Кудрин А.И. Технология технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей
advertisement
Министерство образования и науки Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Автомобильный транспорт и сервис автомобилей» 629.113(07) К888 А.И. Кудрин ТЕХНОЛОГИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ Учебное пособие к лабораторным работам Челябинск Издательский центр ЮУрГУ 2011 УДК 629.113.004.5(076.5) К888 Одобрено учебно-методической комиссией автотракторного факультета. Рецензенты: А.П. Маслов, Е.П. Гонтарев К888 Кудрин, А.И. Технология технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей: учебное пособие к лабораторным работам / А.И. Кудрин. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. – 44 с. Пособие предназначено для студентов автотракторного факультета дневной и заочной форм обучения специальностей 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство», 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» и направления 190500 «Эксплуатация транспортных средств» (бакалавр техники и технологии). Включает в себя описание конструкций и принципов действия устройств для контроля некоторых узлов и систем автомобилей, излагается последовательность действий при их проверке. Пособие может быть использовано как для выполнения лабораторных работ, так и для самоподготовки в процессе изучения дисциплины «Технология технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей». УДК 629.113.004(0765) © Кудрин, А.И., 2011 © Издательский центр ЮУрГУ, 2011 ВВЕДЕНИЕ Цель данного пособия – ознакомить студентов с методами, приёмами и средствами выполнения контрольно-диагностических и регулировочных работ при техническом обслуживании автомобилей. Одновременно, пособие является руководством к лабораторным работам цикла учебных дисциплин по технологии технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей. При выполнении лабораторных работ группа делится на 4 звена по 5–6 человек в каждом и обеспечивается методической, учебной и инструктивной литературой. Исходным и обязательным условием допуска студентов к выполнению лабораторных работ являются самостоятельная проработка материала данного учебного пособия и изучение конструкций узлов автомобиля, с которыми предстоит работа. В начале каждого занятия преподавателем проводится инструктаж по технике безопасности на рабочем месте. Об этом делается отметка в журнале установленной формы, в котором студенты расписываются. Студенты, не прошедшие инструктаж, к лабораторным работам не допускаются. Работу следует начинать с закрепления полученных в процессе самоподготовки знаний о конструкциях узлов автомобилей, визуального осмотра лабораторной установки, ознакомлением с её устройством и принципом работы. После этого переходят к непосредственному измерению параметров, выполнению, в случае необходимости, регулировочных работ и составлению черновика отчёта. Таким образом, программа лабораторной работы включает следующие этапы. 1. Инструктаж по технике безопасности на рабочем месте. 2. Изучение конструкции стенда или лабораторной установки и методики их использования. 3. Проведение измерений и регулировок. 4. Обработка результатов измерений, заполнение протоколов, формирование материала для оформления отчёта. Окончательный отчет составляется на основании черновиков после выполнения всех лабораторных работ. Отчёт пишется каждым студентом самостоятельно на одной стороне белой нелинованной бумаги формата А4 с приведением необходимых графиков, рисунков и таблиц. Оформление отчета производится в соответствии с требованиями СТО ЮУрГУ 04-2008 [1]. Ксерокопирование или выполнение иным машинным способом иллюстраций и текста не допускается. 3 1. БАЛАНСИРОВКА КОЛЕС АВТОМОБИЛЕЙ 1.1. Цель работы Расширить и закрепить знания о способах поддержания работоспособности автомобильных шин, об оборудовании для балансировки колёс, приобрести практические навыки в балансировке колёс. 1.2. Оборудование, приборы, инструмент Станок ММ-18, шина в сборе с диском, балансировочные грузы, набор инструмента. 1.3. Организация работы 1.3.1. Пройти инструктаж на рабочем месте и расписаться в журнале. 1.3.2. По литературным источникам изучить конструкции современных шин, их классификацию и маркировку, влияние эксплуатационно-технических факторов на их долговечность [2, 3]. 