Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: POJAZDY SAMOCHODOWE Ćwiczenie nr: PS - 15 Pomiar geometrii nadwozi pojazdów Kod przedmiotu: MHBMS26005, MHBMN26005 Instrukcję opracował: dr inŝ. Dariusz Szpica Białystok 2016
CEL ĆWICZENIA LABORATORIUM POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH Celem ćwiczenia laboratoryjnego jest zapoznanie się z metodyką pomiarów geometrii nadwozi pojazdów. SPIS TREŚCI 1 WPROWADZENIE... 3 1.1 Rama pomiarowa z nastawnymi wspornikami... 3 1.2 Systemy mechaniczne... 4 1.3 Systemy elektroniczne... 4 1.4 Systemy laserowe... 4 2 METODYKA POMIARÓW... 6 2.1 Sprawdzenie wiedzy ogólnej... 6 2.2 Zapoznanie się z budową stanowiska... 6 3 PRZEBIEG POMIARÓW... 6 4 WYMAGANIA BHP... 6 5 SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA... 6 6 PYTANIA KONTROLNE... 6 7 LITERATURA... 7 Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 2
1 WPROWADZENIE Istnieje szereg urządzeń umoŝliwiających pomiar geometrii nadwozi pojazdów. PoniŜej przedstawiono podstawowe rozwiązania konstrukcyjne róŝniące się miedzy sobą stopniem skomplikowania i moŝliwościami pomiarowymi. 1.1 Rama pomiarowa z nastawnymi wspornikami Rys. 1. Rama pomiarowa z nastawnymi końcówkami (http://www.e-autonaprawa.pl) Wszystkie punkty kontrolne zaznaczone na karcie pomiarowej danego modelu rozmieszczone są z reguły symetrycznie względem wzdłuŝnej osi symetrii nadwozia. Dokładny pomiar moŝna wykonać trygonometrycznym przyrządem przedstawionym na rys. 1. Pozwala to porównywać poprzeczne, wzdłuŝne i skośne odległości pomiędzy analogicznymi punktami usytuowanymi po lewej i prawej stronie kontrolowanego pojazdu za pomocą np. cyrkla warsztatowego, czyli sztywnej listwy z przesuwnymi kłami przypominającego w dzianiu suwmiarkę (rys. 2). Zgodność porównywanych wymiarów świadczy o braku odkształceń. Jeśli jednak analogiczne odległości róŝnią się wzajemnie, konieczne staje się ustalenie wszystkich trzech współrzędnych dla kaŝdego punktu kontrolnego i ich porównanie z odpowiednimi danymi karty pomiarowej. Wykorzystuje się do tego celu specjalne, warsztatowe systemy pomiarowe, działające na zasadzie mechanicznej (rys. 3). Rys. 2. Pomiar cyrklem warsztatowym Hercules (Mat. Hercules) Rys. 3. Podręczny system Autorobot (Mat. Autorobot) Rys. 4. Pomiar trzech punktów (Mat. Car-O-Liner) Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 3
1.2 Systemy mechaniczne Do sprawdzania rzeczywistych wymiarów ram i płyt podłogowych nadwozi samonośnych stosowano dawniej urządzenia zwane ławami pomiarowo-naprawczymi. Wykonywano je w postaci stałych szablonów przestrzennych, przeznaczonych do konkretnego modelu pojazdu, bądź stabilnych ram z przesuwnymi wspornikami o regulowanej wysokości. Górna powierzchnia ramy wyznaczała poziomą płaszczyznę odniesienia. Wsporniki dawały się przemieszczać po wzdłuŝnych i poprzecznych prowadnicach w celu naprowadzania ich stoŝkowych (prze- Rys. 5. Mechaniczny system pomiarowy firmy Autorobot (Mat. Autorobot) waŝnie) kłów na odpowiadające im punkty określone w karcie pomiarowej. Wszystkie prowadnice miały indywidualne skale z podziałkami milimetrowymi. Systemy takie umoŝliwiają wyznaczania pozycji wszystkich punktów kontrolnych w układzie trzech współrzędnych, w pojazdach uniesionych na podnośnikach zamocowanych do urządzeń naprawczych, a nawet stojących bezpośrednio na twardym, gładkim podłoŝu. 