амплитудой (6, 7,5 или 9 мм) и частотой возбуждения, изменяющейся от максимальной (16 или 23 Гц), которая выше, чем резонансная частота колебаний неподрессоренной массы, до нулевой (при отключении стенда). За счет пружин малой жесткости в приводе стенда обеспечивается постоянный контакт колес автомобиля с платформами.

При достижении максимальной частоты источник питания электродвигателей отключается, и система начинает совершать свободные затухающие колебания. При приближении частоты собственных колебаний неподрессоренной массы к области высокочастотного резонанса происходит увеличение амплитуды колебаний, чем оно значительнее, тем хуже работает амортизатор.

Колебательный процесс при работе стенда автоматически обрабатывается и заносится в память компьютера, а по окончании измерений отдельно для подвески каждого колеса автомобиля распечатываются результаты проверки.

Оценка состояния подвески автомобиля производится по методу EUSAMA (Европейская комиссия по стандартизации вибрационных методов испытаний в машиностроении) в зоне высокочастотного резонанса посредством измерения изменяющейся при колебаниях платформы силы воздействия колеса на измерительную площадку.

Стенды для проверки амортизаторов, например фирмы Маха (серии FVT) могут быть предназначены для линейного поста, при этом заезжать на площадку нужно строго по продольной оси (рис.). Рычаги привода таких стендов качаются вокруг оси. Другая серия - SA, этой же фирмы благодаря параллелограммному рычагу под площадкой, позволяет площадке перемещать вверх и вниз в горизонтальной плоскости. Благодаря этому автомобиль может заезжать на площадку под любым углом, что позволяет более оптимально использовать площади, где производится проверка подвесок.

Методы диагностики амортизаторов и подвески

В практике диагностирования амортизаторов и подвески применяются метод измерения сцепления колес с дорогой и метод измерения амплитуды.

Метод диагностирования по сцеплению колес с дорогой представлен на рис. 1.3.2

Рис. 1.3.2 Метод диагностирования амортизаторов по сцеплению колес с дорогой

База колебаний при этом методе в нижней части жесткая и подпружинена только в верхней части. Технология проверки амортизаторов и подвески при методе сцепления колес с дорогой заключается в следующем. Сначала проверяемое колесо автомобиля устанавливается точно по середине площадки амортизаторного стенда. В состоянии покоя измеряется статический вес колеса. С помощью электродвигателя осуществляется периодическое возбуждение колебаний с частотой 25 Гц, при этом измерительная плата перемещается как жесткое звено. Получившийся в результате динамический вес колеса (вес на плате при частоте колебаний 25 Гц) сравнивается со статическим весом, путем деления первого на второе.

Пример расчета: пусть статический вес колеса при 0 Гц = 500 кг, динамический вес при 25 Гц =250 кг.

Тогда значение добротности амортизатора и подвески (в процентах) по методу сцепления колес с дорогой составит:

(250/500)*100=50%

Состояние амортизаторов характеризуется следующими соотношениями:

хорошее -- не менее 70% (для спортивной подвески не менее 90%);

слабое -- от 40% до 70% (от 70% до 90%);

дефектное -- менее 40% (от 40% до 70%).

Результаты оценки состояния амортизаторов в процентах не должны отличаться более чем на 25% друг от друга.

Обработка результатов в процентах базируется на эмпирических значениях, которые были получены при помощи серийных исследований автомобилей различных производителей. При этом предполагается, что у среднего автомобиля жесткость амортизаторов, как правило, увеличивается с увеличением нагрузки на ось.

Недостатком метода является то, что данные измерений зависят от давления воздуха в шине диагностируемого автомобиля, при диагностировании обязательно расположение колеса точно посредине площадки амортизаторного стенда. Кроме этого приложение постоянных внешних сил, боковых сил (напряжение) оказывает влияние на боковое перемещение автомобиля, что сказывается на результатах тестирования.

