Современный автомобиль является сложной системой с обширным рядом параметров, определяющих его эксплуатационные показатели. Среди них особое место занимают параметры, характеризующие состояние ходовой части автомобиля, в частности:

—      углы схождения управляемых и неуправляемых колес;

—      углы развала управляемых и неуправляемых колес;

—      продольные и поперечные углы наклонов осей поворота колес;

—      соотношение углов поворота передних колес;

—      перекосы и смещения передней и задней оси.

Соответствие геометрии ходовой части конкретного автомобиля заданной оказывает существенное влияние на безопасность и качество его эксплуатации, а с точки зрения увеличения срока службы шин и пробега является определяющим. Как, например, установка колес с определенным развалом позволяет уменьшить необходимую величину поперечного наклона шкворня, вследствие чего уменьшаются радикальные нагрузки в соединении шкворня с цапфой, а также выбираются зазоры в колесных подшипниках. При наличии определенного угла развала колес уменьшается расстояние между точкой пересечения оси шкворня и точкой касания колеса с дорогой, что облегчает поворачиваемость колес. Кроме того, развал колеса компенсирует его наклон при возможном прогибе передней оси во время движения автомобиля с полной нагрузкой. Неправильная установка углов развала приводит к повышенному и неравномерному износу шин.

Поперечный наклон шкворня служит для повышения устойчивости колеса в среднем положении и также, как и развал, для облегчения поворачиваемое™ автомобиля. Продольный наклон шкворня служит для улучшения стабилизации управляемых колес в среднем положении, так как ось шкворня пересекает опорную поверхность впереди точки касания колеса с этой поверхностью. Вследствие этого колесо автоматически устанавливается всегда в направлении движения.

Схождение колес необходимо для устранения влияния сил сопротивления движению, которые стремятся несколько развернуть передние колеса вокруг осей их поворота (при приводе на задние колеса). Схождение колес компенсирует также вредное влияние развала, который заставляет передние колеса перемешаться не прямолинейно, а по некоторой окружности. Кроме того, схождение колес способствует устранению явления "виляния" передних колес (шимми) при больших скоростях движения автомобиля. Оптимальная установка угла схождения способствует наименьшему износу шин.

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо регулярно контролировать и регулировать углы развала и схождения колес, а после ударных воздействий проверять и восстанавливать продольный угол наклона оси поворота колес. Остальные углы установки колес автомобиля обеспечиваются конструкцией подвески и обычно регулировке не подлежат. Их отклонения от нормы, как и перекосы передней и задней осей, могут возникнуть только в результате аварий.

Устройство для измерений углов установки колес автомобилей УЛК - 2 (далее — устройство) предназначено для измерения углов развала и схождения передних и задних колес, а также измерения продольного угла наклона осей поворота управляемых колес автомобилей. Устройство может быть использовано как средство технического диагностирования при измерении и регулировке углов установки колес автомобилей на станциях технического обслуживания, в гаражных кооперативах и на автотранспортных предприятиях.

Вид климатического исполнения устройства УХЛ 3.1 для работы в атмосфере типа II (промышленная) по гост 15150-69. Устройство рассчитано на эксплуатацию в закрытых помещениях (гаражах) при температуре окружающего воздуха от плюс 10°С до плюс 35"С и среднего значения относительной влажности воздуха 80% при температуре плюс 15°С.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ УЛК-2

Тип устройства ..................................................................... стационарный

Диапазон измерения углов схождения, утл.град................................ ±4

Погрешность измерения углов схождения, угл.мин........................... ±5

Диапазон измерения углов развала, угл.град ...................................... ±2

Погрешность измерения углов развала, угл.мин............................... ±5

Диапазон измерения угла продольного наклона

оси поворота колеса, угл.град .......................................................... ±10

Погрешность измерения угла продольного наклона

оси поворота колеса, угл.мин ........................................................... ±15

Тип индикации........................................................................... визуальный

Допустимая ширина колеи проверяемого

автомобиля, мм............................................................. от 1200 до 1700

Допустимый диаметр обода проверяемых

колес, дюйм ........................................................................... от 12 до 19

Время непрерывной работы, не менее................................................... 8 ч

Потребляемая мощность, не более ...................................................... 2 Вт

Питание устройства: от сети переменного тока напряжением 220В±10%, частотой 50±1 Гц или постоянного 12 В (например, от автомобильной аккумуляторной батареи, которая подключается с соблюдением полярности к дополнительным клеммам блока питания). ВНИМАНИЕ!

