(Részletek Dr. Lakatos István: Futómûdiagnosztika
könyvébõl)
2. fejezet: Futómûbeállítási
jellemzõk
A futómû diagnosztika
a kerék- és futómû-beállítási paraméterek méréstechnikája,
amelyhez elsõként a mérési viszonyítási rendszert
kell definiálni:
1. A
futómû-beállító készülékek a futómû geometriai jellemzõi
közül számosat a gravitációs erõtér irányához
(a gravitáció-vektor által kijelölt függõleges irány)
viszonyítanak. Emiatt elõfeltétel, hogy a mérés
során a jármû vízszintes síkon álljon.
2. A
többi futómû jellemzõ mérése pedig valamilyen – a
jármûre jellemzõ – jellegzetes tengelyhez viszonyítva
történik.
Ez utóbbi kifejtéséhez
további definíciók szükségesek:
A legegyszerûbb lehetõség ebbõl a szempontból a jármû
szimmetria tengelye, amely már kétfejes mérõmûszerek
esetében is alkalmazható (2.2. ábra). Ez
azonban az elsõ tengely paramétereinek mérésekor
nem ad megfelelõen pontos eredményt. A jármû ugyanis
a hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezõje
által meghatározott irányba halad.
Ezt az irányt nevezik tényleges menettengelynek
(2.2. ábra). Menet közben ugyanis a jármû
kormányzott kerekei ennek megfelelõen állnak be
egyenes-menetben. Célszerû tehát, ha az elsõ kerekek
beállítási paramétereit a tényleges menettengelynek
megfelelõen mérjük meg.
A négy mérõfejes mûszerek erre alkalmasak, hiszen
a hátsó két mérõfej által meghatározott tényleges
menettengely képezi az elsõ kerekek mérésének alapját.
2.1. A kerékbeállítási paraméterek
A kerék-beállítási paraméterek
alapvetõen befolyásolják a jármû egyenes- és ívmeneti
tulajdonságait, a tapadási viszonyokat és a gumiabroncsok
kopását.
A kerék-beállítási és kormányzási
paraméterek az alábbiak:
-
tengelytávolság,
- nyomtáv,
- kerékösszetartás,
- kerékdõlés,
- csapterpesztés,
- utánfutás,
- kanyarodási szögeltérés,
- maximális alákormányzási szög.
A
tengelytávolság az elsõ tengely és a hátsó
tengely középvonala között mért távolságot jelenti
(2.2. ábra).
Többtengelyes jármûvek esetén az egyes
tengelytávolságokat elölrõl hátrafelé adják meg.
Nagyobb tengelytávolság esetén nagyobb hasznos teret
lehet kialakítani a jármûben és jobb a menetkomfort
is. A jármû ilyenkor kevésbé érzékeny a bólintó lengésekre. Kis tengelytávolság esetén viszont könnyebben vehetõk
be a szûk kanyarok.
Nyomtáv:
A
nyomtáv az azonos tengelyen levõ kerekek talpfelület
középpontjainak távolsága (2.3. ábra).
Ikerkerekek
esetében az ikerkerék-középpontok közötti távolságot
értjük rajta.
A nyomtáv nagysága jelentõs hatással van a jármû ívmeneti
tulajdonságaira. A nagyobb nyomtáv nagyobb ívmeneti
sebességet tesz lehetõvé. A kereszt- és ferde-lengõkaros
független kerékfelfüggesztések esetében ki- és berugózáskor
nyomtáv-változás lép fel. Ez növeli a gördülési ellenállást
és az abroncskopást. Ilyen esetekben romlanak a jármû
egyenesmeneti tulajdonságai is.
Kerékösszetartás:
A kerékösszetartás a kétoldali
keréksíkok kerékpánt átmérõnyi hosszon vett távolságváltozásának
nagysága a vízszintes síkban. A definíció szerinti
mértékegysége mm. Amennyiben azonban a jármû
vonatkoztatási tengelyéhez (szimmetriatengely, tényleges
menettengely) viszonyítva mérjük, fok–szögperc
dimenzióban kapjuk meg értékét. Végül, ha a kerékpánt
átmérõnél nagyobb hosszra vonatkoztatjuk (pl. a tengelytávra),
akkor mértékegysége mm/m.
A kerékösszetartás pozitív, ha a kerékpántok távolsága
a menetirány szerint elõl kisebb, mint hátul. Az egyedi
kerékösszetartás az egyik oldali kerék vonatkoztatási
tengellyel bezárt szögét jelenti.