1.3.3. Изучить конструкцию станка ММ-18, ознакомиться с технологией балансировки колёс. 1.3.4. Выполнить балансировку колеса с использованием двух режимов: основного и режима «17», сравнить трудоёмкости операций. 1.3.5. Составить отчёт о лабораторной работе. 1.4. Меры безопасности 1.4.1. Перед началом работы на стенде убедиться в его исправности. 1.4.2. Не допускается касание руками и посторонними предметами вращающихся колеса и деталей установки. 1.4.3. При установке и снятии колеса, а так же балансировочных грузов, не допускается силовое воздействие на шпиндель. 1.5. Основные сведения Пневматические шины являются важнейшим элементом конструкции автомобиля, обеспечивающим сцепление с опорной поверхностью, передачу тяговых и тормозных сил, восприятие и смягчение ударов от неровностей дорожного покрытия, устойчивость, управляемость, плавность хода и безопасность движения. Затраты автоэксплуатационного предприятия на приобретение и ремонт шин достаточно велики. Например, для двухосного автомобиля стоимость шин составляет от 3 до 10 % от стоимости автомобиля, а на поддержание их в работоспособном состоянии расходуется до 20 % от суммы затрат на ТО и ТР автомобиля в целом. Все факторы ухудшения технического состояние шины можно разделить на эксплуатационные (нагрузка на колесо, скорость движения, мастерство вожде4 ния, температура окружающей среды и другие) и зависящие от службы технической эксплуатации (использование шин в соответствии с условиями эксплуатации и назначением, грамотное комплектование и монтаж шин на дисках, поддержание нормативного давления, периодическое извлечение из протектора инородных предметов, балансировка, правильные текущий ремонт, хранение новых и отремонтированных шин и многое другое). Предприятия-изготовители в зависимости от конструкции и назначения шин гарантируют их наработку в пределах от 25 до 70 тысяч км. При нарушении условий эксплуатации срок службы шин может снижаться во много раз. Особое место в долговечности шин занимают факторы технической эксплуатации, в том числе, правильная и своевременная балансировка колес. Статические и динамические нагрузки на шину при движении автомобиля изменяются в широких пределах. Динамические нагрузки от несбалансированных масс пропорциональны квадрату скорости и могут превышать статические в 5 – 7 раз, вызывая интенсивный неравномерный износ протектора. Неравномерный износ увеличивает дисбаланс и дальнейший процесс износа развивается лавинообразно, приводя шину в негодность. Балансировка колёс имеет огромное значение не только для долговечности шин, но и для подвески автомобиля. При эксплуатации автомобиля с колёсами, имеющими неудовлетворительную балансировку, срок службы подвески и подшипников колёс уменьшается в несколько раз. Кроме того, из-за появляющихся на больших скоростях гула и вибраций ухудшаются управляемость автомобиля и комфортность поездки. Различают статическую и динамическую неуравновешенности (дисбаланс) колёс. Статический дисбаланс имеет место, когда центр тяжести не совпадает с центром вращения колеса (рис. 1.1). Рис. 1.1. Схема статического дисбаланса: О – центр вращения; О′ – центр масс; m – неуравновешенная масса; G – сила веса; Р – центробежная сила 5 Статически уравновешенное колесо останавливается после вращения в безразличном (любом) положении, а неуравновешенное – в одном и том же, при котором неуравновешенная масса располагается под центром вращения. В процессе качения статически неуравновешенного колеса возникает центробежная сила P = mV 2 r , где m – масса неуравновешенного груза; V – скорость движения автомобиля; r – расстояние от центра неуравновешенной массы до оси вращения колеса. При этом положение неуравновешенной массы в пространстве непрерывно меняется и, как следствие, непрерывно изменяется направление вектора центробежной силы, под действием которой колесо то прижимается к дороге, то отрывается от неё. Динамический дисбаланс является следствием неравномерного распределения масс колеса относительно вертикальной плоскости симметрии (рис. 1.2). Рис. 1.2. Схема динамического дисбаланса: О–О′ – плоскость симметрии колеса; m – неуравновешенная масса; Р – центробежная сила; М – поперечный момент На динамически неуравновешенное колесо действует центробежная сила, точка приложения которой не лежит в плоскости симметрии колеса. Вследствие этого возникает момент, стремящийся