Напряжение питания лазерного модуля 2,9+0,1 В (обеспечивается блоком питания, входящим в состав комплекта).

3.1. Комплект поставки УЛК-2

 

Наименование

Габариты, мм

Масса, кг.

Кол-во, шт.

Блок контроля углов

400x320x130

3,5

2

Держатель зеркал

440x280x150

2

2

Подставка для БКУ

430x250x35

2

2

Направляющие

450x14

0,55

4

Анкерные болты

150x70x12

0,3

8

Круг поворотный

380x380x50

9

2

Комплект крепежа

-

0,5

1

Рук-во по эксплуатации

-

-

1

ЗИП: Зеркало

160x3

0,15

2

 

 

4. ПРИНЦИП РАБОТЫ И КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА УЛК-2

4.1.       Устройство состоит из стационарно расположенных, конструктивно законченных и функционально связанных между собой блоков контроля углов (БКУ), держателей зеркал и поворотных кругов.

Принцип работы устройства основан на формировании в пространстве опорных лазерных пучков, которые отражаются от закрепленных на колесах автомобиля зеркал, и визуальной регистрации положения пятна каждого отраженного пучка на координатной сетке экрана БКУ.

4.2.    В процессе эксплуатации автомобиля его колеса занимают определенное положение, характеризующееся рядом угловых параметров, представленных на рис. 1.

4.3.     Принцип измерения углов колес автомобиля лазерным устройством поясняется на рис. 2 (вид сверху), где представлено взаимное расположение составных элементов устройства и колес автомобиля.

Предварительно БКУ и поворотные круги симметрично располагают по обе стороны смотровой ямы. Затем с помощью оптической системы улк-2 на выходе БКУ (1) формируются пучки лазерного излучения (2), которые направляют через середину поворотных кругов. Автомобиль устанавливают на смотровой яме таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с продольной осью смотровой ямы, а передняя ось проходила через середину поворотных кругов (6), то есть, передние колеса (4) должны находиться в их центре. Плоские зеркала (3) закрепляют на измеряемых колесах (4) и ориентируют плоскости зеркал перпендикулярно оси вращения колес. Отраженные от зеркал (3) лазерные пучки (2) попадают на экраны (5) БКУ. На экранах БКУ нанесены вертикальные и горизонтальные шкалы отсчета углов установки колес. Расстояния экранов (5) от зеркал (3) должны соответствовать угловой градуировке шкал БКУ (862+10мм). При этом, как следует из геометрии рис.1, по вертикальному смещению лазерных пучков определяют углы развала (а), а по горизонтальному - углы схождения (|3) колес.

При повороте колес с зеркалами траектория перемещения отраженного пучка на экране БКУ будет проходить под углом к горизонтальной линии, равным углу (у) продольного наклона оси поворота колеса.

Рис. 1.Геометрия угловых параметров управляемых колес автомобилей.


 

 

 

—              углы развала правого (al) и левого (а2) колеса;

—              углы схождения правого (|31) и левого ((32) колеса (традиционно угол схождения контролируется расстояниями А-В);

—              углы продольного наклона оси поворота правого (yl) и левого (у2) колеса;

—              углы поперечного наклона оси поворота правого (cpl) и левого (ср2) колеса;

Рис. 2.

Принцип контроля углов управляемых колес автомобиля лазерным

устройством УЛК .

1 — БКУ; 2 — пучки лазерного излучения; 3 — зеркала на держателе; 4 — управляемые колеса автомобиля; 5 — экраны для контроля; 6 — поворотные круги.

4.4.  Держатель зеркала.