Принцип диагностирования по методу измерения амплитуды применяемый на оборудовании фирм «Боге» и «Маха» - более прогрессивный и представлен на рис. Площадка стенда, подвешенная на гибком торсионе, база колебаний при этом методе подпружинена как в верхней, так и нижней части, что позволяет измерять не только вес, но и амплитуду колебаний на рабочих частотах.

Рис.1.3.3 Метод диагностирования амортизаторов по амплитудным колебаниям

Технология проверки амортизаторов и подвески при методе измерения амплитуды заключается в следующем. На колесо автомобиля, установленное на площадку стенда, производится возбуждение колебаний измерительной платы с частотой 16 Гц и амплитудой 7,5..9 мм. После включения электродвигателя стенда колесо автомобиля колеблется относительно покоящихся масс автомобиля, частота колебаний увеличивается до достижения резонансной частоты (обычно 6 …8 Гц).

После прохождения точки резонанса принудительное возбуждение колебаний прекращается, выключением электродвигателей стенда. При этом частота колебаний увеличивается и пересечет точку резонанса. В этой точке достигается максимальный ход подвески. С увеличением частоты амплитуда также увеличивается и при этом осуществляется измерение частотной амплитуды амортизатора.

Амплитуда колебаний (рис.1.3.4) определяется по движению следующей за колесом проверочной плиты и регистрируется при помощи электроники.

Рис.1.3.4 Амплитуда колебаний амортизатора

При этом измеряется максимальное отклонение (максимальная амплитуда колебаний), оно пересчитывается и показывается на экране монитора раздельно для левого и правого амортизатора. По графику колебаний на экране монитора можно оценить эффективность амортизаторов, даже не зная параметров, заложенных изготовителем: чем меньше амплитуда резонанса на графике, тем лучше работает амортизатор.

Измеренные для каждого колеса на резонансной частоте значения амплитуды колебаний выводятся в мм. Кроме этого для обоих амортизаторов одной оси выводятся разности длин в процентах. Благодаря этому возможно судить о взаимном влиянии обоих амортизаторов одной оси.

Состояние амортизаторов по амплитудному показателю определяется следующим образом:

хорошее - 11…85 мм (для веса задней оси до 400 кг - 11…75мм);

плохое - менее 11 мм;

изношенное - более 85 мм (для веса задней оси до 400 кг - более 75 мм). Разница хода колес не должна превышать 15 мм.

Стенды для проверки амортизаторов, например фирмы «Маха», могут производить поиск шумов подвески. В этом режиме оператор может сам задавать частоту вращения ротора (от 0 до 50 Гц). Без режима поиска шумов источник шума необходимо искать за доли секунды, пока затухают колебания подвески.

Электрогидравлический детектор зазоров ходовой части

Стенд (детектор) предназначен для обнаружения дефектов и зазоров в шарнирных соединениях, сайлент-блоках, креплении амортизаторов ходовой части легковых и грузовых автомобилей, а также выявить места возникновения разных посторонних стуков и скрипов.

Стенд представляет собой одну или две стационарно установленных платформы состоящих из неподвижных плит с антифрикционными наладками и подвижных площадок, перемещаемых вокруг угловой оси штоков цилиндра (рис. 1.3.5).

Рис. 1.3.5 Детектор люфтов

Площадки, на которых устанавливаются колеса автомобиля, передают в зависимости от модели стенда поперечные, поперечно-продольные или поперечно-продольные и диагональные (по диагонали 45°) колебания, с частотой примерно одно движение в секунду, создавая на колесах имитацию движения по неровностям дороги. Ход площадок в одном направлении, в зависимости от модели стенда составляет 40…150мм.

Контроль соединений осуществляется визуально с помощью подсветки, вмонтированной в переносной пульт управления (рис.1.3.6). Управление площадками производится кнопкой, размещенной на переносном пульте управления.

Рис.1.3.6 Пульт управления подвижными площадками 1- встроенный фонарь; 2 - выключатель фонаря; 3 - выключатель подвижных площадок.

Стенд может быть монтироваться на смотровой яме, эстакаде, подъемнике (в двух исполнениях--с заглублением либо установкой на поверхности).