повернуть колесо в поперечном направлении M = Pa = mV 2 r a , где a – расстояние от центра неуравновешенной массы до плоскости симметрии колеса. Этот момент вызывает боковое биение колеса и его качение с вилянием. В отличие от статического, динамический дисбаланс проявляется только в динамике, при вращении колеса. На практике почти всегда одновременно присутствуют как статический, так и динамический дисбалансы. Дисбаланс колеса на автомобиле зависит от размера и массы шины, точности её изготовления, радиального и бортового биений посадочных бортов и закраин обода, бортового и замочного колец, деформаций обода и диска, а также пра- ( ) 6 вильности монтажа диска на ступице. Дисбаланс часто возникает как следствие ремонта шин наложением заплат, манжет, пластырей, установкой грибков. Иногда причиной дисбаланса могут стать посторонние предметы (гвозди, болты, острые камни и т.п.), застрявшие в беговой дорожке протектора. Балансировку колёс производят установкой дополнительных грузов на обод с помощью зажимов или клея. На легкосплавных дисках колес применяются самоклеящиеся грузы. 1.6. Назначение, устройство и принцип действия станка ММ-18 1.6.1. Назначение станка Балансировка колес производится с помощью специальных станков. В лабораторной работе используется станок ММ-18, предназначенный для балансировки колес массой до 40 кг. На этом станке, как и на большинстве современных станков, балансировка производится без разделения на статическую и динамическую. Установочной базой колеса при его балансировке на станке является центральное отверстие диска. 1.6.2. Технические характеристики Масса балансируемой детали, не более, кг 40 Диапазон измеряемых значений неуравновешенной массы, г 0–999 Погрешность балансировки по остаточной массе в каждой из плоскостей коррекции, г ±5 Тип привода вращения ручной Частота вращения колеса при балансировке, об мин 70–80 Потребляемая мощность, Вт 10 Питание станка осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В через преобразователь постоянного тока напряжением 12 В. 1.6.3. Устройство и принцип действия Станок выполнен в виде стойки с вмонтированным в неё пультом индикации и ввода параметров (рис. 1.3). Балансируемое колесо 4 (рис. 1.4) надевается на шпиндель 5, центрируется с помощью установочного конуса 3 и через дистанционную втулку 2 поджимается гайкой 1. Колесо на станке раскручивается вручную. При вращении неуравновешенного колеса происходят колебания шпинделя на упругом подвесе 6. Они улавливаются датчиками величины 9 и положения 7 дисбаланса. Сигналы от датчиков обрабатываются микропроцессором 8. Результаты измерений высвечиваются на цифровых индикаторах пульта управления 11. Ввод информации о размере колеса и управление станком производятся с клавиатуры пульта. Звуковые импульсы, синхронные с частотой вращения колеса и сигналы о местах закрепления балансировочных грузов подаются звуковым излучателем 10. 7 Рис. 1.3. Балансировочный станок ММ-18: а) общий вид станка; б) пульт индикации и ввода параметров Рис. 1.4. Схема станка ММ-18: 1 – поджимная гайка; 2 – дистанционная втулка; 3 – установочный конус; 4 – планшайба; 5 – шпиндель; 6 – упругий подвес; 7 – датчик положения неуравновешенной массы; 8 – микропроцессор; 9 – датчик величины дисбаланса; 10 – звуковой излучатель; 11 – пульт индикации и ввода параметров; 12 – колесо Для питания электронной части станка использован преобразователь постоянного тока «Россия БП10-12», подключаемый к станку посредством штекерного разъёма. 8 1.7. Порядок выполнения работы 1.7.1. Установка колеса Для установки колеса на станок конус 3 (рис. 1.5) вставить в центральное отверстие диска и надеть их совместно на шпиндель. Придерживая колесо в этом положении, надеть на шпиндель дистанционную втулку 2 и навернуть на резьбовой конец шпинделя поджимную гайку 1. Вращением гайки через втулку и конус плотно прижать колесо к торцу планшайбы 4. Рис. 1.5. Комплект деталей для центровки и закрепления колеса: 1 – конус; 2 – дистанционная втулка; 3 – поджимная гайка 1.7.2. Подготовка измерительной системы к работе Включить источник питания в сеть 220 В, 50 Гц. Должны засветиться сегменты табло, а при повороте колеса по часовой стрелке на табло должны последовательно появляться цифры от 0 до 17. Если цифры не появляются, нажать одновременно на клавиши «СТ» и «ОТ» (см. рис. 