Diagnozowanie układów podwozia pojazdów samochodowych (cz. 3) data aktualizacji: 2017.10.16 Linia diagnostyczna firmy Maha do badania pojazdów jednośladowych zintegrowana z hamownią podwoziową (źródło: Maha) Kontrola stanu technicznego przeprowadzana w stacjach kontroli pojazdów ma na celu ograniczenie liczby wypadków drogowych powstałych z przyczyn technicznych, zminimalizowanie ich skutków i ograniczenie zanieczyszczenia środowiska. Badania techniczne pojazdów powinny być rzetelne i wiarygodne oraz umożliwiać uzyskanie powtarzalnych wyników pomiaru. Pierwszy z warunków zależy od wykonującego badanie diagnosty, a drugi od metodyki badań i rodzaju urządzeń kontrolnych. Najważniejsze czynności wykonywane w stacjach kontroli pojazdów to diagnozowanie układów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy i ochronę środowiska. Urządzenia kontrolno-pomiarowe pozwalające na diagnozowanie układów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy są obecnie integrowane w jednolite linie diagnostyczne. Linie motocyklowe Przeznaczone są do kontroli pojazdów jednośladowych. Umożliwiają pionowe ustawienie motocykla podczas badań. Wyposażone są w rampę z uchwytami pneumatycznymi (możliwość blokowania koła przedniego i tylnego). Konstrukcja i wyposażenie takich stanowisk pozwalają na realizację pełnego zakresu badań motocykli i zapewniają bezpieczeństwo osobie wykonującej pomiary. Uzyskanie pełnego bezpieczeństwa nie jest możliwe w przypadku stosowania do badania hamulców motocykli urządzeń rolkowych samochodowych z nakładkami motocyklowymi. Z praktyki wiadomo, że istnieje
wówczas możliwość przewrócenia się osoby obsługującej motocykl podczas wykonywania czynności pomiarowych. Niebezpieczeństwo wzrasta, jeżeli urządzenie rolkowe jest zainstalowane na obrzeżach kanału przeglądowego (diagnosta ma obowiązek zasłaniania kanału podczas kontroli hamulców motocykla). Linie do badania pojazdów jednośladowych rozpowszechnione są w krajach, gdzie jeździ dużo motocykli. Tego typu linie diagnostyczne są oferowane przez takich wytwórców, jak: Cartec, Giuliano, Italcom, Maha, Ryme. Składają się na ogół z następujących modułów (rys. 1): - centralna jednostka sterująca, - urządzenie płytowe do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, - urządzenie rolkowe do pomiaru siły hamowania (z wagą), - urządzenie do kontroli prędkości maksymalnej motocykla oraz mocy na kole napędowym (hamownia podwoziowa), - przyrząd do sprawdzania świateł, - analizator spalin umożliwiający pomiar emisji w silnikach motocyklowych, - rampa wyposażona w pneumatyczne uchwyty koła (moduł pneumatycznego blokowania koła podczas badania hamulców), - wyposażenie dodatkowe, np. wentylator do chłodzenia silnika podczas pomiaru. Po wjechaniu motocyklem na stanowisko i ustawieniu jednego koła na rolkach drugie koło jest unieruchamiane (blokowane) przez szczęki uchwytu, a motocykl jest utrzymywany w pozycji pionowej. Podesty rampy (obok kół pojazdu) są tak zbudowane, że gdyby obsługujący przechylił się na motocyklu podczas pomiaru sił hamowania i oparł o nie nogą, to urządzenie rolkowe zostanie wyłączone awaryjnie. Stanowisko jest wyposażone w specjalistyczne przyrządy do pomiaru nacisku na pedał hamulca nożnego oraz na dźwignię hamulca ręcznego (rys. 2), połączone z jednostką sterującą urządzenia rolkowego. Program sterujący umożliwia pomiar sił hamowania w funkcji nacisku na pedał i dźwignię hamulca oraz pozwala na określenie wskaźnika skuteczności hamowania. Prawidłowe wykonanie analizy spalin w pojazdach jednośladowych wymaga uwzględnienia następujących czynników [2]: - zwiększonego dla silników dwusuwowych zanieczyszczenia spalin olejem i pozostałościami procesu spalania (konieczność użycia analizatora spalin z dodatkowym filtrem i separatorem oleju), - niskiej częstotliwości pulsacji ciśnienia spalin w układzie wylotowym, co wymaga wydłużenia układu wydechowego i pobierania spalin z większej głębokości. Podczas sprawdzania emisji spalin w pojazdach jednośladowych występują trudności związane z konstrukcją tłumika, która