Négyfejes mûszer esetén a vonatkoztatási tengely a
hátsó tengelynél a jármû szimmetriatengelye, míg az
elsõ tengelynél a tényleges menettengely (2.4.
ábra).
Amennyiben egy adott jármû hátsó tengelyének kerekeinél
az egyedi összetartás értékek nem azonosak, akkor
az elsõ tengely kerekei által meghatározott szög szögfelezõjének
a tényleges menettengellyel párhuzamosnak kell lennie:
azaz az azonos egyedi kerékösszetartás értékeket a
tényleges menettengelyhez kell beállítani (2.4.
ábra). (Ilyenkor a jármû enyhén oldalazva halad
és a kormánykerék nem áll középhelyzetben.)
Egyenesmeneti helyzet:
A kormányzott kerekek egyenesmeneti
helyzetén azt értjük, ha az elsõ kerekek egyedi
kerékösszetartása megegyezik (2.5. ábra).
Menettengely szög:
A
menettengely szög (2.6. ábra) a tényleges menettengely
és a jármû szimmetriatengelye által bezárt szög. Értéke
pozitív, ha a tényleges menettengely elõre és balra
mutat. A jármû 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.
Kerékdõlés:
A
kerékdõlés a kerék síkja és a jármû menetirányára
merõleges sík metszésvonalának a függõlegessel bezárt
szöge (2.7. ábra).
Értéke pozitív, ha a kerék a függõlegeshez képest kifelé
és negatív, ha befelé dõl.
A dõlést fokban mérjük az alábbi peremfeltételek mellett:
- hátsó kerekek dõlése: egyenesmeneti helyzetben,
- elsõ kerekek dõlése kormánykerék középhelyzetben
A kerékdõlés nem megfelelõ értéke az alábbi hibákat
okozhatja:
- túlságosan nagy negatív kerékdõlés: nagy sebességnél
jobb oldalvezetés, de egyben növekvõ tengelyterhelés
és túlhevülõ a gumiabroncs,
- túlságosan kis mértékû kerékdõlés (pozitív): rosszabb
oldalvezetés, nagyobb mértékû abroncskopás.
Csapterpesztés:
A
csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala
(valóságos vagy képzetes) és a függõleges által bezárt
szög vetülete a menetirányra merõleges síkon ( 2.8.
ábra). Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felsõ
vége a függõlegestõl befelé dõl.
A csapterpesztés értéke alákormányzáskor megnõ, ami
visszatérítõ erõt eredményez.
A csapterpesztés nem megfelelõ értékébõl eredõ
hibajelenségek:
- a csapterpesztés értéke túlságosan nagy: nagy kormányzási
erõ-szükséglet,
- a csapterpesztés értéke túlságosan kicsi: rossz kormány-visszatérítõ
hatás, gumiabroncs élettartam csökkenés,
- eltérõ kétoldali csapterpesztés: az autó „elhúz”.
Utánfutás: (csaphátradõlés):
A
csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala
(valóságos vagy képzetes) és a függõleges által bezárt
szög vetülete a menetiránnyal párhuzamos függõleges
síkon ( 2.9. ábra).
Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felsõ vége a
függõlegestõl hátrafelé dõl.
Az utánfutás nem megfelelõ értékébõl eredõ hibajelenségek:
- az utánfutás értéke túlságosan nagy (pozitív):
nagy kormányzási erõ-szükséglet,
- az utánfutás értéke túlságosan kicsi (negatív):
rossz kormány-visszatérítõ hatás, gumiabroncs élettartam
csökkenés,
- eltérõ kétoldali utánfutás: az autó „elhúz”.
A csapterpesztés és az utánfutás értéke csupán
közvetetten, balra-jobbra 20 fokkal (illetve
egyes esetekben 10 fokkal) történõ alákormányzás
során mérhetõ meg. Ennek részletes indoklása „A
közvetetten mérhetõ szögek meghatározásának elve”
címû 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 megfelelõ értékébõl eredõ
hibajelenségek:
- Pozitív kormánylegördülési sugár: stabil
egyenes menetet biztosít, de ellenkormányzáskor egyenlõtlen
fékhatást okoz,
- Negatív kormánylegördülési sugár: egyenlõtlen
fékhatás esetén automatikusan ellenirányú kormányelfordulást
okoz, a vezetõnek tehát erõsen kell tartania a kormánykereket,
- Nulla értékû kormánylegördülési sugár: fékezésnél
történõ oldalra húzáskor vagy defekt esetén megakadályozza
a zavaró erõk átvitelét a kormánykerékre és ezzel
a nagy kormányzási erõigényt.