1.3 Systemy elektroniczne W układach elektronicznych, mechaniczne ramiona z końcówkami pomiarowymi współpracują z elektronicznymi przetwornikami obrotu, który w dalszej części jest przeliczany na przemieszczenie liniowe (rys. 6). Rys. 6. Elektroniczny system pomiarowy firmy Car-O-Liner (http://www.e-autonaprawa.pl) 1.4 Systemy laserowe W urządzeniach tych, działających zarówno na zasadzie współrzędnościowej, jak i trygonometrycznej, długie, metalowe listwy lub przegubowe ramiona zastępowane są promieniami świetlnymi, które nie odkształcają się ani pod wpływem własnego cięŝaru ani na skutek docisku do mierzonego przedmiotu, co moŝe korzystnie wpływać na dokładność pomiarów. Typowy laserowy system współrzędnościowy składa się z: szyn wzdłuŝnych, prowadnicy bramowej, czterech głowic emitujących promienie świetlne, zestawu podwieszanych płytek ekranowych. Typowy laserowy system współrzędnościowy składa się z: szyn wzdłuŝnych, prowadnicy bramowej, czterech głowic emitujących promienie świetlne i zestawu podwieszanych płytek ekranowych. Dwie głowice laserowe umieszczone na jej słupkach przesuwane są synchronicznie w płaszczyźnie pionowej, co umoŝliwia dokonywanie pomiarów pionowych i wzdłuŝnych. Do poprzecznych pomiarów dolnych partii pojazdów słuŝy trzecia głowica, przemieszczająca się po dodatkowej belce poprzecznej. Czwarta głowica zamocowana przesuwnie na poprzeczce bramki wykorzystywana jest do pomiarów górnych partii nadwozi. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 4
Właściwy pomiar odbywa się przez odczyt połoŝenia głowicy na pomiarowych skalach wszystkich jej prowadnic wówczas, gdy promień świetlny pada dokładnie na sprawdzany punkt kontrolny. Jeśli niemoŝliwe jest bezpośrednie oświetlenie punktu pomiarowego, stosuje się pomiar pośredni, kierując promień świetlny na płytki ekranowe zamocowane do punktów kontrolnych na podwieszkach o długości regulowanej według milimetrowej podziałki. Przykładem wykorzystania trygonometrycznej metody pomiarów laserowych jest system Genesis firmy Chief (rys. 7). Rys. 7. Laserowy system pomiarowy firmy Chief (Mat. Chief) Podstawę całkowicie zautomatyzowanych operacji pomiarowych stanowi w nim rejestracja wzajemnego usytuowania punktów oświetlanych wirującym promieniem laserowym. Dzięki temu pomiary mogą być prowadzone w sposób ciągły podczas naprawy odkształconego nadwozia. Urządzenie składa się z komputera PC, dwu wirujących głowic laserowych, skanera rejestrującego rozmieszczenie punktów świetlnych i zestawu oznaczonych kodami kreskowymi płytek ekranowych, mocowanych na podwieszkach do punktów kontrolnych pojazdu. Wirujący promień laserowy pełni tu funkcję obrotowego ramienia, stosowanego w opisanych wcześniej systemach mechaniczno-trygonometrycznych. Napęd wirującej głowicy elektrycznym silnikiem krokowym pozwala ustalać jej kątową pozycję względem podstawy w momencie, gdy promień pada na którąś z płytek ekranowych, identyfikowanych przez skaner dzięki ich kodom kreskowym. Identyfikacja oznacza przypisanie do konkretnego punktu kontrolnego. Pomiar odległości płytki od źródła światła odbywa się metodą trygonometryczną na podstawie znanej odległości pomiędzy osiami obrotu obu głowic i znanych kątów padania obu promieni laserowych podczas oświetlania tej płytki. Rys. 8. Laserowy system trygonometryczny Genesis pracujący metodą skanowania płytek ekranowych (http://www.e-autonaprawa.pl) Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 5