Конструкция держателя зеркала представлена на рис.3. Держатель зеркала предназначен для крепления плоского зеркала (3) к ободу колеса автомобиля. Несущим элементом конструкции является кронштейн (1) с направляющими (2), по которым перемещается оправка (4) плоского зеркала и зажим (5). С помощью поворота ручки (6) держатель зеркала зацепами (7) крепится к ободу колеса автомобиля. Длина направляющих (2) определяет максимальный диаметр обода колеса автомобиля. С помощью винтов (8) осуществляется регулировка углового положения плоскости зеркала (3), диаметр которого равен 160 мм.

4.5.   Поворотный круг.

Поворотные круги предназначены для предотвращения смещения автомобиля и облегчения управления находящимися в состоянии покоя колесами автомобиля во время их поворота влево и вправо при проверки углов установки колес.

4.6.   Блок контроля углов.

БКУ предназначен для формирования в пространстве опорного лазерного пучка и регистрации положения отраженного зеркалом пучка лазерного излучения на координатной сетке экрана для измерения углов установки колес.

Общий вид БКУ представлен на рис. 4. Несущим элементом конструкции служит основание (2), которое перемещается по направляющим (7), закрепленным на подставке (1). На лицевой панели (3) БКУ расположены шкала (5) с координатной сеткой и две боковые шкалы (4), на которых производится визирование проекции пучка лазерного излучения. Поворотное устройство (6) закреплено на подставке (2). Внутри поворотного устройства (6) расположены лазерный излучатель и оптические элементы формирования опорного лазерного пучка, который выходит наружу через отверстие в центре лицевой панели (3).

На преобразователе напряжения (8) расположены тумблер (9), индикатор (10) и клеммы подключения аккумуляторных батарей 12 В (11). С помощью кабеля (12) и преобразователя напряжения (6) БКУ подсоединяется к сети питающего напряжения, а с помощью анкерных болтов (13) крепится на бетонном основании около смотровой ямы.


 Рис. 3.


Держатель зеркала. 1- кронштейн; 2 - направляющие; 3 - плоское зеркало; 4 - оправа; 5-зажим; 6-ручка; 7 - зацепы крепежные; 8 -винты котировочные

 

Обший вид блока контроля углов. 1 — основание; 2 — подставка; 3 — лицевая панель; 4 — боковые шкалы; 5 — основная шкала; 6 — поворотное устройство; 7 — направляющая; 8 — преобразователь напряжения; 9 — тумблер; 10 — индикатор; 11 — клеммы- 12В; 12 — кабель питания; 13 — анкерные болты.

 

5. УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СТЕНДА УЛК2.

Внимание! Надо помнить, что точность контролируемых параметров зависит от строгого соблюдения требований по установке, монтажу и порядку работы и эксплуатации устройства.

5.1. Рекомендуемый порадок установки и монтажа устройства.

5.1.1.  Подготовка осмотровой ямы.

Рекомендуемая форма осмотровой ямы и расположение устройства вокруг нее в общем виде показаны на рис. 6 приложения. В приложении приведены строительный и монтажный чертежи, а также вспомогательные эскизы по строительству ямы и монтажу устройства. Допускается использование осмотровой ямы другой формы при условии сохранения требований к посадочным местам и высотным отметкам мест крепления поворотных кругов, БКУ и направляющих швеллеров. Превышение (негоризонтальность) направляющих швеллеров и анкерных болтов контролируется с помощью оптического технического нивелира, возможно также применение гидростатических нивелиров и строительных (брусковых) уровней.

При установке направляющих швеллеров основное внимание следует уделить их точной ориентации параллельно продольной оси смотровой ямы и относительно посадочных мест поворотных кругов. Ширина рабочих полос швеллеров и их взаимное расположение должны соответствовать стандартной колее автомобилей "ОКА", "Жигули", "Волга" и "Газель", при этом расстояние между осевыми разметочными линиями на швеллерах составляет 1220, 1350, 1480 и 1700 мм, соответственно.

5.1.2.  Установка поворотных кругов.

Установите поворотные круги согласно монтажному чертежу. Проконтролируйте высотные отметки (негоризонтальность) рабочей поверхности верхнего фланца поворотных кругов с помощью гидростатического или оптического технического нивелира. Максимальное относительное превышение высотной отметки поверхности поворотного круга от высотной отметки поверхности швеллера должно быть не более ±1мм.