uniemożliwia wprowadzenie sondy poboru spalin na wymaganą głębokość (co najmniej 30 cm w silniku czterosuwowym, 75 cm w silniku dwusuwowym). Rozwiązanie tego problemu jest możliwe po przedłużeniu układu wydechowego, ale niekiedy nie zapewnia warunków do prawidłowego poboru spalin. W przypadku umieszczenia sondy poboru spalin w miejscu położonym zbyt blisko końca układu wydechowego może wystąpić strefa podciśnienia powodująca rozcieńczenie spalin przez napływające powietrze. W praktyce stosuje się dwa sposoby radzenia sobie z tym problemem: - wydłużenie układu wydechowego, co pozwala na zastosowanie odpowiednio długiej sondy (zassanie spalin z większej głębokości), - wydłużenie układu wydechowego rurą z bocznym poborem spalin, co również umożliwia pobieranie spalin z większej głębokości. Analizatory spalin, wchodzące w skład linii motocyklowych, powinny być przystosowane do pomiaru emisji w silnikach dwusuwowych (np. analizatory firm AVL, Bosch). Są wówczas wyposażone w dodatkowy osprzęt (rys. 3), a mianowicie: adapter umożliwiający pobór spalin z rur wylotowych motocykla, separator oleju i dodatkowy filtr, zestaw sond do poboru spalin o długości zwiększonej do 75 cm, specjalne przewody od sondy do analizatora i statyw. Na przykład firma AVL w adapterze Pro Bike 420 proponuje wykorzystanie drugiego sposobu wydłużenia układu wydechowego (rurą
z bocznym poborem spalin). Adapter można szczelnie połączyć z końcówką układu wydechowego motocykla, wykorzystując dwa możliwe ustawienia elastycznego stożka uszczelniającego (rys. 4). Dodatkowe wyposażenie adaptera Pro Bike 420 to podwójne sondy poboru spalin, które są potrzebne dla motocykli o dwóch wyprowadzeniach z układu wydechowego. Adapter może współpracować z różnymi rodzajami analizatorów. Producent deklaruje, że uszczelnienie układu wydechowego za pomocą elastycznego stożka umożliwia wykorzystanie adaptera do około 85% motocykli znajdujących się w eksploatacji. Linie podwójne W diagnostycznych liniach podwójnych jedna z nich jest linią osobową, a druga może być linią ciężarową lub uniwersalną. W takim przypadku znacznie zwiększa się przepustowość stacji kontroli pojazdów. Wybór linii podwójnej ma sens w stacjach diagnostycznych znajdujących się w większych aglomeracjach miejskich, o zróżnicowanej strukturze badanych pojazdów. Większe koszty inwestycji zostaną wówczas w krótkim czasie zrekompensowane przez oszczędności związane z racjonalnym wykorzystaniem urządzeń kontrolnych (dostosowanie poboru energii elektrycznej przez urządzenia do wielkości badanych pojazdów, mniejsze obciążenie i podniesienie trwałości urządzeń przeznaczonych wyłącznie do kontroli samochodów osobowych, a montowanych na linii uniwersalnej). Takie rozwiązanie zapewnia również możliwość lepszej organizacji pracy. W przypadku linii podwójnej stanowisko do badania samochodów osobowych może być podnośnikowe lub kanałowe. W tym drugim po odpowiednim rozmieszczeniu względem siebie obu kanałów przeglądowych można zmniejszyć koszty związane z wykonaniem wentylacji. Na rys. 5 przedstawiono okręgową stację kontroli pojazdów z dwiema liniami diagnostycznymi: osobową Uniline 2000 Quantum (urządzenia wbudowane w posadzkę stanowiska i podnośnik nożycowy do unoszenia całego pojazdu) oraz uniwersalną Uniline 5000 Quantum (urządzenia usytuowane na obrzeżach kanału przeglądowego). Linie segmentowe Rozwiązanie to polega na grupowaniu urządzeń linii diagnostycznej w kilka oddzielnych stanowisk kontrolnych, ustawionych w jednym ciągu pomiarowym. Zwykle występują trzy lub cztery stanowiska pomiarowe rozmieszczone w pewnej odległości od siebie. Pozwala to na znaczne zwiększenie przepustowości stacji kontroli pojazdów. Na każdym stanowisku pomiarowym znajdują się pulpity sterownicze lub terminale komputerowe z monitorami. Na rys. 6 przedstawiono segmentową linię diagnostyczną firmy Maha. W skład pierwszego stanowiska wchodzą: wieloskładnikowy analizator spalin, dymomierz, tester jakości płynu hamulcowego i przyrząd do sprawdzania świateł. Stanowisko drugie zawiera: tester płytowy