Autor: Sławomir Żuchowski
Miejsce publikacji: "autoEXPERT" - wrzesień 1997 r. nr 9 (22)

Badania kontrolne pojazdów muszą być przeprowadzane podczas każdego przeglądu rejestracyjnego w odstępach czasu określonych przez odpowiednie przepisy. Zaniedbanie takich badań jest niedopuszczalne. Mimo to można spotkać poruszające się po naszych drogach niesprawne pojazdy. Skalę tego zjawiska ujawniają najczęściej akcje przeprowadzane przez policję, podczas których zatrzymywane są nawet niesprawne autobusy przewożące dzieci.

Bardzo duże zagrożenie dla kierowcy, przewożonego ładunku, a przede wszystkim dla innych uczestników ruchu drogowego, stanowią ciężkie i stosunkowo szybkie samochody ciężarowe i zestawy z przyczepami lub naczepami, odznaczające się odchyleniami od prawidłowej geometrii ustawienia kół. Prócz tych zagrożeń odchylenia od prawidłowej geometrii kół powodują również bezpośrednie straty ekonomiczne, związane z szybszym niż normalnie zużywaniem się opon, łożysk oraz większym zużyciem paliwa.

Komputerowy system badania geometrii
zawieszenia samochodów ciężarowych firmy Hunter

Kontrolę takich podstawowych parametrów geometrii kół samochodów ciężarowych, jak zbieżność całkowita kół przednich oraz ich pochylenie, przeprowadza się z reguły podczas każdego przeglądu rejestracyjnego i nie jest to zabieg skomplikowany dla samochodów dwuosiowych. Jednak kompleksowy pomiar wszystkich kół w wieloosiowych pojazdach ciężarowych nie jest już taki prosty.

Optyczny przyrząd do badania geometrii firmy Josam

Przykładem urządzenia do takich pomiarów może być optyczny przyrząd Josam AM lub komputerowy, cztero-czujnikowy przyrząd Hunter 111. Jednak przyrządem, który jako pierwszy w Polsce uzyskał Certyfikat (nr Z /15/73/97) dla przyrządów do kontroli geometrii ustawienia kół i osi pojazdów ciężarowych nadawany przez Instytut Transportu Samochodowego w Warszawie, jest mikroprocesorowo-laserowy przyrząd GTL Truck, produkowany przez firmę Precyzja z Bydgoszczy. Jest to przyrząd bezprzewodowy, co znacznie ułatwia prowadzenie pomiarów w tych pojazdach (z uwagi na nieraz znaczne ich gabaryty). Nadaje się on do pomiarów pojazdów posiadających dwie i więcej osi jezdnych oraz autobusów przegubowych. Mierzone pojazdy mogą posiadać obręcze kół o średnicach od 14" do 26". Dopuszczalny nacisk jednego koła przedniego może wynosić do 5000 kG (jest to związane z nośnością obrotnicy).

Zacisk

GTL Truck pozwala na kontrolę następujących parametrów informujących o stanie geometrii kół:

• zbieżności połówkowej kół przednich,
• zbieżności całkowitej kół przednich,
• zbieżności całkowitej kół tylnych (na kolejnych osiach),
• kątów pochylenia kół przednich i tylnych (na wszystkich osiach),
• kątów nieprostopadłości osi kół do osi symetrii ramy,
• kątów nierównoległości osi kół,
• bocznego przestawienia kół względem osi symetrii ramy,
• kątów wyprzedzenia osi sworzni zwrotnic,
• kątów pochylenia osi sworzni zwrotnic,
• różnicy kątów skrętu kół przy skręcie o 20°,
• maksymalnych kątów skrętu kół.

GTL, dzięki bogatemu i uniwersalnemu wyposażeniu, jest przystosowany do przeprowadzania pomiarów we wszystkich typach samochodowych stacji diagnostycznych oraz w warsztatach naprawczych. Wymagana jest jedynie wypoziomowana twarda podłoga, podnośnik diagnostyczny i ewentualnie kanał (do wykonywania regulacji).

Zespół pomiarowy

Podstawowymi elementami przyrządu, służącymi do mocowania go na obręczach kół, są zaciski, na których następnie mocuje się zespoły pomiarowe. Zaciski mocujące mogą być uzbrajane w różne rodzaje wymiennych łap - w zależności od kształtu obręczy koła. Każdy zacisk wyposażony jest w mechaniczny kompensator bicia, który posiada trzpień połączony za pomocą przegubu kulistego z korpusem zacisku. Może więc być on ustawiany pod dowolnym kątem (wystarczającym do przeprowadzenia kompensacji) do korpusu zacisku.

