Szczotka Tymoteusz Rok akademicki: 2010/2011

Studia: stacjonarne, I stopnia Grupa:

Specjalność: Samochody i Silniki

LABORATORIUM POJAZDÓW

T: Wyważanie kół samochodowych oraz ustawianie pozycji świateł zewnętrznych w samochodzie.

Opracował:

Tymoteusz Szczotka

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z urządzeniami dedykowanymi wyważaniu kół jezdnych samochodu oraz układami optycznymi do ustawiania pozycji świateł zewnętrznych przednich pojazdu.

2. Wstęp

Przy dużych prędkościach współczesnych samochodów nawet niewielkie nie wyważenie kół jezdnych powoduje powstanie stosunkowo znacznych sił odśrodkowych. Wielkość tych sił jest, bowiem proporcjonalna do kwadratu prędkości zgodnie z zależnością:

Działanie niewyważonych sił odśrodkowych wywołuje drgania i bicie kół jezdnych.

Konsekwencja tego stanu rzeczy są:

- zwiększone zużycie ogumienia,

- dodatkowe obciążenie dynamiczne łożysk piast kół jezdnych,

- zmiana katów ustawienia kół kierowanych, a w rezultacie tego dalsze przyspieszenie

zużywania się ogumienia i pogorszenie kierowalności,

- drgania i zwiększone zużycie układu kierowniczego, a tym samym również pogorszenie kierowalności (w przypadku niewyważenia kół kierowanych),

- drgania i zwiększone zużycie elementów układu napędowego (w przypadku niewyważenia kół napędzanych),

- obniżenie komfortu jazdy.

Szczególnie niebezpieczne są przypadki, gdy częstość drgań od niewyważenia kół jezdnych zrówna się z częstością drgań własnych elementów, na które drgania kół oddziałują.

Może wystąpić wtedy rezonans, potęgujący opisane zjawiska.

Niewyważenie kół jezdnych może być dwojakiego rodzaju:

- statyczne,

- dynamiczne.

Niewyważenie statyczne występuje wówczas, gdy środek ciężkości koła jezdnego nie leży na osi jego obrotu. Niewyważenie to charakteryzuje moment działający względem osi koła jezdnego w płaszczyźnie jego obrotu. Moment od niewyważenia statycznego mierzy się iloczynem F1*r, gdzie F1 [N] jest siłą ciężkości ciężarka wyważającego, a r [m] odległością środka ciężkości tego ciężarka od osi koła. Na rysunku 1 przedstawiono przykładowo działanie tego momentu wyważającego.

Dopuszczalne niewyważenie statyczne kół jezdnych współczesnych samochodów nie powinno przekraczać ustalonych wartości, zależnych od maksymalnej prędkości jazdy i wymiarów koła.

Koła jezdne, wyważone statycznie, mogą znaleźć się podczas ruchu obrotowego pod

wpływem momentu działającego w płaszczyźnie przechodzącej przez os koła. Wynika to stąd, że główna oś bezwładności koła nie pokrywa się z jego osią obrotu, co jest konsekwencją nierównomiernego rozmieszczenia masy koła. Moment powodujący pokrycie się głównej osi bezwładności koła z jego osią obrotu nazywa się momentem niewyważenia dynamicznego. Mierzy się go iloczynem F2*b, gdzie F2 [N] jest siłą ciężkości jednego z dwóch jednakowych ciężarków wyważających, a b [m] odległością między płaszczyznami prostopadłymi do osi obrotu koła i przechodzącymi przez środki ciężkości ciężarków. Działanie momentu niewyważenia dynamicznego przedstawione jest schematycznie na rysunku 2.

Niewyważenie statyczne i dynamiczne kół jezdnych występuje w rzeczywistości zazwyczaj równocześnie.

Do wyważenia kół jezdnych stosuje się specjalne urządzenia zwane wyważarkami.

Spotyka się dwa zasadnicze rodzaje tych urządzeń, umożliwiających:

1) wyważenie kompletnego koła jezdnego po jego zdjęciu z samochodu i zamocowaniu na wyważarce,

2) wyważenie koła jezdnego wraz z piasta i bębnem hamulcowym bez potrzeby zdjęcia z samochodu.