do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, stanowisko do badania układu zawieszenia (z wagą), urządzenie rolkowe do kontroli działania hamulców. Stanowisko trzecie składa się z: podnośnika nożycowego (przystosowanego do kontroli ustawienia kół i osi jezdnych) oraz obrotnic elektronicznych i detektora luzów wbudowanych w płyty najazdowe podnośnika. Ostatnim stanowiskiem jest biuro diagnosty, w którym znajdują się: komputer centralny (serwer) zarządzający siecią całej linii diagnostycznej (w tym jej systemami pomiarowymi) oraz stanowisko komputerowe diagnosty (terminal sieciowy klasy PC wraz z monitorem i drukarką). Linie uniwersalne Umożliwiają badanie na tych samych stanowiskach kontrolnych pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej zarówno do, jak i powyżej 3,5 t. Urządzenia do badania układów podwozia wyposaża się wówczas w dwa zakresy pomiarowe oddzielne do kontroli samochodów osobowych i pojazdów ciężarowych (dot. maksymalnej wartości mierzonych sił hamowania, prędkości obrotowej rolek hamulcowych, siły wymuszającej i skoku płyt urządzenia szarpiącego). Pozwala to na znaczną redukcję kosztów wykonania (wyposażenia) stacji. Linie uniwersalne do kontroli pojazdów samochodowych oferują tylko nieliczni producenci sprzętu diagnostycznego. Na rys. 7 przedstawiono
uniwersalną linię diagnostyczną firmy Unimetal umieszczoną na stanowisku kontrolnym okręgowej stacji kontroli pojazdów. Wybór linii uniwersalnej jest uzasadniony, jeżeli struktura rodzajów badanych pojazdów jest w miarę jednorodna. Tego typu stanowiska będą więc odpowiednie dla zajezdni samochodowych oraz stacji diagnostycznych znajdujących się w rejonach rolniczych. Wobec tego linie uniwersalne należy polecać przede wszystkim obiektom przeznaczonym do kontroli samochodów osobowych i ciągników rolniczych oraz stacjom używanym do badania samochodów ciężarowych i autobusów. Jeśli chodzi o linie uniwersalne, są różne możliwości usytuowania urządzenia do badania zawieszenia. Ze względu na technologię prowadzenia badań urządzenie to umieszcza się najczęściej między testerem płytowym do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych a urządzeniem rolkowym do badania hamulców. Może to utrudniać kontrolę większych samochodów na stanowiskach o ograniczonej długości (poniżej 27 m). W takim przypadku urządzenie do badania zawieszenia można zamontować na początku lub w końcowej części linii diagnostycznej, obok stanowiska do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi. W przypadku większości pojazdów ciężarowych stworzy to możliwość badania sił hamowania osi ustawionej na urządzeniu rolkowym bez obciążania sąsiednią osią urządzenia szarpiącego. Należy wówczas zwracać uwagę, aby podczas badania samochodów ciężarowych na urządzeniu szarpiącym nie obciążać urządzenia do kontroli zawieszenia. Linie z hamownią podwoziową Diagnostyka pojazdu mechanicznego obejmuje serię specjalnych pomiarów przeprowadzanych najczęściej wówczas, gdy wymagane jest poświadczenie sprawności technicznej pojazdu dla władz administracyjnych lub gdy pojazd utraci zdolność eksploatacyjną. Z tego punktu widzenia można ją podzielić na diagnostykę układów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy i diagnostykę w systemie eksploatacji. Połączenie tych diagnostyk na jednym stanowisku kontrolnym to diagnostyka kompleksowa pojazdu. Najbardziej odpowiednie stanowiska do diagnostyki kompleksowej pojazdu powstają w wyniku połączenia linii diagnostycznej z hamownią podwoziową. Tak wyposażone stanowiska kontrolno-pomiarowe umożliwiają kompleksowe badanie podstawowych układów pojazdu samochodowego, tj. jezdnego, zawieszenia, kierowniczego i hamulcowego oraz układu napędowego wraz z silnikiem (pod obciążeniem). Na rys. 8 przykładowo pokazano linię diagnostyczną firmy Vamag do badania pojazdów o dmc do 3,5 t składającą się z: centralnej jednostki sterującej, testera płytowego do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, urządzenia do kontroli skuteczności tłumienia drgań zawieszenia, urządzenia rolkowego do kontroli działania