Kompensację przeprowadza się podczas 3/4 obrotu koła. Przeprowadzanie jej jest bardzo proste nawet dla mało doświadczonego diagnosty. Służą do tego tylko dwie śruby regulacyjne. Za ich pomocą można zmieniać położenie ramienia zespolonego z trzpieniem, na którym z kolei mocuje się zespół pomiarowy. Kompensacja bicia układu koło-zacisk musi być przeprowadzana jako czynność poprzedzająca każdy pomiar geometrii kół.

Pomiar ustawienia kół przednich można przeprowadzać przyrządem w jego wersji podstawowej. Pomiar ten jest prowadzony względem osi symetrii samochodu. Jego elementami bazowymi są ekrany tylne zawieszane na tylnych kołach. Pomiar wszystkich kątów geometrii kół przednich pojazdu umożliwiają dwa zespoły pomiarowe, które są głównymi elementami przyrządu GTL Truck. Do pomiaru zbieżności połówkowych kół przednich wykorzystywane są bardzo dokładne czujniki potencjometryczne, umieszczone na końcach wysięgników obydwu zespołów pomiarowych. Przyrząd mierzy zbieżność połówkową kół przednich w zakresie ±4° z dokładnością ±2°.

Pomiar kół przednich

Sam pomiar realizowany jest w bardzo prosty sposób. Polega on na:

• połączeniu końcówek pomiarowych czujników potencjometrycznych elastyczną linką,
• wybraniu odpowiedniej funkcji za pomocą przycisku.
• wypoziomowaniu zespołów pomiarowych.

Po ustawieniu (za pomocą kierownicy) kół w pozycji jazdy na wprost (kontrolę umożliwiają dwa promienie laserowe), wartość zbieżności połówkowej każdego koła jest pokazywana na wyświetlaczu odpowiedniego zespołu pomiarowego. Zbieżność całkowitą otrzymuje się, sumując te dwie wartości.

Pomiar kół przednich

Pomiar zbieżności połówkowej jest możliwy również dla pojazdów posiadających bardzo nisko zawieszone podwozie przed kołami przednimi. W autobusach niskopodwoziowych wysokość najniższych punktów przedniej części podwozia wynosi około 240 mm. Dla umożliwienia pomiaru stosuje się specjalne przedłużacze, wyposażone w poziomnice. Pozwalają one na obniżenie zespołów pomiarowych, a tym samym łączącej ich linki do ok. 180 mm nad poziomem ław pomiarowych (dla bardzo rozpowszechnionych opon 295/80R 22,5). Zastosowanie przedłużaczy praktycznie nie ma wpływu na dokładność pomiaru zbieżności.

Do ustawiania kół przednich w położeniu do jazdy na wprost GTL Truck wykorzystuje niskoenergetyczny i bezpieczny laser półprzewodnikowy, który umożliwia pomiar nawet przy bardzo intensywnym nasłonecznieniu. Poziomowanie zespołów pomiarowych odbywa się za pomocą elektronicznej poziomnicy, umieszczonej na powierzchni czołowej obudowy. Składająca się z trzech diód poziomnica umożliwia ustawienie zespołów w poziomie z dokładnością 2'.

Do pomiaru kątów pionowych wszystkich kół wykorzystywane są wychyleniowe (grawitacyjne) czujniki optoelektroniczne, znajdujące się wewnątrz obudowy zespołu pomiarowego. Służą one do pomiaru kątów pochylenia kół przednich i tylnych oraz kątów sworzni zwrotnic, umożliwiając dokonywanie pomiarów z dokładnością ?5'. Pomiar kąta pochylenia koła polega na wybraniu właściwej funkcji, wypoziomowaniu zespołu pomiarowego i na odczytaniu wartości na wyświetlaczu, Kąt pochylenia mierzony jest w zakresie ±6°.

Pomiar kątów wyprzedzenia i pochylenia osi sworzni zwrotnicy kół skrętnych wykonywany jest równocześnie podczas jednego skrętu danego koła najpierw o 20° "do wewnątrz", a następnie o 20° "na zewnątrz". Pomiar kątów osi sworzni zwrotnic może być realizowany dla zakresu 18°.

Informacje o rodzaju i wartości aktualnie mierzonego parametru podawane są na ciekłokrystalicznym wyświetlaczu, znajdującym się na powierzchni czołowej obudowy zespołu pomiarowego. Wartości zmierzonych kątów badanego pojazdu mogą być wprowadzane do pamięci przyrządu i przechowywane w niej do momentu zakończenia pomiarów.