Wyważarki mogą być mniej lub bardziej uniwersalne, przystosowane do wyważenia jednego - lub kilku typów kół jezdnych.

Aby Prawidło dokonać korekcji pozycji świateł należy :

- Sprawdzić i wyregulować ciśnienie w ogumieniu do wartości zalecanych przez

producenta.

- Oczyścić szkła reflektorów.

- Sprawdzić stopień naładowania akumulatora przez włączenie świateł drogowych i

obserwacje jasności światła; odcień pomarańczowy świadczy o niedostatecznym

naładowaniu akumulatora bądź zużyciu powłoki lustra.

- Ustawić samochód przodem do ściany, możliwie najbliżej. Odległość obu reflektorów od

ściany powinna być jednakowa.

- Zaznaczyć kreda na ścianie miejsca leżące naprzeciw środków reflektorów, np. krzyżami.

Rys. 1. Wykreślenie na ścianie linii

do ustawienia reflektorów

H - wysokości położenia środków

reflektorów,

h - odległość linii poziomej od

środków reflektorów

- Odjechać samochodem w linii prostej na odległość 5 m, liczona od ściany do szkła

reflektora. Nadal zachować prostopadłe ustawienie pojazdu do ekranu.

- Zaznaczyć na ścianie linie pozioma, umieszczona poniżej środków reflektorów w

odległości określonej przez producenta pojazdu. Jeżeli brak jest danych fabrycznych, to w

odległości 1/8 wysokości naniesionych już znaków h = 1/8 H .

- Obciążyć samochód taka masa, z jaka jest najczęściej użytkowany (zgodnie z zaleceniami

producenta).

- Jeżeli samochód jest wyposażony w korektor ustawienia reflektorów, to dźwignię tego

urządzenia przestawić w obu reflektorach tak, aby otrzymały one nachylenie na

„wysoko".

- Włączyć światła mijania i zaobserwować położenie plam świetlnych na ekranie.

Najlepszy kontrast miedzy częścią oświetlona i nie oświetlona uzyska sie wykonując

pomiar po zapadnięciu zmierzchu. Ocenić prawidłowość ustawienia reflektorów według

podanych dalej wskazówek.

- Przełączyć światła mijania na światła drogowe i zaobserwować, czy środki plam

świetlnych na ekranie pokrywają sie z krzyżami wyznaczającymi środki reflektorów

- Przed przystąpieniem do sprawdzenia świateł przeciwmgłowych zaznaczyć kreda na

ekranie środki reflektorów przeciwmgłowych. Włączyć światła przeciwmgłowe i ocenić

położenie plam świetlnych na ekranie.

Ustawienie asymetrycznych świateł mijania typu europejskiego można uznać za prawidłowe,

jeżeli granica światłocienia z lewej strony krzyży pokryje sie z zaznaczona na ekranie linia

pozioma, natomiast z prawej strony krzyży wznosi sie ukośnie pod katem 15°, a miejsce jej

załamania wypada dokładnie na osi reflektorów . Na rysunku 3a pokazano przykład

zbyt w lewo i wysoko ustawionego reflektora lewego, a na rysunku 3b - przykład

niewłaściwego położenia linii światłocienia, czego przyczyna jest wadliwie założona do

prawego reflektora żarówka (występ na cokole żarówki nie znalazł sie w wycięciu korpusu

reflektora).

W prawidłowo ustawionych symetrycznych światłach mijania (obecnie nie stosowanych)

granica światłocienia jest pozbawiona załamania i powinna pokrywać sie z narysowana linia

pozioma na całej jej długości.

Wiązki prawidłowo ustawionych świateł przeciwmgłowych powinny znaleźć sie poniżej

zaznaczonych środków reflektorów. Odległość ta nie może być mniejsza niż 1/3wysokosci

reflektorów.

Podejmując regulacje niewłaściwie ustawionych świateł należy przyjąć następujący tok

postępowania:

- po włączeniu reflektorów zasłonić te, które nie będą w danej chwili regulowane,

- przełączyć na światła mijania bądź drogowe, w zależności od typu reflektora i rodzaju

światła

- pokręcając wkrętami regulacyjnymi doprowadzić wiązkę światła do wymaganego

położenia,

- po ustawieniu reflektora przełączyć światła na drugi rodzaj w celu sprawdzenia również

ich jakości; nieprawidłowa wiązka światła będzie wskazywała na wadę w żarówce,

niewłaściwe jej osadzenie itp.

