Оборудование для измерения и регулирования углов установки колес

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ»

 

 

Кафедра «Технологии  обслуживания транспортных средств»

 

Специальность 190603.65 "Сервис транспортных и технологических машин и оборудования" (Автомобильный транспорт)

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«Типаж и эксплуатация гаражного  оборудования»

Тема:

«Оборудование для измерения и регулирования  углов установки колес»

 

 

 

 

Выполнил: студент V курса з/о

Лоскутов А.С.

Принял: к.т.н. Д.И. Жирнов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Сосновый Бор

2013г.

 

Содержание 

 

 

Введение	3
Основные понятия	3
Измерение углов  установки колес	4
Оптические  стенды	5
Компьютерные  стенды	6
Регулировка углов установки колес	7
Пост регулировки  углов установки колес	11
Список источников	13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

Регулировка углов установки колес (в обиходе сход-развал) операция, которой 
рано или поздно подвергается любой автомобиль. От нее во многом зависит 
безопасность и экономичность в эксплуатации.

Отклонение углов установки колес от нормативных значений может стать причиной 
неустойчивого движения автомобиля (самопроизвольный увод от прямолинейного  
направления, ("рыскание"), неравномерного и преждевременного износа шин  
и деталей подвески, а также повышенного расхода топлива.

 

Основные понятия

 

Углы установки колес - конструктивные параметры, определяющие их положение  
в режиме прямолинейного движения и в поворотах. Каждая модель автомобиля  
предусматривает индивидуальные значения углов, которые определяются устройством 
автомобильной подвески. В зависимости от ее конструкции одни углы могут быть 
регулируемыми, а другие - жестко фиксированными. Это относится как к передней,  
так и к задней осям автомобиля. Одним из важнейших свойств подвески является 
стабилизация управляемых колес, т.е. их способность устойчиво сохранять прямолинейное движение автомобиля и возвращаться к нему после поворота. Для улучшения стабилизации управляемых колес оси их поворота наклоняют в продольной и поперечной плоскостях.

Ось поворота колеса - ось, вокруг которой осуществляется поворот управляемого 
колеса при вращении руля. Как правило, она проходит через центры опор поворотной  
стойки подвески или центры шаровых опор. 
К углам установки колес относятся: углы продольного и поперечного наклона оси  
поворота колеса, углы развала и схождения. 
Угол продольного наклона (кастер) образуется вертикалью и осью поворота колеса  
на виде сбоку (рис. 1). Является одним из основных параметров, обеспечивающих  
стабилизацию управляемых колес в движении. Считается положительным, если ось  
наклонена назад относительно автомобиля. Чрезмерный угол делает рулевое управление  
"тяжелым" в движении.

Угол поперечного наклона образуется вертикалью и осью поворота колеса на виде спереди (рис. 2). Наряду с другими факторами поперечный наклон обеспечивает стабилизацию управляемых колес не только в движении, но и в статическом состоянии. Считается положительным, если ось поворота колеса наклонена к продольной плоскости симметрии (середине) автомобиля. Развал - положение колеса, при котором образуется угол между плоскостью его вращения и вертикалью (рис. 2). Оптимизирует распределение сил в пятне контакта шины с дорогой в различных режимах движения. Имеет положительное значение (+), если верхняя часть колеса отклонена от продольной плоскости симметрии автомобиля (рис.2,а); нулевое (0) - при совпадении плоскости вращения с вертикальной плоскостью (рис. 2,6); отрицательное (-) - при наклоне верхней части колеса в сторону продольной плоскости симметрии автомобиля (рис. 2,в). 
Как правило, угол развала конструктивно связан с углом поперечного наклона и  
изменяется вместе с ним (рис.2). Исключение составляют некоторые подвески типа  
Мак-Ферсон, у которых поперечный наклон жестко фиксирован. 
Для компенсации упругих деформаций подвески и бокового увода, вызываемого развалом, колеса должны устанавливаться со схождением. 
Схождение - разность расстояний между бортовыми закраинами ободьев, замеренных  
сзади и спереди колес на уровне их центров (рис. 3). Схождение также можно  
определить, как угол между линиями пересечения плоскостей вращения колес с  
опорной плоскостью. Угол схождения имеет положительное значение (+), если вершина  
его лежит спереди автомобиля, (рис. 3,а); нулевое (0) - если эти линии не пересекаются  
(рис. 3,6); отрицательное (-) - если вершина угла лежит сзади автомобиля (расхождение)  
(рис. 3,в).