Kanyarodási
szögeltérés:
kanyarodási
szögeltérés a kétoldali kormányzott kerekek talpfelületének
elfordulási szögkülönbsége az egyik (általában a belsõ)
kerék 20 fokos bekormányzása esetén ( 2.11.
ábra). Szükségessége a külsõ és belsõ íven haladó
kerekek fordulási sugáreltérésébõl adódik. A
kormányzási szögeltérés mérése a kormánytrapéz megfelelõ
mûködésérõl ad felvilágosítást ( 2.12. ábra).
A kanyarodási szögeltérés nem megfelelõ értéke esetén
megnõ az abroncskopás és ívmenetben a jármû kitörhet
a kanyarból.
Maximális alákormányzási
szög:
A
maximális alákormányzási szög a kerék középsík
és a jármû szimmetriatengelye által bezárt szöget
jelenti, bal- illetve jobboldali teljes alákormányzás
esetén (2.13. ábra).
Amennyiben a két irányban mérhetõ értéke nem egyezik
meg, különbözõ fordulási körátmérõvel kell számolnunk
jobbra, illetve balra.
Egyesített szög:
Az
egyesített szög a kerékdõlés és a csapterpesztés
elõjelhelyes összege (2.14. ábra). Az egyesített szög
tulajdonképpen „természetes” szög, mert két szára
a konstrukció által kijelölt irány:
- a kormányzási tengely (függõcsap-tengely vagy két
támasztópont közötti egyenes) és
- a keréksík egy átmérõjének iránya.
A csapterpesztés és a kerékdõlés szögei az egyesített
szög megosztásából származnak. A megosztást a gravitáció
iránya (függõleges) határozza meg.
Ebbõl következõen akkor és csak akkor kapunk helyes
csapterpesztés és kerékdõlés értéket, ha az autó vízszintes
síkon áll. Ha az autó ferdén áll, akkor a mûszer
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 felsõ bekötési pontja
mozdult el. Erre az alábbi mért adatsor utalhat:
|
1. eset |
2. eset |
kerékdõlés |
nagyobb, mint a névleges |
kisebb, mint a névleges |
csapterpesztés |
kisebb, mint a névleges |
nagyobb, mint a névleges |
egyesített
szög |
jó értékû |
jó értékû |
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 felfüggesztõ
karok meggörbülnek).
Az 2.2. táblázat a deformációra utaló mérési
eredmény variációkat tekinti át (a táblázat alsó 5 sora
szerkezeti elem deformációra utal).
csapterpesztés |
kerékdõlés |
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 futómûvek beállítása”
címû fejezet) korrigálhatók.
2.2. Tengelyhelyzet hibák
A tengelyhelyzet hibák gyûjtõkategóriába a rendellenes
elsõ és hátsó tengelyhelyzeteket soroljuk.
Tengely ferdeállási szög:
a
tengely ferdeállási szög az azonos tengelyen lévõ
keréktalppontokat összekötõ egyenes és a tényleges menettengelyre
merõleges egyenes által bezárt szög ( 2.14. ábra).
A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerék tolódott
el elõbbre.
A szög mind elsõ, mind hátsó tengely esetén értelmezhetõ.
Keréktáveltérés:
A keréktáveltérés az elsõ kerekek és a hátsó
kerekek talppontjait összekötõ 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 összekötõ
egyenes által bezárt szög (2.16. ábra).
Értéke pozitív, ha a hátsó kerék az elsõ
kerékhez képest kifelé tolódott el.
Nyomtávkülönbség:
A nyomtávkülönbség a baloldali
kerekek talppontjait és a jobboldali kerekek talppontjait
összekötõ egyenesek által bezárt szög (2.17. ábra).
Értéke pozitív, ha a hátsó nyomtáv nagyobb, mint az
elsõ.
Tengelyeltolódás:
A
tengelyeltolódás a nyomtávkülönbség szögének szögfelezõje
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
elõtt fontos információkkal szolgálhatnak. Ezek a rendellenességek
ugyanis általában mechanikai sérülésekre vezethetõk vissza.
|