Стенд для диагностики ходовой части автомобиля.

0 685 000 270

Шкаф управления, оснащенный IBM совместимым компьютером, 17" монитором и цветным принтером управляет несколькими приборами, например, газоанализатором, прибором диагностики блоков управления, дымомером, модулем измерения характеристик двигателя.Линия проверки технического состояния автомобиля может быть по выбору разукомплектована на отдельные комплектные и диагностические стенды, как например, тестер увода, тестер подвески, тормозной стенд, газоанализатор (бензин/дизель), сканер для диагностики блоков управления.

Объем поставки (комплектуется индивидуально):Блок управления и индикации О 685 000 270IBM-совместимый ПК Операционное программное обеспечение Дистанционное управление) Тестер увода колес 0 986 400 P50Тестер подвески колес с устройством взвешивания 0 986 400 P40Комплект тормозных барабанов для нешипованной резины 1 687034595или в качестве альтернативы Комплект тормозных барабанов для шипованной резины 1 687 034 599Комплект панелей перекрытия для тормозных барабанов 1 685519861Струйный принтер, PDR217 0 684 412 218Клавиатура (русская) 168702239517" монитор (по желанию) 1 687023288ПО русифицированоПри отсутствии в комплекте тестера подвески рекомендуется использовать тормозные барабаны с весами 1 687 034 604.

Технические характеристики:

Допустимая нагрузка на ось, т 2,0

Допустимая нагрузка на колесо, т 1,0

Мощность подключения, кВт 5,5Подключение к сети 3-х фазный ток

Напряжение, В 400Частота, Гц 50

Предохранитель на входе, АТ 20(25)

Операционная температура, 'С 5-40

Напольные конструкции оцинкованы

Установка только в закрытом помещении!

Тестер подвески:

Макс, нагрузка на ось, т 2,0

Макс, нагрузка на колесо, т 1,0

Значение измерения, %, вид 0-100,

Амплитуда колебаний, мм 6 (2 амплитуды)

Частота колебания,Гц 25

Мощность электродвигателя, кВт 2,5

Длительность цикла измерения, с -30Масса, кг 330

Тормозной стенд:

Тормозные барабаны BSA 250Макс, нагрузка на ось, т - 3Макс, сила торможения, кН - 5 Рабочая скорость, км/ч - 3.3

Коэфф.-т сцепления влаж/сух - >0,5/>0.7

Диаметр роликов, мм - 200Масса, кг - 370

Устройство управления и индикации:

Габариты (В х Ш х Г), мм 1340x565x535

Монитор 17", разворот на 30"Масса, кг <100

Тестер увода:Макс, нагрузка на ось, т - 2.5

Макс, нагрузка на колесо, т - 1.25

Значение измерения, м/км, вид - -15 до +15,

Разрешение, м/км - 0.1Масса, кг - <75

Прибор для анализа геометрии ходовой части автомобиля.

0 986 400 A07

Новое изделие от фирмы Бош - магнитные держатели FWA 007 - предназначены для монтажа измерительных датчиков при анализе геометрии ходовой части автомобиля на стенде FWA. Устанавливаются бесступенчато и размеры обода не имеют значения.

Объем поставки:

Магнитные держатели со встроенными спойлер-адаптерами - 4 шт.

Каждый держатель имеет 2 уровня, 4 магнита и 4 распорки для колес с углубленными гайками крепления колеса.

Стенд для определения коэффициента сцепления колеса с дорогой.

1 689 979 901

Общие сведения:

· Стенд SDL 210 является самостоятельным тестером подвески легковых автомобилей, работающим по методу EUSAMA (определение коэффициента сцепления колеса с дорогой по соотношению сил давления колеса на опору в состоянии покоя и при колебаниях с частотой 25 Гц).

· Максимальная нагрузка на ось тестируемого автомобиля - 2 т.

· Максимальная статическая нагрузка (при проезде через стенд) - 4 т.

· Результаты измерений выводятся на цифровой индикатор.