1.3, б). Руководствуясь данными табл. 1.1, исходя из размерности шины, выбрать цифру кода колеса. Таблица 1.1 Коды автомобильных колёс Обозначение шины Марка автомобиля 155/80 R13 ВАЗ-2108 ВАЗ-2109 ВАЗ-2105 Москвич-412 ВАЗ-2106 ВАЗ-2115 АЗЛК-2141 ВАЗ-2121 165/80 R13 175/70 R13 165/80 R14 175/80 R16 Код колеса 1 2 3 4 5 Медленно вращать колесо по часовой стрелке до появления на табло выбранной цифры кода. Зафиксировать набранный код нажатием клавиши 9 «СТ» (стабилизация) и ввести его нажатием клавиши «ВВ» (ввод). Должны загореться нижние сегменты световых индикаторов. Система готова к работе. Если код выбран неверно, необходимо нажать клавишу «ОТ» (отмена) и повторить процедуру набора и ввода кода. Если размерность колеса неизвестна, следует использовать режим «17». 1.7.3. Балансировка колеса с использованием основного режима работы За рукоятку поджимной гайки раскрутить колесо до частоты 70–80 1/мин. В процессе раскручивания колеса на табло пульта должны загореться сначала средние (рис. 1.6, а), а затем – верхние (рис. 1.6, б) сегменты. Рис. 1.6. Загорание сегментов табло по мере раскручивания колеса При каждом обороте колеса будет раздаваться короткий одиночный звуковой сигнал. После загорания верхних сегментов, прекратить раскручивание и оставить колесо свободно вращаться. Во избежание травм категорически запрещается проводить повторную раскрутку в состоянии вращающегося шпинделя. По мере выбега колеса на табло должны погаснуть верхние и загореться средние сегменты, а затем – высветиться знак первой плоскости коррекции и цифра массы балансировочного груза (рис. 1.7, а). После этого колесо можно остановить. Если произошел сбой, перед повторной раскруткой необходимо затормозить шпиндель и повторить действия, начиная с набора на табло цифры кода колеса (см. п. 1.7.2). Из имеющегося набора грузов методом взвешивания подобрать груз требуемой массы. Точное место установки груза определяют по моменту появления звукового сигнала при медленном повороте колеса. Одновременно, напротив цифр величины дисбаланса, под знаком плоскости коррекции загораются два горизонтальных сегмента в виде символа (═). 10 Рис. 1.7. Данные для балансировки колеса в первой а) и второй б) плоскостях коррекции: 1 – знак плоскости коррекции; 2 – масса балансировочного груза Не изменяя положения колеса, груз установить в верхней части диска колеса в первую плоскость коррекции дисбаланса колеса, расположенную снаружи от станка, со стороны поджимной гайки (рис. 1.8, а). Рис. 1.8. Установка балансировочных грузов в первую а) и вторую б) плоскости коррекции Для того, чтобы узнать массу груза для установки во вторую плоскость коррекции – нажать клавишу 1/2 (см. рис. 1.7). Должны появиться величина дисбаланса и знак второй плоскости коррекции (см. рис. 1.7, б ). Подобрать массу груза и при повороте колеса по звуковому сигналу и появляющимся горизонтальным сегментам на табло, определить место установки груза. Вторая плоскость коррекции расположена на поверхности диска, обращенной к станку, а груз устанавливается в верхней части диска колеса (рис. 1.8, б ). Для проверки качества балансировки выйти в начало процесса одновременным нажатием клавиш «СТ» и «ОТ». Раскрутить колесо, снять показания величин дисбаланса по первой и второй плоскостям коррекции. Сравнить полученные результаты с первоначальными и убедиться в уменьшении дисбаланса. Балансировка считается удовлетворительной, если величина дисбаланса в каждой из плоскостей не превышает 5 г. 11 1.7.4. Балансировка колеса с использованием режима «17» С помощью метода трех пусков (режим «17») на станке можно осуществить балансировку тел вращения (диск, цилиндр, эллипсоид, усеченный конус и др.) из любого материала, если возможна его установка на шпиндель стенда и масса не превышает 40 кг. Этот же режим используется, если неизвестна или не сохранилась маркировка шины. Для работы в режиме «17» необходимо одновременным нажатием клавиш «СТ» и «ОТ» перевести систему в состояние выбора режима работы. Поворотом колеса установить на табло код «17». Нажатием клавиши «СТ» зафиксировать код. Если код выбран неверно – нажать клавишу «ОТ» и повторить ввод кода. Нажать клавишу ввода «ВВ»; при этом должны загореться нижние сегменты индикаторов табло. Раскрутить колесо по часовой стрелке до требуемой частоты вращения (см. п. 1.7.3) и в