5.1.3.  Установка БКУ.

Установите БКУ на анкерные болты согласно монтажному чертежу. Линия, соединяющая отверстия для выхода лазерных пучков из центров экранов, должна проходить на высоте 300+Юмм над поверхностью поворотных кругов. Проконтролируйте высотные отметки (негоризонтальность) направляющих БКУ с помощью гидростатического или оптического технического нивелира. Относительное превышение должно быть не более+1 мм.

Примечание. Негоризонтальность направляющих определяют измерением превышений относительно друг друга двух крайних точек каждой направляющей. В случае превышения предела на 1 мм негоризонтальность направляющих устраняют с помощью гаек анкерных болтов. После устранения негоризонтальности направляющих гайки крепления подставки БКУ, расположенные на анкерных болтах, затягиваются накрепко. Одновременно проконтролируйте высотные отметки отверстий в центре экранов БКУ. Максимальное отклонение высот отверстий относительно друг друга не должно превышать ±1 мм.

5.2.  Требования к техническому состоянию проверяемого автомобиля.

5.2.1.  Не допускается:

—      люфт маятникового рычага на оси;

—подтекание жидкости и заклинивание штоков амортизаторов;

—  разрыв и предельная деформация сайлент-блоков рычагов подвески;

—      деформация нижних рычагов подвески и осей крепления;

—неравномерность износа протектора более 2 мм;

—   величина радиального и осевого биения передних колес более 3 мм.

5.3.  Должны соответствовать значениям и пределам, указанным в эксплуатационной документации на автомобиль:

—      давление воздуха в шинах;

—      осевой зазор в подшипниках передних колес;

—      люфт в опорах рычагов передних подвесок;

—      люфт в шарнирах рулевых тяг.

Масса автомобиля должна соответствовать массе снаряженного автомобиля.

5.4. Настройка устройства и порядок работы стенда улк-2.

5.4.1.  Перед заездом автомобиля установите левый и правый БКУ на направляющих в положение, соответствующее данному типу автомобиля.

5.4.2.      Подключите оба преобразователя напряжения БКУ к розеткам 220 В.

5.4.3.     Установите тумблер включения БКУ на преобразователе напряжения в положение" ВКЛ". При этом должны загореться инди­каторы, а из выходных отверстий экранов БКУ должно появиться лазерное излучение (контроль излучения по пятну отражения на листке бумаге или экране противоположного БКУ).

5.4.4.    Ручками управления поворотного устройства (поз.6, рис.4) левого БКУ наведите пятно лазерного излучения, выходящего из этого БКУ, таким образом, чтобы центр пятна лазерного излучения, падающего на правый БКУ, совпадал с центром выходного отверстия правого БКУ.

5.4.5.   Повторите операции по п. 5.4.4. настоящего руководства по эксплуатации для правого БКУ.

5.4.6.   Разместите измеряемый автомобиль так, чтобы его передние колеса находились в центрах опорных площадок (поворотных кругов), а продольная ось автомобиля была параллельна продольным осям направляющих. Обычно автомобиль заезжает по разметочным осевым линиям на швеллерах, предварительно нанесенных краской при монтаже устройства.

5.4.7.   Установите руль автомобиля в положение, соответствующее его движению по прямой. Зафиксируйте задние колеса автомобиля стояночным тормозом и выключите двигатель.

5.4.8.    Расположите держатель зеркала кронштейном вниз (поз.1, рис.3) и установите его на обод левого колеса автомобиля. Затем поднимите зажим 5 до упора, прижав его к верхней части обода колеса, и зафиксируйте данное положение поворотом ручки 6 на 90°-

5.4.9.   Проверьте надежность крепления держателя зеркала к ободу колеса легким подергиванием за направляющие.

При работе на устройстве УЛК-2 необходимо знать, что пятно лазерного излучения НЕ обязательно должно находиться по центру зеркала укрепленного на колесе автомобиля. Точность измерения углов НЕ зависит от места нахождения пятна на плоском зеркале см. рис.3.

5.4.10.  Проделайте операции по п.п. 5.4.8.-5.4.9. для правого колеса.

5.4.11.  Вывесьте передние колеса автомобиля с помощью домкратов или подъемных устройств.