· Коммутация с персональным компьютером через стандартный интерфейс (RS-232).

· Возможность дооснащения тормозными роликами и тестером увода до SDL 260.

Дополнительное оборудование:

· дистанционное управление;

· принтер

Стенды анализа геометрии ходовой части - FWA 510/515

0 986 400 АОО/А01

Укомплектован 8-ми сенсорными измерительными датчиками с собственным индикатором и электронным ватерпасом, шкафом, фиксатором рулевого колеса и тормозов, PC, включая клавиатуру, стандартное программное обеспечение

Функциональные особенности:

· Диапозон измерений измерительных датчиков +24°

· Для стандартной измерительной программы не требуются поворотные платы

· Регулировка возможна при помощи анимационных графиков (опция)

· Версия FWA 510 - кабельное соединение

· Версия FWA 515 - с радиоуправлением

Технические данные:Компьютер Celeron 1 ГГцЖесткий диск 20 ГБ, 64 МБ48xCD, Интерфейс RS 232USB интерфейсПО - WindowsЗажимное устройство для колес 10-21"Габариты, вкл. монитор (В х Ш х Г): 1600x900x600 мм

Проверка колес и шин.

Проверить маркировку шин и соответствие их установки конструкции, размеру и допустимой нагрузке.

Шины, установленные на автомобиле должны соответствовать «Правилам эксплуатации автомобильных шин» или рекомендации завода-изготовителя. Комплектование автомобилей шинами производится по размеру, модели, норме слойности (индексу грузоподъемности), типу рисунка протектора. На транспортное средство рекомендуется устанавливать шины (в том числе запасную) одного размера, одной модели и конструкции (диагональной, радиальной, камерной, бескамерной и других), с одинаковым рисунком протектора. На каждую шину при изготовлении наносится следующая маркировка, например, 165/80R13 МИ-16-1 Steel Radial S 82 Tubeless ГОСТ 4754 106 051072 Made in Belarus):

- 165/80R13 условное обозначение основных размеров и конструкции каркаса шины. Для шин радиальной конструкции ставится буквенный индекс R, для шин диагональной конструкции буквенный индекс не ставится. 165 - обозначение номинальной ширины профиля шины в миллиметрах, 80 - серия (номинальное отношение высоты профиля к его ширине в процентах), R - буквенный индекс радиальной шины, 13 - обозначение посадочного диаметра шины, соответствующее номинальному диаметру обода в дюймах;

- МИ-16-1 - торговая марка (модель шины), где МИ - условное обозначение разработчика шины, 16-1 - порядковый номер разработки;

- Steel - металлокорд в брекере;

- Radial - радиальная шина;

- S - индекс категории скорости;

- 82 - индекс несущей способности нагрузки;

- Tubeless - бескамерная шина;

- ГОСТ 4754 - обозначение стандарта по которому производится шина;

- 106 - дата изготовления (10 -порядковый номер недели с начала года, 6 - последняя цифра года изготовления 1996 г.);

- 051072 - порядковый номер шины;

- страна-изготовитель на английском языке (Made in Belarus - страна-изготовитель).

Проверить состояние шин.

Визуально осмотреть колеса и шины.

Шины не должны иметь:

- местных повреждений (пробоев, порезов, разрывов), обнажающих корд;

- расслоений каркаса;

- отслоения протектора и боковины;

- инородных предметов между сдвоенными колесами.

Транспортное средство должно быть укомплектовано шинами в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации или «Правилами эксплуатации автомобильных шин».

Транспортное средство не соответствует техническим требованиям, если обнаружены:

- установка шин не рекомендованных размеров и конструкций;

- установка на одну ось автобусов, легковых автомобилей, прицепов и полуприцепов к ним шин различных размеров, конструкций (радиальной, диагональной, камерной, бескамерной), моделей с различными рисунками протектора, ошипованных и неошипованных, морозостойких и неморозостойких;

- установка на одну ось грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов к ним шин различных размеров, конструкций (радиальной, диагональной, камерной, бескамерной), с различными типами рисунков протектора, ошипованных и неошипованных, морозостойких и неморозостойких;

- несоответствие давления воздуха установленным нормам или невозможность замера давления из-за наличия заглушек или неисправности вентиля;

- замена золотников заглушками, пробками и другими приспособлениями;

отсутствие колпачков на вентилях шин.

