(Részletek Dr. Lakatos István: Futóműdiagnosztika
könyvéből)
2. fejezet: Futóműbeállítási
jellemzők
A futómű diagnosztika
a kerék- és futómű-beállítási paraméterek méréstechnikája,
amelyhez elsőként a mérési viszonyítási rendszert
kell definiálni:
1. A
futómű-beállító készülékek a futómű geometriai jellemzői
közül számosat a gravitációs erőtér irányához
(a gravitáció-vektor által kijelölt függőleges irány)
viszonyítanak. Emiatt előfeltétel, hogy a mérés
során a jármű vízszintes síkon álljon.
2. A
többi futómű jellemző mérése pedig valamilyen – a
járműre jellemző – jellegzetes tengelyhez viszonyítva
történik.
Ez utóbbi kifejtéséhez
további definíciók szükségesek:
A legegyszerűbb lehetőség ebből a szempontból a jármű
szimmetria tengelye, amely már kétfejes mérőműszerek
esetében is alkalmazható (2.2. ábra). Ez
azonban az első tengely paramétereinek mérésekor
nem ad megfelelően pontos eredményt. A jármű ugyanis
a hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője
által meghatározott irányba halad.
Ezt az irányt nevezik tényleges menettengelynek
(2.2. ábra). Menet közben ugyanis a jármű
kormányzott kerekei ennek megfelelően állnak be
egyenes-menetben. Célszerű tehát, ha az első kerekek
beállítási paramétereit a tényleges menettengelynek
megfelelően mérjük meg.
A négy mérőfejes műszerek erre alkalmasak, hiszen
a hátsó két mérőfej által meghatározott tényleges
menettengely képezi az első kerekek mérésének alapját.
2.1. A kerékbeállítási paraméterek
A kerék-beállítási paraméterek
alapvetően befolyásolják a jármű egyenes- és ívmeneti
tulajdonságait, a tapadási viszonyokat és a gumiabroncsok
kopását.
A kerék-beállítási és kormányzási
paraméterek az alábbiak:
-
tengelytávolság,
- nyomtáv,
- kerékösszetartás,
- kerékdőlés,
- csapterpesztés,
- utánfutás,
- kanyarodási szögeltérés,
- maximális alákormányzási szög.
A
tengelytávolság az első tengely és a hátsó
tengely középvonala között mért távolságot jelenti
(2.2. ábra).
Többtengelyes járművek esetén az egyes
tengelytávolságokat elölről hátrafelé adják meg.
Nagyobb tengelytávolság esetén nagyobb hasznos teret
lehet kialakítani a járműben és jobb a menetkomfort
is. A jármű ilyenkor kevésbé érzékeny a bólintó lengésekre. Kis tengelytávolság esetén viszont könnyebben vehetők
be a szűk kanyarok.
Nyomtáv:
A
nyomtáv az azonos tengelyen levő kerekek talpfelület
középpontjainak távolsága (2.3. ábra).
Ikerkerekek
esetében az ikerkerék-középpontok közötti távolságot
értjük rajta.
A nyomtáv nagysága jelentős hatással van a jármű ívmeneti
tulajdonságaira. A nagyobb nyomtáv nagyobb ívmeneti
sebességet tesz lehetővé. A kereszt- és ferde-lengőkaros
független kerékfelfüggesztések esetében ki- és berugózáskor
nyomtáv-változás lép fel. Ez növeli a gördülési ellenállást
és az abroncskopást. Ilyen esetekben romlanak a jármű
egyenesmeneti tulajdonságai is.
Kerékösszetartás:
A kerékösszetartás a kétoldali
keréksíkok kerékpánt átmérőnyi hosszon vett távolságváltozásának
nagysága a vízszintes síkban. A definíció szerinti
mértékegysége mm. Amennyiben azonban a jármű
vonatkoztatási tengelyéhez (szimmetriatengely, tényleges
menettengely) viszonyítva mérjük, fok–szögperc
dimenzióban kapjuk meg értékét. Végül, ha a kerékpánt
átmérőnél nagyobb hosszra vonatkoztatjuk (pl. a tengelytávra),
akkor mértékegysége mm/m.
A kerékösszetartás pozitív, ha a kerékpántok távolsága
a menetirány szerint elől kisebb, mint hátul. Az egyedi
kerékösszetartás az egyik oldali kerék vonatkoztatási
tengellyel bezárt szögét jelenti.
Négyfejes műszer esetén a vonatkoztatási tengely a
hátsó tengelynél a jármű szimmetriatengelye, míg az
első tengelynél a tényleges menettengely (2.4.
ábra).
Amennyiben egy adott jármű hátsó tengelyének kerekeinél
az egyedi összetartás értékek nem azonosak, akkor
az első tengely kerekei által meghatározott szög szögfelezőjének
a tényleges menettengellyel párhuzamosnak kell lennie:
azaz az azonos egyedi kerékösszetartás értékeket a
tényleges menettengelyhez kell beállítani (2.4.