5.4.12.      Установите плоскость зеркала перпендикулярно оси вращения левого колеса автомобиля. Для этого, прокручивая колесо автомобиля, убедитесь в том, что пятно излучения на экране левого БКУ описывает окружность, а затем отрегулируйте положение зеркала с помощью юстировочных винтов (поз.8, рис.3) так, чтобы при вращении колеса автомобиля пятно излучения на экране БКУ имело минимальное перемещение, в пределах одного деления экрана БКУ т.е., не более 2,5 мм.

5.4.13.  Проделайте операции по п. 5.4.12. для правого колеса.

5.4.14.       Установите поворотные круги (или проверьте их предварительную установку) так, чтобы их центры оказались под центрами колес, после чего опустите на них автомобиль.

5.4.15.       Произведите "прожатие" автомобиля, прикладывая несколько раз усилие в 40-60 кг сверху вниз сначала на задний, а затем на передний бамперы.

5.4.16.   Загрузите автомобиль согласно схеме загрузки для данной модели.

5.5 Измерение и регулировка углов установки передних колес автомобиля.

5.5.1. Измерение продольного угла наклона оси поворота передних колес. Принцип измерения этого угла поясняется на рис. 7а, 76.

5.5.1.1.    Вращением рулевого колеса автомобиля сместите пятно лазерного излучения на левую вертикальную шкалу правого БКУ и запомните его положение А.

5.5.1.2.    Вращением рулевого колеса автомобиля сместите пятно лазерного излучения на правую вертикальную шкалу правого БКУ и запомните его положение А'.

5.5.1.3.      Вычислите значение угла продольного наклона оси поворота правого колеса. Для этого необходимо вычесть показание правой боковой шкалы А' из показания левой боковой шкалы А.

5.5.1.4.   Произведите при необходимости регулировку продольного угла наклона оси поворота правого колеса автомобиля согласно рекомендациям завода изготовителя.

5.5.1.5.    Проделайте операции по п.п. 5.5.1.1.-5.5.1.4 для левого колеса.

ПРИМЕР измерения угла продольного наклона оси поворота правого колеса приведен на рис. 7а.

На левой боковой шкале правого БКУ пятно пучка лазерного излучения находится в точке А. Учитывая, что цена деления шкалы равна 15 угл. мин. показание шкалы равно 13°30'. На правой шкале пятно находится в точке А' следовательно, показание шкалы равно 9° 15' Для данного примера угол продольного наклона оси поворота правого колеса равен 13°30' - 9°15' = 4°15'. Угол наклона оси - положительный.

На рис. 76. приведен пример измерения угла продольного наклона оси поворота для левого колеса. Показание точки А' на правой боковой шкале БКУ равно 14°15'. Показание точки А левой боковой шкалы равно 8°. Следовательно угол продольного наклона поворота левого колеса равен 14°15'-80=6°15'. Угол наклона оси - положительный.

5.5.2. Измерение углов развала и схождения левого и правого колес автомобиля осуществляется путем проекции центра пятна лазерного излучения на вертикальной ("Развал") и горизонтальной ("Схождение") осях соответствующих шкал БКУ. Измерение углов развала и схождения левого и правого колеса автомобиля одинаков. Принцип измерения этих углов поясняется на рис.8а, 86, 8с.

5.5.2.1.  Установите руль автомобиля в положение соответствующее его движению по прямой .

5.5.2.2.   По центру пятна лазерного излучения на основной шкале БКУ измерьте развал для каждого колеса. Учитывая что цена деления шкалы развала равна 5', то для определения числового значения развала необходимо перемножить количество делений от нулевой горизонтальной оси О-О до центра пятна лазерного излучения на 5'.

Если пятно лазерного излучения находится выше нулевой горизонтальной оси 0-0 развал считается отрицательным, если пятно лазерного излучения находится на ниже нулевой горизонтальной оси 0-0 развал считается положительным, а если пятно лазерного излучения находится на нулевой горизонтальной оси 0-0 шкалы развал считается "нулевым".

ПРИМЕР измерения развала приведен на рис 8а.

Случай 1.