Проверить состояние дисков и ободьев колес и наличие элементов их крепления.

Транспортное средство не соответствует техническим требованиям, если обнаружены:

- отсутствие хотя бы одного болта или гайки крепления дисков и ободьев колес, а также ослабления их затяжки;

- видимые нарушения формы и размеров отверстий в дисках колес под детали крепления;

- деформированные ободья;

- наличие трещин на дисках и ободьях

Измерить высоту рисунка протектора.

Высота рисунка протектора шин определяется на участке беговой дорожки, ограниченной прямоугольником со сторонами, размеры которых должны быть не менее половины ширины беговой дорожки и 1/6 длины ее окружности (1/6 длины окружности равна длине дуги, хорда которой равна радиусу). Измерение высоты рисунка протектора не должно производиться в местах расположения уступов у основания элементов рисунка протектора и полумостиков в зоне пересечения канавок.

Для шин имеющих сплошное ребро по центру беговой дорожки, измерение высоты рисунка производится по краям этого ребра.

Для шин повышенной проходимости измерение высоты рисунка производится между грунтозацепами по центру или в местах наименее удаленных от центра беговой дорожки.

Высота рисунка протектора должна быть не менее:

- для шин легковых автомобилей 1,6 мм;

- для шин грузовых автомобилей 1,0 мм;

- для шин автобусов 2,0 мм;

- для шин на прицепах и полуприцепах такая же, как и для шин автомобилей, с которыми они работают. На шинах с индикаторами износа предельно допустимая высота рисунка определяется по состоянию индикаторов. Шина считается непригодной к эксплуатации, если появился индикатор износа, расположенный по дну канавки протектора при равномерном износе или два индикатора в каждом из двух сечений - при неравномерном износе беговой дорожки.

Проверить наличие и крепление запасного колеса.

Кронштейны и детали запасного колес не должны иметь видимых механических повреждений. Запасное колесо должно крепиться надежно, крепление не должно быть ослаблено. Размер, модель, конструкция и рисунок протектора запасного колеса должны соответствовать шинам, установленным на транспортном средстве.

На шине запасного колеса не должно быть не отремонтированных местных повреждений (пробоин, порезов, сквозных и несквозных, местных расслоений протектора). На вентили должны быть установлены колпачки. Высота рисунка протектора шины запасного колеса должна соответствовать техническим требованиям.

Маркировка шин.

Новые шины должны не только нравиться, но и подходить автомобилю по своим характеристикам и особенностям эксплуатации. Поэтому на шине присутствует маркировка, дающая представление о размере шины, грузоподъемности, максимальной скорости и др.

Прежде всего, давайте разберемся с размерами шин. Если шине стоит маркировка: 195/70 R 14, то:

195 - ширина профиля баллона,

70 - отношение высоты профиля к его ширине с %. Здесь оно равно 70 %. Если это соотношение не указано, значит оно равно 80-82%. Начиная с 80% и ниже этот показатель обязательно входит в обозначение шины. Чем меньше это соотношение, тем шире шина и тем «приземистее» и динамичнее автомобиль, но все это хорошо только на сухих дорогах с идеальным покрытием. На российских дорогах рекомендуется использовать шины с соотношением 70-80%, и даже ценители не рискуют использовать шины с показателем меньше 65.

R - обозначение радиальной шины. Существую также диагональные шины, но радиальная резина более популярна.

14 - монтажный размер обода (посадочный диаметр) в дюймах.

После размеров на шине указывают индексы грузоподъемности и скорости. Выглядеть это может, к примеру, как 78 Р, где 78 - индекс грузоподъемности, а P - индекс скорости. Ниже приведены таблицы, в которых указывается максимально допустимая грузоподъемность и скорость для каждого значения индексов.

