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 4o 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

Tabela nr1. Dane techniczne, wyposażenie i identyfikacja pojazdu.

Tabela nr2. Dane dotyczące ustawienia kół przednich.

3. Wyniki przeprowadzonych badań.

1. Kompensacja bicia:                                                         2. Zbieżność             

Tabela nr3. Kompensacja bicia kół.

Rysunek 8. Zbieżność koła prawego.                                                        Rysunek 9. Zbieżność koła lewego.                                         

4. Literatura i źródła.

www.mototechnika.republika.pl

www.forum.vwgolf.pl

Program serwisowy Bosh ESI tronic 9.1.0.4

Program serwisowy AUTOData 3.38