hamulców oraz dwuosiowej hamowni podwoziowej. Niektórzy wytwórcy (np. firmy Cartec, Maha) dostarczają także linie motocyklowe z hamownią podwoziową. Należy przypuszczać, że takie kompleksowe stanowiska kontrolne znajdą w przyszłości szersze zastosowanie. Znaczną część stanowiska do kompleksowej diagnostyki pojazdu zajmuje hamownia podwoziowa przeznaczona do pomiaru ogólnych parametrów układu napędowego (np. mocy na kołach napędowych, drogi wybiegu). Ze względu na sposób odbioru mocy hamownie podwoziowe dzieli się na: bezwładnościowe (inercyjne), obciążeniowe (z hamulcami) i obciążeniowo-bezwładnościowe. Stanowiska z linią diagnostyczną najczęściej wyposaża się w hamownie bezwładnościowe. W ten sposób można stworzyć kompleksowe stanowisko o znacznych możliwościach i możliwych do zaakceptowania kosztach. W hamowniach podwoziowych bezwładnościowych (inercyjnych) nie stosuje się hamulca, a używana metoda pomiarowa opiera się na założeniu, że stan techniczny układu napędowego można badać za pomocą rozpędzania silnika na biegu luzem (bez obciążenia). Po gwałtownym zwiększeniu dawki paliwa podczas rozpędzania silnika występuje dynamiczna równowaga między momentem obrotowym rozwijanym przez silnik oraz momentem pochodzącym od bezwładności mas będących w ruchu obrotowym związanych kinematycznie z wałem korbowym silnika. Podczas kontroli pojazdu na hamowni podwoziowej bezwładnościowej wyróżnia się dwa etapy pomiaru: - rozpędzanie rolek jezdnych hamowni kołami napędowymi pojazdu (określenie mocy na kołach napędowych),
- stopniowe zmniejszanie (po rozłączeniu napędu) prędkości kół napędowych pojazdu i rolek hamowni (badanie mocy oporów toczenia). Badania wykonane na hamowni bezwładnościowej pozwalają również na określenie mocy i momentu obrotowego silnika oraz innych parametrów (np. temperatury oleju w silniku, ciśnienia w kolektorze dolotowym, składu spalin, składu mieszanki). Odpowiednie oprogramowanie znacznie ułatwia obsługę hamowni inercyjnej. Wyniki badań mogą być przedstawione w postaci wykreślnej lub tabelarycznej. Istotną częścią oprogramowania jest baza danych zawierająca podstawowe dane techniczne i parametry diagnostyczne różnych rodzajów pojazdów. Konstrukcja hamowni uwzględnia wpływ bezwładności elementów wirujących pojazdu na wyniki badań. Zastosowany program bierze pod uwagę zależność między wymiarami elementów a ich momentem bezwładności, co jest wykorzystywane podczas obliczania mocy i momentu obrotowego silnika i przyczynia się do wzrostu dokładności badań. Hamownie podwoziowe wytwarzane są przez producentów krajowych i zagranicznych (np. Cartec, Godula Moto Sport, Maha). Urządzenie można zamontować na posadzce lub pod nią (niezbędny jest wtedy fundament). Linie mobilne W warunkach gospodarki rynkowej budowa stacji diagnostycznych w małych miejscowościach jest nieopłacalna. Z kolei dojazd do znacznie oddalonych od miejsca zamieszkania stacji jest dla właścicieli pojazdów kłopotliwy i czasochłonny. Z tego powodu niektóre firmy podjęły produkcję mobilnych (przewoźnych) stacji diagnostycznych, umożliwiających pomiar podstawowych parametrów technicznych. Jest to również jeden z kierunków rozwoju badań kontrolnych pojazdów. Linie mobilne można przewozić i ustawiać w wybranym miejscu. Stanowią ofertę specjalną niektórych producentów. Mogą być przewożone w naczepie lub kontenerze. Dla tych pierwszych firma Saxon proponuje dwa rozwiązania: - urządzenia toru pomiarowego układów podwozia mogą być wyjmowane z naczepy i ustawiane obok niej w linię diagnostyczną (dotyczy to linii ciężarowych rys. 9), - urządzenia kontrolne pozostają na stałe w naczepie, a rampy najazdowe rozstawia się poprzecznie do jej osi podłużnej (w przypadku linii osobowych). Linie mobilne przystosowane do transportu w kontenerze wytwarzają m.in. firmy Maha i Unimetal. Przewoźna linia Eurosystem Mobil firmy Maha jest przeznaczona do badania pojazdów osobowych, ciężarowych i autobusów. Czas przygotowania stanowiska do pracy nie przekracza 15 minut. Mobilna linia składa się z następujących zasadniczych zespołów: - centralnej