Jeżeli reflektory są wyposażone w żarówki halogenowe, to regulacje należy wykonać

możliwie szybko lub z przerwami, ponieważ elementy optyczne, nie chłodzone przepływem

powietrza podczas jazdy, zbyt silnie sie nagrzewają i mogą ulec uszkodzeniu.

Pomiar metoda A

- Bęben z podziałka ustawić na badana wartość h zgodnie z instrukcja obsługi samochodu

Jeżeli brak jest danych fabrycznych, należy przyjąć h = 1/8 H.

- Włączyć światła mijania.

- Sprawdzić, czy granica cienia pokryła sie z pozioma i ukośna linia na ekranie (rys. 8),

jeżeli nie - zmienić odpowiednio ustawienie reflektora.

Pomiar metoda B

- Włączyć światła drogowe.

- Bębnem ustawić ekran w takie położenie, aby linia pozioma przechodziła przez środek

plamy świetlnej.

- Jeżeli przyrząd optyczny ma miernik światłości, to wcisnąć klawisz „POMIAR"

świateł drogowych. W przypadku przekroczenia zakresu należy włączyć drugi zakres

miernika światłości klawiszem „POMIAR x 2". Wskazania należy wówczas pomnożyć

przez dwa.

- Obracając pokrętłem fotorezystora w lewo i w prawo sprawdzić, czy maksymalne

wskazanie miernika przypada na środkowe ustawienie fotorezystora. Jeżeli nie -

zmienić ustawienie reflektora w kierunku lewo-prawo tak, aby środek plamy świetlnej

(o maksymalnej światłości) znalazł sie na linii pionowej ekranu Włączyć

miernik.

- Jeżeli przyrząd optyczny nie ma miernika światłości, to pokrętłem ustawić ekran w

takie położenie, aby linia pozioma przechodziła przez środek plamy świetlnej. Ustawić

dokładnie reflektor w zakresie lewo - prawo tak, aby środek plamy świetlnej znalazł

sie na linii pionowej ekranu.

- Ustawić bęben na nadanie wartość h i włączyć światła mijania.

- Sprawdzić, czy granica cienia pokryła sie z pozioma linia na ekranie jeżeli

nie - odpowiednio zmienić ustawienie reflektora w kierunku góra - dół.

Pomiar metoda C

- Ustawić bęben na dana wartość h.

- Włączyć światła drogowe.

- Sprawdzić, czy środek plamy świetlnej znalazł sie na przecięciu linii ekranu, na

podstawie wskazań miernika światłości, w sposób opisany w metodzie B. Ustawienie

w kierunku góra - dół sprawdza sie obracając bęben w obie strony, natomiast w

kierunku lewo - prawo obracając pokrętłem fotorezystora. Jednocześnie należy

obserwować wskazania miernika, które powinny być największe w miejscu przecięcia

linii ekranu. W razie potrzeby przeprowadzić odpowiednia regulacje położenia

reflektora. Niezależnie od stosowanej metody pomiarowej należy po ustawieniu

reflektorów wykonać kontrole światłości dla świateł drogowych oraz przeprowadzić

próbę oślepienia światłami mijania.

Pomiar światłości

- Po włączeniu świateł drogowych bębnem sprowadzić ekran w takie położenie, aby

linia pozioma przechodziła przez środek plamy świetlnej.

Uwaga: Pomiar światłości wykonuje sie podczas pracy silnika ze średnia prędkością

obrotowa, jeżeli wymaga tego stan akumulatora.

Wcisnąć klawisz „POMIAR" świateł drogowych. W przypadku przekroczenia zakresu

11

należy postąpić w sposób opisany w metodzie B.

- Ustawić fotorezystor w takim punkcie ekranu, w którym wskazówka uzyskuje

największe wychylenie.

- Odczytać wskazana wartość w kandelach, oddzielnie dla lewego i prawego reflektora

(lub pary reflektorów).

Próba oślepiania

- Ustawić bęben w położeniu „GÓRA".