ábra). (Ilyenkor a jármű enyhén oldalazva halad
és a kormánykerék nem áll középhelyzetben.)
Egyenesmeneti helyzet:
A kormányzott kerekek egyenesmeneti
helyzetén azt értjük, ha az első kerekek egyedi
kerékösszetartása megegyezik (2.5. ábra).
Menettengely szög:
A
menettengely szög (2.6. ábra) a tényleges menettengely
és a jármű szimmetriatengelye által bezárt szög. Értéke
pozitív, ha a tényleges menettengely előre és balra
mutat. A jármű a tényleges menettengely által meghatározott
irányban halad egyenesen.
A tényleges menettengely helyzetét az alábbi paraméterek
határozzák meg:
- a hátsó kerekek kerékösszetartása,
- a hátsó tengely ferdeállása,
- a
hátsó tengely oldalirányú eltolódása.
Kerékdőlés:
A
kerékdőlés a kerék síkja és a jármű menetirányára
merőleges sík metszésvonalának a függőlegessel bezárt
szöge (2.7. ábra).
Értéke pozitív, ha a kerék a függőlegeshez képest kifelé
és negatív, ha befelé dől.
A dőlést fokban mérjük az alábbi peremfeltételek mellett:
- hátsó kerekek dőlése: egyenesmeneti helyzetben,
- első kerekek dőlése kormánykerék középhelyzetben
A kerékdőlés nem megfelelő értéke az alábbi hibákat
okozhatja:
- túlságosan nagy negatív kerékdőlés: nagy sebességnél
jobb oldalvezetés, de egyben növekvő tengelyterhelés
és túlhevülő a gumiabroncs,
- túlságosan kis mértékű kerékdőlés (pozitív): rosszabb
oldalvezetés, nagyobb mértékű abroncskopás.
Csapterpesztés:
A
csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala
(valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt
szög vetülete a menetirányra merőleges síkon ( 2.8.
ábra). Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felső
vége a függőlegestől befelé dől.
A csapterpesztés értéke alákormányzáskor megnő, ami
visszatérítő erőt eredményez.
A csapterpesztés nem megfelelő értékéből eredő
hibajelenségek:
- a csapterpesztés értéke túlságosan nagy: nagy kormányzási
erő-szükséglet,
- a csapterpesztés értéke túlságosan kicsi: rossz kormány-visszatérítő
hatás, gumiabroncs élettartam csökkenés,
- eltérő kétoldali csapterpesztés: az autó „elhúz”.
Utánfutás: (csaphátradőlés):
A
csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala
(valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt
szög vetülete a menetiránnyal párhuzamos függőleges
síkon ( 2.9. ábra).
Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felső vége a
függőlegestől hátrafelé dől.
Az utánfutás nem megfelelő értékéből eredő hibajelenségek:
- az utánfutás értéke túlságosan nagy (pozitív):
nagy kormányzási erő-szükséglet,
- az utánfutás értéke túlságosan kicsi (negatív):
rossz kormány-visszatérítő hatás, gumiabroncs élettartam
csökkenés,
- eltérő kétoldali utánfutás: az autó „elhúz”.
A csapterpesztés és az utánfutás értéke csupán
közvetetten, balra-jobbra 20 fokkal (illetve
egyes esetekben 10 fokkal) történő alákormányzás
során mérhető meg. Ennek részletes indoklása „A
közvetetten mérhető szögek meghatározásának elve”
című fejezetben található.
Kormánylegördülési sugár:
A
kormánylegördülési sugár (Ro jelölés az 2.10. ábrán)
a gumiabroncs felfekvési talpfelületének középpontja
és a meghosszabbított kormányzási tengely útfelülettel
alkotott metszéspontja közötti távolság.
A kormánylegördülési sugár nem megfelelő értékéből eredő
hibajelenségek:
- Pozitív kormánylegördülési sugár: stabil
egyenes menetet biztosít, de ellenkormányzáskor egyenlőtlen
fékhatást okoz,
- Negatív kormánylegördülési sugár: egyenlőtlen
fékhatás esetén automatikusan ellenirányú kormányelfordulást
okoz, a vezetőnek tehát erősen kell tartania a kormánykereket,
- Nulla értékű kormánylegördülési sugár: fékezésnél
történő oldalra húzáskor vagy defekt esetén megakadályozza
a zavaró erők átvitelét a kormánykerékre és ezzel
a nagy kormányzási erőigényt.
Kanyarodási
szögeltérés:
kanyarodási
szögeltérés a kétoldali kormányzott kerekek talpfelületének
elfordulási szögkülönbsége az egyik (általában a belső)
kerék 20 fokos bekormányzása esetén ( 2.11.
ábra). Szükségessége a külső és belső íven haladó
kerekek fordulási sugáreltéréséből adódik. A
kormányzási szögeltérés mérése a kormánytrapéz megfelelő
működéséről ad felvilágosítást ( 2.12. ábra).