Значения индекса грузоподъемности (для нечетных индексов используйте среднее арифметическое двух соседних):

Индекс скорости шин:

Далее указываются прочие характеристики шины. Так, если после размеров и индексов стоит надпись: «Steel Radial Tubeless», то Steel Radial означает, что это радиальная шина с металлическим кордом, а слово Tubeless укажет на бескамерную резину.

Если Вы покупаете шины с направленным рисунком протектора, то направление вращения будет указано стрелкой. Словом OUTSIDE на направленной резине обозначается наружная сторона - для правильной установки.

Кроме того, на шинах указываются стандарты качества (буква «Е» в кружочке - европейский стандарт, «DOT» - американский), назначение шин (M+S, M&S - «грязь + снег» - зимние и универсальные шины, AW, AS - «любая погода», «любой сезон» - всесезонная резина).

Некоторые производители вместо букв используют символы-рисунки: солнце, дождь, снежинка.

В Руководстве по эксплуатации каждой модели автомобиля обязательно указаны допустимые к применению размеры шин и колес, поэтому лучше всего при выборе шин руководствоваться рекомендованными производителем параметрами.

1. национальный знак соответствия шины, сертифицированной на соответствие требованиям государственного стандарта;

2. обозначение, указывающее, что шина соответствует Правилам ЕЭК ООН. Число - номер страны, выдавшей сертификат соответствия;

3. обозначение ALL SEASON для шине всесе-зонным рисунком протектора;

4. название страны-изготовителя на английском языке;

5. символ, обозначающий место расположения индикаторов износа (выступов на дне канавок протектора). При износе протектора до глубины расположения указателей эксплуатацию шины необходимо прекратить;

6. обозначение номера технических условий для шин, выпускаемых по ГОСТ;

7. обозначение RADIAL для шин радиальной конструкции. Может не указываться;

8. торговая марка;

9. обозначение шины;

10. дата изготовления (две последние цифры - год изготовления);

11. индекс «С», указывающий, что шина предназначена для легких грузовиков и автобусов особо малой вместимости и подлежит сертификации в соответствии с Правилом № 54 ЕЭК ООН;

12. индекс грузоподъемности;

13. индекс скорости;

14. обозначение STEEL для шин с металлокордным брекером. Обозначение ALL STEEL имеют шины с металлокордным бреке-ром и каркасом.

15. направление вращения шины (для шин с направленным рисунком протектора);

16. обозначение OUTSIDE (наружная сторона) для шин с направленным рисунком протектора;

17. обозначение M+S или M&S (грязь + снег) для шин с зимним рисунком протектора;

18. обозначение REINFORCED для усиленных шин. Может также встречаться обозначение REGROOVABLE - на шинах, имеющих возможность углубления рисунка протектора нарезкой;

19. обозначение TUBELESS для бескамерных шин. Камерные шины обозначаются TUBE TYRE. При отсутствии обозначения шину следует считать камерной;

20. обозначение номера технических условий для шин, выпускаемых по ТУ (без года утверждения);

21. товарный знак предприятия-изготовителя;

22. модель шины (условное обозначение шины, присваиваемое разработчиком).

1.4 Режимы и технология технического обслуживания объекта исследования

Примечание:

Передняя подвеска: измерьте расстояние от земли до центра переднего болта крепления нижнего рычага подвески. Задняя подвеска: измерьте расстояние от земли до центра болта крепления продольного рычага. Перед проведением проверки регулировки углов установки колес, необходимо отрегулировать установочную высоту в соответствии с установленными нормами. Если величина установочной высоты не соответствует нормам, то следует попытаться скорректировать ее, нажимая на кузов вниз или приподнимая кузов вверх.

Установочная высота моделей до 95 г.

Размер шин

Передняя подвеска

Задняя подвеска

175/70R13 82S175/70R13 82H175/65R14 82H

185 мм

245 mm

185/65R14 85H

190 мм

250 mm

175/70R13 82S, 82Н (Усиленная подвеска)

206 mm