Развал отрицательный, т.к. пятно лазерного излучения находится в верхнем поле шкалы и удалено от горизонтальной нулевой оси 0-0 на 3 деления вверх, следовательно развал равен 15'.

Случай 2.

Развал положительный, т.к. пятно пучка находится в нижнем поле шкалы и удалено от горизонтальной нулевой оси 0-0 на 4 деления, следовательно развал равен 20'.

Случай 3.

Развал "нулевой", т.к. пятно лазерного излучения находится на нулевой горизонтальной оси О-О шкалы.

 

5.5.2.2. Углы схождения измеряются по центру пятна лазерного излучения на правом или левом поле основной шкалы БКУ. Левое поле шкалы находится влево от вертикальной нулевой оси О-О шкалы, правое - вправо от вертикальной нулевой оси 0-0 шкалы. Рис.86,с.

Для ЛЕВОГО колеса положительным схождением считается схождение при котором пятно лазерного излучения находится в правом поле шкалы, а отрицательным схождением - если пятно лазерного излучения находится в левом поле шкалы.

Для ПРАВОГО колеса положительным схождением считается схождение, при котором пятно лазерного излучения находится в левом поле шкалы, а отрицательным схождением - если пятно лазерного излучения находится в правом поле шкалы .

Учитывая, что цена деления шкалы схождения равна 5', для определения числового значения схождения необходимо перемножить количество делений вправо или влево от нулевой вертикальной оси 0-0 основной шкалы до центра пятна пучка на 5'.

ПРИМЕР измерения схождения ЛЕВОГО колеса. Рис .8Б.

СЛУЧАЙ 1.

Схождение отрицательное, т.к. пятно пучка находится в левом поле основной шкалы и удалено от вертикальной нулевой оси 0-0 на 4 деления, следовательно схождение равно 4x5'.=20'.

СЛУЧАЙ 2.

Схождение положительное, т.к. пятно пучка находится в правом поле основной шкалы и удалено от вертикальной нулевой оси 0-0 на

1 деление , следовательно схождение равно 1x5'.=5'.

СЛУЧАЙ 3.

Схождение "нулевое", т.к. пятно пучка находится на вертикальной нулевой оси 0-0.

ПРИМЕР измерения схождения ПРАВОГО колеса. Рис.8с.

СЛУЧАЙ 1.

Схождение положительное, т.к. пятно пучка находится в левом поле основной шкалы и удалено от вертикальной нулевой оси 0-0 на

2 деления, следовательно схождение равно 2x5—10'.

СЛУЧАЙ 2.

Схождение отрицательное так как пятно пучка находится в правом поле основной шкалы и удалено от вертикальной нулевой оси О-О на 2,5 деления, следовательно схождение равно 2,5x5' = 12,5'.

СЛУЧАЙ 3.

Схождение "нулевое", т.к. пятно пучка находится на вертикальной


 

 

Рис 8Б

нулевой оси О-О.

Более точным способом регулировки схождения колес является следующий.

Поворотом рулевого колеса добейтесь того чтобы пятно пучка попало на нулевую вертикальную ось О-О основной шкалы например ЛЕВОГО БКУ. Регулируя схождение ПРАВОГО колеса добейтесь такого положения пятна пучка на основной шкале ПРАВОГО БКУ которое соответствует паспортному значению схождения на данный автомобиль.

Поворотом рулевого колеса добейтесь того, чтобы пятно пучка попало на нулевую вертикальную ось 0-0 основной шкалы ПРАВОГО БКУ. Регулируя схождение ЛЕВОГО колеса добейтесь такого положения пятна пучка на основной шкале ЛЕВОГО БКУ которое соответствует паспортному значению схождения на данный автомобиль.

При необходимости производится регулировка угла развала согласно рекомендациям завода-изготовителя, записанным в технической документации на автомобиль. После регулировки угол развала контролируется повторно.

 Рис 8С.

 

Рис. 6. Общий вид устройства УЛК-2 после монтаже на смотровой яме



 

1 - смотровая яма; 2 - БКУ; 3 - ограничители; 4 - поворотные круги; 5 - направляющие швеллеры
 



 

Рис 7. Монтажный чертеж стенда УЛК-2.