A kanyarodási szögeltérés nem megfelelő értéke esetén
megnő az abroncskopás és ívmenetben a jármű kitörhet
a kanyarból.
Maximális alákormányzási
szög:
A
maximális alákormányzási szög a kerék középsík
és a jármű szimmetriatengelye által bezárt szöget
jelenti, bal- illetve jobboldali teljes alákormányzás
esetén (2.13. ábra).
Amennyiben a két irányban mérhető értéke nem egyezik
meg, különböző fordulási körátmérővel kell számolnunk
jobbra, illetve balra.
Egyesített szög:
Az
egyesített szög a kerékdőlés és a csapterpesztés
előjelhelyes összege (2.14. ábra). Az egyesített szög
tulajdonképpen „természetes” szög, mert két szára
a konstrukció által kijelölt irány:
- a kormányzási tengely (függőcsap-tengely vagy két
támasztópont közötti egyenes) és
- a keréksík egy átmérőjének iránya.
A csapterpesztés és a kerékdőlés szögei az egyesített
szög megosztásából származnak. A megosztást a gravitáció
iránya (függőleges) határozza meg.
Ebből következően akkor és csak akkor kapunk helyes
csapterpesztés és kerékdőlés értéket, ha az autó vízszintes
síkon áll. Ha az autó ferdén áll, akkor a műszer
helytelenül osztja ketté az egyesített szöget, annak
értékét azonban a ferde állás nem befolyásolja.
Az egyesített szög értéke elvileg nem változhat (kivéve
például a deformációt), de elfordulhat. Erre jó példa,
hogy ha a McPherson felfüggesztés felső bekötési pontja
mozdult el. Erre az alábbi mért adatsor utalhat:
|
1. eset |
2. eset |
kerékdőlés |
nagyobb, mint a névleges |
kisebb, mint a névleges |
csapterpesztés |
kisebb, mint a névleges |
nagyobb, mint a névleges |
egyesített
szög |
jó értékű |
jó értékű |
2.1. táblázat
Tehát az egyesített szög értéke akkor változhat meg,
ha deformálódnak azok a szerkezeti elemek, amelyek a
szög két szárának irányát határozzák meg (pl. a felfüggesztő
karok meggörbülnek).
Az 2.2. táblázat a deformációra utaló mérési
eredmény variációkat tekinti át (a táblázat alsó 5 sora
szerkezeti elem deformációra utal).
csapterpesztés |
kerékdőlés |
egyesített szög |
kisebb |
nagyobb |
OK |
nagyobb |
kisebb |
OK |
OK |
kisebb |
kisebb |
OK |
nagyobb |
nagyobb |
kisebb |
nagyobb |
nagyobb |
kisebb |
nagyobb |
kisebb |
kisebb |
kisebb |
kisebb |
2.2. táblázat: deformációra utaló mérési eredmények
Ezek a hibák az elhúzódott pontok kihúzatásával
(karosszériajavítás) vagy beépített segédelemekkel
(lásd „A beállíthatatlan futóművek beállítása”
című fejezet) korrigálhatók.
2.2. Tengelyhelyzet hibák
A tengelyhelyzet hibák gyűjtőkategóriába a rendellenes
első és hátsó tengelyhelyzeteket soroljuk.
Tengely ferdeállási szög:
a
tengely ferdeállási szög az azonos tengelyen lévő
keréktalppontokat összekötő egyenes és a tényleges menettengelyre
merőleges egyenes által bezárt szög ( 2.14. ábra).
A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerék tolódott
el előbbre.
A szög mind első, mind hátsó tengely esetén értelmezhető.
Keréktáveltérés:
A keréktáveltérés az első kerekek és a hátsó
kerekek talppontjait összekötő egyenesek által bezárt
szög (2.15. ábra). A szög értéke pozitív, ha
a jobboldali kerekek távolsága nagyobb, mint a baloldali
kerekeké.
Oldalankénti kerékeltolódás:
Az
oldalankénti kerékeltolódás a tényleges menettengely
és a jobb- illetve a bal-oldali kerekek talppontjait összekötő
egyenes által bezárt szög (2.16. ábra).
Értéke pozitív, ha a hátsó kerék az első
kerékhez képest kifelé tolódott el.
Nyomtávkülönbség:
A nyomtávkülönbség a baloldali
kerekek talppontjait és a jobboldali kerekek talppontjait
összekötő egyenesek által bezárt szög (2.17. ábra).
Értéke pozitív, ha a hátsó nyomtáv nagyobb, mint az
első.
Tengelyeltolódás:
A
tengelyeltolódás a nyomtávkülönbség szögének szögfelezője
és a tényleges menettengely által bezárt szög (2.18.
ábra). Értéke pozitív, ha a hátsó tengely jobbra tolódott
el.
A kimért tengelyhelyzet hibák a karosszériajavítás
előtt fontos információkkal szolgálhatnak. Ezek a rendellenességek
ugyanis általában mechanikai sérülésekre vezethetők vissza.
|