- Pokrętłem sprowadzić fotorezystor w skrajne lewe położenie, przeciwne ukośnej

kresce. Fotorezystor znajduje sie w punkcie odpowiadającym położeniu oczu

kierowcy pojazdu nadjeżdżającego z przeciwka

- Włączyć światła mijania i wcisnąć klawisz „POMIAR" światła mijania.

- Odczytać wskazana wartość w luksach.

Próba oślepiania dla świateł mijania

Pomocnicza skala na słupie przyrządu USP-20A/20B do ustawiania świateł mijania (1)

i świateł drogowych (2)

3. Przebieg ćwiczenia

Ćwiczenie rozpoczęliśmy od badania pozycji świateł zewnętrznych pojazdu Fiat Panda. W tym celu posłużyliśmy się układem KS-20B . Po wstępnym przygotowaniu pojazdu polegającym na zbadaniu ciśnienia kół jezdnych oraz dociążeniu pojazdu wg zaleceń producenta przystąpiliśmy do realizacji pomiaru. Wstępnie dokonaliśmy pomiaru wysokości H aby ustalić 1/8 tej wysokości na której ( mierząc od środka reflektora ) należy pozycjonować poziomą h ,po czym zbadaliśmy czy układ pomiarowy znajduję się w odpowiedniej pozycji względem badanego pojazdu po przez pozycjonowanie go względem błotników pojazdu, jako elementów symetrycznych. Po odpowiednim ustawieniu układu pomiarowego dokonaliśmy pomiaru pozycji świateł mijania wpierw prawego po czym lewego , następnie zbadaliśmy światła drogowe po przez sprawdzenie czy środek plamy świetlnej znajduje się dokładnie w środku skali pomiarowej urządzenia . Wszystkie spostrzeżenia zostały zanotowane - wg wniosków.

Podczas drugiej części ćwiczenia zapoznaliśmy się z układami do wyważania kół jezdnych( zdjętych z pojazdu) , znajdujących się w laboratorium pojazdów samochodowych, Wyważarkę do wyważania kompletnych kół jezdnych zdjętych z samochodu przedstawia rysunek 3. Elementami składowymi tego urządzenia są:

- silnik elektryczny (2) służący do napędu mechanizmu wyważającego,

- mechanizm wyważający (11), służący do wyważania dynamicznego,

- podnośnik (1) silnika, uruchamiany dźwignią nożną (15), umożliwiający odłączenie napędu od wału (6) wyważarki,

- hamulec (5) koła pasowego, włączany popychaczem (4) przez podniesienie silnika, umożliwiający szybkie zatrzymanie wału wyważarki.

Na rysunku 4 przedstawiony został mechanizm wyważający. Przy jego pomocy można określić miejsce i wielkość dynamicznego niewyważenia koła jezdnego.

Przed przystąpieniem do badania wyważenia koła jezdnego należy je odpowiednio przygotować .

Przygotowanie to polega na:

- sprawdzeniu, czy koło jest czyste i suche,

- sprawdzeniu ciśnienia i doprowadzeniu go do wartości nominalnej, zgodnie z instrukcją fabryczną,

- sprawdzeniu, czy bicie promieniowe i osiowe nie przekracza wartości dopuszczalnych.

Sprawdzenie bicia koła jezdnego przeprowadza się po jego zamocowaniu na wale

wyważarki, mocując czujnik w odpowiedniej odległości od sprawdzanego elementu.

4. Wnioski

Badanie oświetlenia pojazdu jest procedurą precyzyjną wymagającą odpowiedniej wiedzy o układzie dedykowanemu temu badaniu. Realizując nasze badanie określiliśmy iż reflektor lewy świeci nieco za wysoko natomiast reflektor prawy zbyt w lewo i również zbyt wysoko. Wyważanie kół to proces polegający na wyśrodkowaniu środka masy i momentu bezwładności koła jezdnego względem jego środka obrotu. Przedłożone nam maszyny przeznaczone do realizacji tego procesu są maszynami w przypadku których operator musiał w pewnym stopniu znać się na drganiach mechanicznych , Dzisiejsze komputerowe wyważarki są na tyle inteligentne iż wyręczają operatora w kwestii wiedzy teoretycznej i sprowadzają jego rolę do wbicia odważnika o przedłożonej masie w wyznaczoną przez maszynę część obręczy koła, Rozwiązanie to znacznie skraca i ułatwia czas realizacji procesu wyważania.

12

---