Pomiar kół tylnych

Bardzo prosta i wygodna jest obsługa zasilania zespołów pomiarowych, zasilanych bezprzewodowo przez wewnętrzne akumulatory. Są to akumulatory nowej generacji, nie posiadające tzw. efektu pamięciowego i zapewniające prowadzenie pomiarów bez przerwy nawet przez 10 godzin, Każde odłożenie zespołów pomiarowych na stanowisko odkładcze zapewnia automatyczne doładowywanie akumulatorów. Przyrząd posiada również możliwość awaryjnego zasilania przewodowego.

Każdy zespół pomiarowy wyposażony jest w gniazda umożliwiające podłączenie dodatkowych, zewnętrznych wyświetlaczy, pokazujących wartość aktualnie mierzonego parametru. Wyświetlacze mogą być ustawiane w miejscach widocznych dla diagnosty przeprowadzającego np. regulację zbieżności i znajdującego się pod pojazdem.

Pomiar kół tylnych

Nierównoległość osi kół przednich i tylnych wyznacza się na podstawie wartości zbieżności połówkowych koła lewego i prawego. Różnicę kątów skrętu kół przy skręcie koła zewnętrznego 0 20° oraz maksymalne kąty skrętu kół wyznacza się na podstawie odczytów z obrotnic wchodzących w skład wyposażenia podstawowego przyrządu.

Pomiar kątów poziomych kół osi, tylnej samochodów ciężarowych i autobusów odbywa się przy wykorzystaniu promieni laserowych wysyłanych przez zespoły pomiarowe, które są zamocowane na zaciskach znajdujących się na kołach osi tylnej. Pomiar ten odbywa się w oparciu o zestaw dwóch liniałów pomiarowych, zawieszanych na ramie pojazdu w odległości co najmniej 2 metrów od siebie. Mechanizmy samocentrujące liniałów wyznaczają z dużą dokładnością linię, która jest bazą całego pomiaru - oś symetrii ramy pojazdu. Równoległe przeniesienie jej na boki pojazdu zapewniają wysięgniki i zamocowane na nich cztery ekrany główne, posiadające podziałki liniowe o zakresie pomiarowym 400 mm i działce elementarnej 2 mm. W ten sposób utworzona zostaje siatka pomiarowa oparta na osi symetrii ramy pojazdu, będącej podstawą pomiaru kątów poziomych kół tylnych.

Pomiar polega na rzutowaniu promieni laserowych na ekrany główne i na wyskalowane w podziałce kątowej pomocnicze ekrany zbieżności (są to ekrany nasuwane na ekrany główne). Układ ten pozwala na wyznaczanie kątów, jakie tworzą wysyłane z zespołów pomiarowych promienie laserowe z osią symetrii ramy pojazdu. W ten sposób można określić zbieżność całkowitą kół tylnych oraz nieprostopadłość osi tych kół do osi symetrii. Przyrząd GTL Truck umożliwia również pomiar przestawienia bocznego kół osi tylnych względem osi symetrii ramy pojazdu, wykorzystując do tego pomiaru kompensatory bicia znajdujące się na zaciskach.

Przełożenie zacisków i zespołów pomiarowych na koła kolejnych osi tylnych umożliwia określenie dla nich tych samych parametrów. Możliwe jest również wyznaczenie nierównoległości wzajemnej wszystkich osi kół tylnych.

Pomiar kół naczepy

Pomiar geometrii kół naczep odbywa się tak samo, jak pomiar kół tylnych samochodów, z tą różnicą, że podczas tego pomiaru wykorzystywany jest specjalny uchwyt (zawiesie do naczepy), znajdujący się w wyposażeniu przyrządu. Uchwyt ten umożliwia bazowanie jednego z liniałów pomiarowych na elemencie wyznaczającym tor ruchu całej naczepy - na jej czopie. Przez czop przechodzi jednocześnie oś symetrii ramy nośnej naczepy. Zawiesie posiada pryzmatyczny element bazowy, pozwalający na jego stabilne mocowanie do czopa. Drugi liniał pomiarowy zawieszany jest bezpośrednio na ramie naczepy w odległości co najmniej 2 metrów od liniału pierwszego. W ten sposób zostaje utworzony układ pomiarowy, który pozwala na dokonanie pomiarów kątów poziomych kolejno wszystkich kół naczepy.

W wyposażeniu przyrządu znajduje się również uchwyt (zawiesie do przyczepy), umożliwiający pomiar ustawienia kół przednich przyczepy. Posiada on element zapewniający stabilne mocowanie na uchu pociągowym cięgła (dyszla) przyczepy. Uchwyt jest przystosowany do kilku średnic otworów ucha.

Pomiar kół tylnych przyczepy wykonywany jest tak samo, jak kół tylnych samochodów ciężarowych.