Badanie geometri układu kierowniczego sprawko

Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy Im. J.J. Śniadeckich w Bydgoszczy.

Badania Pojazdów

„Badanie Geometrii układu kierowniczego”

Transport Drogowy

Grupa E (podgrupa 1)

Semestr VI

Kaczmarek Patryk

Małkowska Monika

Michalska Paulina

Sołtys Krzysztof

Śmigaj Paulina

Zacharzewski Jacek

1. Wstęp Teoretyczny

Do podstawowych parametrów ustawienia kół kierowanych należą:

a) Zbieżność kół
b) Kąt pochylenia koła (alfa)
c) Kąt pochylenia osi sworznia zwrotnicy (beta)
d) Kąt wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy (gama)

Zbieżności kół - możemy zdefiniować jako różnicę odległości pomiędzy krawędziami obręczy mierzonymi z przodu i z tyłu. Pomiar odbywa się w płaszczyźnie poziomej, która przechodzi przez środki obrotu kół. Możemy tu wyróżnić dwa przypadki:

a) A<B (rys.1.) zbieżność
b) A>B-ten wariant nazywamy rozbieżnością.

Rysunek 1. Schemat zbieżności kół.

Określenie zbieżności (rozbieżności) może być w [mm] lub w mierze kątowej, przy czym miara kątowa odnosi się do tzw. zbieżności połówkowej. Wartość zbieżności podlega regulacji w każdym samochodzie. W pojazdach z tylnym napędem jest ona zazwyczaj dodatnia, a przy napędzie przedniej osi bliska zeru lub nawet ujemna (rozbieżność).

Zbieżność nie ma nic wspólnego z tzw. ściąganiem samochodu, dlatego że parametr ten dotyczy pary kół a nie tylko jednej strony. Należy jeszcze dodać , że badanie zbieżności winno być przeprowadzane każdorazowo po wymianie któregoś z elementów przedniego zawieszenia. Nie należy również zapominać, że złe ustawienie zbieżności skutkuje szybszym zużywaniem się ogumienia.

Kąt pochylenia koła (oznaczany jako alfa) to kąt zawarty między płaszczyzną symetrii koła a prostą prostopadłą do nawierzchni i równoległą do osi wzdłużnej samochodu.
Również i tu mamy do czynienia z dwoma przypadkami:

a) Koła górą rozchylone - kąt pochylenia koła jest dodatni
b) Koła dołem rozchylone - kąt pochylenia koła jest ujemny

Rysunek 2. Schemat kąta pochylenia koła.

Dzisiejsze pojazdy mają kąt pochylenia koła zerowy lub ujemny. Pozwala to zwiększyć obszar styku opony z jezdnią przy większej prędkości na zakręcie . Maksymalna różnica między kątami pochylenia kół tej samej osi nie powinna przekraczać 0,5 stopnia co zapewnia brak ściągania w bok podczas jazdy na wprost. Kąt pochylenia koła ma wpływ na pracę opony i na jej trwałość. Z tego powodu wartość kąta nie powinna przekraczać 4^o także przy pełnym ugięciu zawieszenia. Zbyt duże dodatnie pochylenie koła powoduje szybsze zużywanie się zewnętrznego barku opony, a zbyt duże ujemne pochylenie - wewnętrznego.

Kąt pochylenia osi sworznia zwrotnicy (oznaczany jako beta) to kąt zawarty pomiędzy prostą poprowadzoną przez sworzeń zwrotnicy a prostą prostopadłą do nawierzchni. Przy prowadzeniu kół z wykorzystaniem kolumny McPhersona przez oś sworznia zwrotnicy należy rozumieć prostą przechodzącą przez przegub wahacza i górne łożysko amortyzatora. Regulacja tego parametru jest możliwa jedynie jednocześnie z regulacją kąta pochylenia koła. Bardzo ważna jest zależność obu wspomnianych wcześniej kątów. I tu także można wyróżnić dwa przypadki,

Rysunek 3. Schemat kąta pochylenia osi zwrotnicy.

a) Oś sworznia zwrotnicy przebija nawierzchnię po wewnętrznej stronie płaszczyzny symetrii koła - mamy wtedy dodatni tzw. promień zataczania.(rys.lewy)

b) Oś sworznia zwrotnicy przebija nawierzchnię po zewnętrznej stronie płaszczyzny symetrii koła - mamy wtedy ujemny tzw. promień zataczania.(rys.prawy)
W nowoczesnych pojazdach stosowany jest ujemny promień zataczania co pozwala na utrzymanie prostoliniowego kierunku jazdy podczas hamowania.