jednostki sterującej, - testera płytowego do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, - stanowiska rolkowego do kontroli działania hamulców (z wagą), - urządzenia do badania układu zawieszenia, - urządzenia do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi (z podestem), - kontenera z wysuwanym dachem, pomieszczeniem technicznym i biurem dla diagnosty, - ramp najazdowych. Z kolei uniwersalna mobilna linia diagnostyczna MLD firmy Unimetal (rys. 10) jest przeznaczona do badania pojazdów o dmc do i powyżej 3,5 t (samochody osobowe i ciężarowe, autobusy, ciągniki rolnicze, przyczepy). Jest ona autonomicznym modułem zabudowanym w ramie kontenera. Transport tego modułu odbywa się za pomocą pojazdu przystosowanego do przewozu kontenerów, wyposażonego w hakowy system załadunku. Do rozłożenia linii wymagana jest powierzchnia o minimalnych wymiarach: długość 14,1 m i szerokość 6,1 m. Mobilna linia diagnostyczna składa się z trzech głównych elementów: - części techniczno-operatorskiej przeznaczonej dla diagnosty, zawierającej centralną jednostkę sterującą linii, biurko i schowki na wyposażenie dodatkowe, - urządzeń kontrolnych linii diagnostycznej z najazdami (do pomiaru parametrów układów podwozia), - części technicznej, w której znajdują się generator prądotwórczy, zasilacz hydrauliczny, przyłącza i zabezpieczenia elektryczne.
W skład mobilnej linii diagnostycznej MLD firmy Unimetal wchodzą następujące zespoły: - centralna jednostka sterująca (komputer klasy PC, monitor, pilot radiowy, drukarka, klawiatura i mysz), - urządzenie UNCM do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, - urządzenie rolkowe RHM do kontroli działania hamulców, - urządzenie SZM do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi pojazdu z napędem hydraulicznym (wbudowane w najazdy), - platforma układu wagowego (dwie płyty ważące znajdujące się po obu stronach linii), - zespoły najazdowe. Należy podkreślić, że najczęściej spotyka się następujące odmiany linii diagnostycznych: do badania pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej do 3,5 t (wersja osobowa), do badania pojazdów o dmc powyżej 3,5 t (wersja ciężarowa) oraz umożliwiające badanie pojazdów o dmc zarówno do, jak i powyżej 3,5 t (wersja uniwersalna). Rozwój linii diagnostycznych Linie diagnostyczne stanowiące wyposażenie stanowisk kontrolnych stacji kontroli pojazdów podlegają ciągłej modernizacji i rozwojowi. W najnowszych ich odmianach wprowadza się rozwiązania umożliwiające osiągnięcie: - bezpieczeństwa podczas wykonywanych badań technicznych, - uniwersalności urządzeń kontrolno-pomiarowych, - dokładnych i obiektywnych wyników badań, - optymalnego wykorzystania powierzchni stanowiska, - usprawnienia wykonywanych czynności i zwiększenia przepustowości stanowiska, - skrócenia czasu kontroli i rozszerzenia zakresu badań, - ergonomii, estetyki, nowoczesnego wzornictwa i konstrukcji zarówno samych urządzeń diagnostycznych, jak i obiektu stacji kontroli pojazdów, - właściwych standardów komunikacji sieciowej (wewnątrz i na zewnątrz obiektu stacji kontroli pojazdów). Linie diagnostyczne umożliwiają ocenę stanu technicznego pojazdu na podstawie porównania zmierzonych lub obliczonych wartości parametrów diagnostycznych z ich wartościami dopuszczalnymi. Charakteryzują się modułową budową, są proste w obsłudze i w pełni zautomatyzowane. Pozwalają na kompleksowe badanie pojazdu w krótkim czasie z możliwością protokolarnego zapisu wyników. Dzięki komputeryzacji systemu pomiarowego można archiwizować dane pomiarowe. Nowoczesne linie diagnostyczne mogą współpracować z siecią komputerową stacji kontroli pojazdów i siecią zewnętrzną, są także przystosowane do pracy metodą diagnozy zdalnej. dr inż. Kazimierz Sitek Literatura 1. Materiały informacyjne producentów urządzeń diagnostycznych. 2. Myszkowski S.: Kontrola emisji spalin silników ZI w stacjach kontroli pojazdów. Auto Moto Serwis 5-6/2000. 3. Sitek K., Syta S.: Pojazdy samochodowe. Badania i diagnostyka. WKŁ, Warszawa 2010. Źródło: https://warsztat.pl/drukujpdf/artykul/64860