Измерение углов установки колес 

Существует несколько способов измерения углов установки колес. Простейший из  
них не требует сложного измерительного оборудования и по силам многим автомобилистам,  
но тем не менее весьма трудоемок. Простейший способ с использованием отвесов и линеек. 
Автомобиль устанавливается на ровную горизонтальную площадку. 
Угол продольного наклона каждого колеса определяется путем двукратного измерения  
развала (описанным ниже способом) в положениях колеса А и Б (рис. 4) и вычисляется по формуле

 
у=-^-(град.), 
2smo

 
где у - угол продольного наклона; Да - разность углов развала в положениях колеса А и Б, 
6 - угол поворота колеса. Для определения развала к колесу прикладывается отвес (рис. 2, а) 
и линейкой измеряется расстояние х. Угол развала рассчитывают по формуле

 

где d - диаметр колеса в мм, х - расстояние от нижней кромки колеса до отвеса. Разность 
расстояний а и b (рис 3,а), измеряемая специальной (раздвижной) линейкой или ниткой  
есть схождение (мм). Следует иметь в виду, что нарушение горизонтальности площадки, 
на которой установлен автомобиль, а также биение (кривизна) колес оказывают существенное влияние на точность измерений.Применение специального оборудования значительно уменьшает погрешность измерений и экономит время. Измерительные стенды, предназначенные для определения углов установки колес, условно делятся на оптические и компьютерные.

Оптические стенды 

Принцип работы этих стендов основан  на проецировании на измерительные  экраны  
оптических лучей, направление которых строго определяется положением колеса  
в пространстве. Оптический (зайчиковый) стенд (рис. 5) имеет оптические излучатели  
с вращающимися корпусами 1, крепящиеся к колесам так, чтобы их лучи были параллельны  
плоскостям вращения колес; вертикальные экраны со шкалами для определения развала 2  
и продольного наклона 3 и линейки 4 для измерения схождения.

Оптический (ортогональный) стенд (рис. 6) включает в себя два закрепленных на полу  
или подъемнике вертикальных экрана 3 с разметкой и отверстиями в центрах, через  
которые точно навстречу друг другу направлены два горизонтальных, жестко закрепленных 
излучателя 1. Автомобиль помещается между экранами. На оба колеса параллельно 
плоскостям их вращения крепятся зеркала 2. Лучи света, отражаясь от них, попадают на экраны 
3. Углы установки колес определяются по отклонению отраженных лучей от центральных 
отверстий экранов. При достаточной квалификации мастера оптические стенды позволяют 
добиться приемлемой точности измерений.

Компьютерные стенды

 
Предназначены для наиболее точных (до 0,03 град.) измерений. Принцип их работы основан на цифровой обработке электрических сигналов, характеризующих положение колес. В процессе регулировки значения углов могут постоянно отображаться на мониторе компьютера (рис. 5А).

Рис. 5А

 

Компьютерный (датчиковый) стенд (рис.7). На каждом колесе закрепляются измерительные блоки 1, содержащие угломеры и электронные датчики наклона. Электрические сигналы, поступающие с блоков, обрабатываются компьютером 2. Взаимодействие между блоками осуществляется посредством эластичных тросиков или инфракрасных излучателей и приемников 3. В результате определяется взаимное расположение колес, в том числе параллельность осей, схождение, углы поворота. 

Датчики наклона определяют величины углов развала и наклона поворотной оси колеса. 
Продольный наклон вычисляется компьютером по изменению показаний этих датчиков при повороте колеса вправо и влево на угол, составляющий 10 либо 20 градусов (в зависимости от требований управляющей программы). Компьютерный (3D) стенд (рис. 8) обеспечивает наиболее быстрый и удобный способ измерения углов установки колес благодаря применению трехмерной обработки изображения (ЗD-технологии). На колеса автомобиля закрепляются свето-отражающие 
мишени. Специальные видеокамеры 2, установленные перед автомобилем, отслеживают положение этих мишеней в пространстве. Для измерения значений углов установки колес достаточно прокатить автомобиль на 20 см назад и вперед, а затем повернуть руль вправо и влево. Все компьютерные стенды позволяют сделать распечатку протокола основных данных подвески до и после регулировки. 
Сравнить правильность основных установленных углов с рекомендуемыми можно по следующим пунктам:

продольный наклон, развал и схождение соответственно для  передней и задней осей (мостов). 
Протокол может также содержать информацию о таких параметрах подвески, как поперечный наклон, расхождение в поворотах, максимальные углы поворота колес, перекос осей (мостов) и т.д. 
В нерусифицированных протоколах могут использоваться следующие термины: 

Camber- развал 
Caster - продольный наклон 
Toe - схождение 
Front axle - передний мост 
Rear axle - задний мост

Регулировка углов установки  колес 

Процесс регулировки углов предусматривает  определенную последовательность выполнения операций. Последовательность регулировок: продольный наклон - развал - схождение. При несоблюдении этого порядка каждая последующая регулировка будет нарушать предыдущую.

Регулировка углов продольного  наклона и развала. Для двухрычажных  
подвесок заключается в изменении толщины пакета регулировочных шайб между поперечиной подвески и нижним (ВАЗ 2101-07) или верхним (ГАЗ 24-3110, "Москвич"  
412-2140, ВАЗ 2121 -213) рычагом. В подвесках типа Мак-Ферсон развал, как правило,  
регулируется "изломом" стойки подвески путем вращения эксцентрикового  
болта (ВАЗ 2108-12,1111) или ползунковым механизмом (АЗЛК 2141), а продольный  
наклон - толщиной шайб на растяжке или стабилизаторе подвески. Иногда угол развала  
изменяется путем перемещения шаровой опоры вдоль рычага ("Ауди") или  
вращения эксцентрика в основании рычага ("Мицубиси").

Некоторые автомобили, имеющие  независимую подвеску, конструктивно не предусматривают регулировку развала и продольного наклона (БМВ, некоторые модели "Дэу", "Мерседесов" и др.). На автомобилях с зависимой подвеской на продольных рессорах с поперечной балкой развал и продолд ный наклон не изменяются ("Газель", УАЗ-469). Д 
Схождение регулируется изменением длины рулевых тяг. Иногда регулируемой является только одна тяга ("Фольксваген-Гольф"). Необходимо обратить внимание на следующее. 
- Если завод-изготовитель предписывает нормативные значения углов установки колес для автомобиля полной массы (загруженного), то регулировка автомобиля снаряженной массы (без загрузки и пассажиров)по этим значениям окажется неверной. Значения углов установки колес российских автомобилей с полной и снаряженной массой приведены в таблице. 
-Для некоторых автомобилей ("Мерседес", большинство французских марок  
и др.) существуют таблицы значений углов установки колес для различной просаженности (нагруженное™) подвески. Эта информация содержится в специализированных справочниках и базах данных некоторых компьютерна стендов. Если по каким-либо причинам не удается установить заданные значения углов развала или продольного наклона, то их разность для 
правого и левого колес не должна превышать максимально допустимую величину, иначе автомобиль будет "вести" в сторону колеса с большим углом развала или с меньшим углом продольного наклона. Для большинства отечественных автомобилей предельная разность составляет 0,5 град. 
- На автомобиле, имеющем независимую заднюю подвеску, развал и схождение задних 
колес в общем случае тоже подлежат регулировке.

Общие рекомендации 

Принимая решение о необходимости  регулировки углов установки колес, следует иметь в виду, что неустойчивое движение автомобиля и его увод от прямолинейного движения, вибрации и неравномерный износ шин могут являться следствием: 
-неисправности тормозных механизмов (подтормаживание колес); 
-разбалансированности колес (характерный "пятнистый" износ шин); 
-неправильной регулировки или разрушения подшипников ступиц (повышенное сопротивление вращению колес); 
-неисправности амортизаторов (автомобиль "не держит дорогу"); 
- неравномерного давления в шинах или установки шин разной размерности и рисунка протектора (различные силы сопротивления качению); 
- неисправности гидроусилителя руля (нарушена регулировка центрального положения  
управляющего механизма усилителя); 
- кривизны шин вследствие их износа, дефектов каркаса и т.д. (провоцирует дополнительный  
боковой увод при вращении колеса); 
- ненадежной затяжки крепежа колес.