2 METODYKA POMIARÓW Zajęcia laboratoryjne powinny przebiegać zgodnie z podaną przez prowadzącego kolejnością. Zmiana kolejności wykonywania poszczególnych zadań moŝliwa jest tylko po ustaleniu tego z prowadzącym zajęcia. 2.1 Sprawdzenie wiedzy ogólnej Warunkiem przystąpienia do zajęć jest wykazanie się wiedzą teoretyczną z zakresu tematu zajęć laboratoryjnych. Sprawdzenie wiadomości z zakresu tematu wykonywanego ćwiczenia odbędzie się na podstawie pisemnego zaliczenia przed rozpoczęciem zajęć. 2.2 Zapoznanie się z budową stanowiska Do pomiaru geometrii nadwozia wykorzystywany będzie przyrząd pokazany na rys. 9. Zbudowany jest na podobieństwo suwmiarki. Skalda się z ramienia stałego, ramienia przesuwnego i podziałki. Dodatkowo wyposaŝono do w szereg końcówek pomiarowych słuŝących do pomiaru z wykorzystaniem roŝnych punktów bazowych w nadwoziu i podwoziu. Rys. 9. Mechaniczny przyrząd pomiarowy wykorzystywany do pomiaru geometrii nadwozia 3 PRZEBIEG POMIARÓW Pomiary naleŝy przeprowadzić w następującej kolejności: wprowadzić badany pojazd na podnośnik samochodowy i podnieść do góry, przeprowadzić pomiary geometrii podwozia i zaznaczyć na karcie pomiarowej odchyłki (rys. 11), opuścić pojazd i wyjechać poza zakres podnośnika, przeprowadzić pomiary geometrii nadwozia i zaznaczyć na karcie pomiarowej odchyłki (rys. 10), dokonać analizy wyników i odnaleźć ewentualne skutki róŝnic pomiędzy pomiarem a wartościami deklarowanymi przez producenta. 4 WYMAGANIA BHP Obowiązują ogólne zasady BHP w pomieszczeniach Laboratorium Pojazdów. 5 SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Sprawozdanie studenckie powinno zawierać: - stronę tytułową, - cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego, - wypełnione karty kontrolne, - wnioski. 6 PYTANIA KONTROLNE 1. Pomiar płyty podłogowej nastawnymi wspornikami. 2. Pomiar trygonometryczny nadwozia i płyty podłogowej. 3. Zasada pomiaru cyrklem warsztatowym. 4. Istota pomiarów elektronicznych nadwozi. 5. Zasada pomiaru laserowego płyty podłogowej. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 6
7 LITERATURA 1. Trzeciak K. (2008); Diagnostyka samochodów osobowych, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Wydanie 7 i nowsze; 2. Czasopismo Auto Technika Motoryzacyjna; 3. Czasopismo Auto Moto Serwis; 4. Czasopismo Serwis Motoryzacyjny; 5. Poradniki Serwisowe. 6. Autorobot Finland Oy. 7. Autorobot. Jan Sobański Auto System. 8. Chief Automotive Technologies (USA). 9. Chief Automotive Technologies. ARMAL Sp. z o.o. 10. SPANESI Polska. 11. Herkules Auto-Technika Warsztatowa. 12. Celette (Francja), MASZ s.c. 13. Car-O-Liner (Szwecja). 14. C.T.S. Sp z o.o. 15. Blackhawk. www.blackhawkcr.com, www.blackhawk.fr. 16. http://www.e-autonaprawa.pl/artykuly/105/blacharskie-naprawy-nadwozi-cz-ii-urzadzeniapomiarowe.html Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 7
Rys. 10. Przykładowa karta kontrolna nadwozia samochodu WV Golf III (Mat. Autorobot)
Rys. 11. Przykładowa karta kontrolna podwozia samochodu WV Golf III (Mat. Autorobot)