Rysunek 4. Dodatni i ujemny kąt pochylenia osi zwrotnicy.

Kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy (oznaczany jako gama) to kąt zawarty między osią sworznia zwrotnicy a prostą prostopadłą do nawierzchni, ale mierzony w płaszczyźnie równoległej do osi samochodu.

a) Punkt przecięcia osi sworznia zwrotnicy z jezdnią wyprzedza punkt styku opony z jezdnią - mamy wtedy dodatni kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy

b) Punkt przecięcia osi sworznia zwrotnicy z jezdnią jest za punktem styku opony z jezdnią - mamy ujemny kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy.

Rysunek 5. Kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy.

Ze skutków istnienia tego parametru wielu kierowców nie zdaje sobie sprawy, a to właśnie m.in. dzięki niemu koła powracają samoczynnie do jazdy na wprost po ich skręceniu. Musi być jednak zachowana właściwa kombinacja tego kąta z kątem pochylenia osi sworznia zwrotnicy. Wartość tego kąta, podobnie jak inne parametry, ulega zmianie w zależności od załadowania pojazdu (pełny bagażnik, pasażerowie na tylnej kanapie). Niewielkie ujemne wartości tych kątów spotkać można w autach z przednim napędem lub na wszystkie koła. Z kolei dodatnie wartości kąta wyprzedzenia stosuje się w samochodach z silnikiem z tyłu, napędzie na tylną oś.

Geometryczna oś jazdy jest to prosta (dwusieczna) dzieląca kąt zbieżności całkowitej kół tylnych na dwa równe kąty. Geometryczna oś jazdy pokrywa się z osią symetrii, jeżeli oś przednia i tylna są do siebie równoległe. Na ten parametr należy zwrócić szczególną uwagę przy badaniu samochodu powypadkowego. Nie równoległość osi kół jest to kąt między prostą przechodzącą przez oś przednią pojazdu a prostą prostopadłą do geometrycznej osi jazdy (rysunek po lewej). Istnieje także możliwość oceny tego parametru w postaci liniowej po odjęciu rozstawu osi po jednej i po drugiej stronie samochodu.
Nieśladowość kół definiuje właściwie sama nazwa. Parametr ten zwany także bocznym przestawieniem kół określa się najłatwiej wg. odpowiedniego schematu. Przy przesunięciu bocznym kół większym od 10 [mm] występuje ściąganie samochodu czy nadmierne zużycie ogumienia.

Rysunek 6. Geometryczna oś jazdy.

Przyrząd do badania ustawienia geometrii układu kierowniczego wykorzystany do badania:

Mechaniczno – optyczny GTO – Quatro jest przyrządem 4-ro czujnikowym (pomiar kątów względem geometrycznej osi jazdy), w których kąty poziome (zbieżność kół, nierównoległość osi, odchylenie geometrycznej osi jazdy od osi symetrii) mierzy się za pomocą projektora żarówkowego, a kąty pionowe (kąt pochylenia koła i wyprzedzenia sworznia zwrotnicy) w sposób mechaniczny – jako wskaźnik wykorzystano poziomicę, a odczytu dokonuje się na podziałkach umieszczonych na obrotowych pokrętłach.

Rysunek 7. Czujniki zamontowane na badanym obiekcie.

2. Dane Techniczne Badanego Pojazdu

Marka	Volkswagen
Model	Golf III 1.4
Model fabryczny	1H1
Pojemność silnika	1391 cm³
Moc silnika	44 kW/60 KM
Kod silnika	ABD
Rok Produkcji	1992r.
Rozstaw kół przód/tył	1478mm/1462mm
Rozstaw osi	2475mm
Ciśnienie w oponach	2,4 bar
Opony	Kleber Krisalp HP 175/70R13
Felgi	5,5Jx13H2 4x100 ET38