процессе его выбега дождаться появления на табло цифры «80» со знаком первой плоскости. Остановить шпиндель. Установить на диск колеса в первой плоскости коррекции груз массой 80 г, при этом угловое расположение груза значения не имеет. Нажать клавишу «ВВ». Раскрутить колесо, в процессе его выбега дождаться появления на табло цифры «80» со знаком второй плоскости. Остановить шпиндель и снять первый груз. Установить на колесо во второй плоскости коррекции груз весом 80 г, при этом угловое расположение груза значения не имеет. Нажать клавишу «ВВ». Раскрутить колесо до требуемой частоты вращения, дождаться появления на табло цифр, затормозить шпиндель и снять груз. На табло высветится значение первого, так называемого, тарировочного коэффициента (их четыре, и для дальнейшей работы они непосредственно не нужны; их можно пролистать нажатием на клавишу «1/2»). Как и в основном режиме работы, при методе трех пусков после коэффициентов на табло появляются значения величины дисбаланса в первой плоскости, а после нажатия клавиши «1/2» – во второй плоскости коррекции. Если необходимо продолжить работу в режиме «17» и измерить остаточную неуравновешенность данного или другого такого же колеса, достаточно нажать на клавишу «ВВ» и работать, как при балансировке с использованием основного режима работы (см. п. 1.7.3). Для выхода из режима «17» нажать одновременно клавиши «СТ» и «ОТ». 1.8. Содержание отчёта В отчёте привести следующие данные. 1. Краткое описание конструкции станка и принципа его действия. 2. Рисунки, поясняющие процесс колебания колеса при статической и динамической неуравновешенностях. 3. Краткое описание технологии балансировки автомобильного колеса с использованием основного режима и режима «17». 12 4. Результаты балансировки (оформить в виде табл. 1.2.). 5. Выводы и комментарии к работе. При оформлении отчета и в процессе подготовки к защите лабораторных работ, ответить на приведенные контрольные вопросы. Таблица 1.2 Результаты балансировки колеса Режим балансировки Основной Режим «17» Плоскость коррекции Величина дисбаланса, г до балансировки после балансировки 1 2 1 2 1.9. Контрольные вопросы 1. Как влияет дисбаланс колес на долговечность шин и подвески? 2. Что может стать причиной появления дисбаланса колеса? 3. Дать определение статического дисбаланса. 4. Дать определение динамического дисбаланса. 5. Какая сила появляется от неуравновешенной массы при вращении колеса? 6. Как зависит центробежная сила от величины неуравновешенной массы? 7. Как зависит центробежная сила от скорости? 8. Как зависит центробежная сила от радиуса вращения неуравновешенной массы 9. Как проявляется статический дисбаланс при вращении колеса? 10. Как проявляется динамический дисбаланс при вращении колеса? 11. Может ли статически неуравновешенное колесо иметь динамический дисбаланс? 12. Может ли колесо иметь одновременно статический и динамический дисбалансы? 13. Как устраняют дисбаланс колеса? 14. Как приводится во вращение колесо на станке ММ-18? 15. Какие исходные данные необходимо ввести с пульта станка перед балансировкой колеса? 16. Где расположена первая плоскость коррекции дисбаланса? 17. Где расположена вторая плоскость коррекции дисбаланса? 18. Какая величина дисбаланса автомобильного колеса является допустимой? 19. В каких случаях для балансировки используется режим «17»? 13 2. КОНТРОЛЬ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА 2.1. Цель работы Ознакомиться с оборудованием для контроля цилиндропоршневой группы (ЦПГ) и газораспределительного механизма (ГРМ) автомобильных двигателей внутреннего сгорания, получить практические навыки в контроле ЦПГ и ГРМ с помощью пневмотестера К-272. 2.2. Оборудование, приборы, инструмент Двигатель автомобиля ВАЗ-2101, пневмотестер К-272, приспособление для проворачивания коленчатого вала двигателя вручную, набор гаечных ключей, стетоскоп, источник сжатого воздуха давлением 0,3–0,8 МПа. 2.3. Организация работы 2.3.1.Пройти инструктаж на рабочем месте и расписаться в журнале. 2.3.2. По литературным источникам [4, 5] изучить методы контроля ЦПГ и ГРМ, обратить внимание на преимущества и недостатки каждого метода. 2.3.3. Изучить конструкцию пневмотестера К-272, ознакомиться с технологией контроля ЦПГ и ГРМ с помощью пневмотестера. 2.3.4.Проверить техническое состояние ЦПГ и ГРМ в соответствии с технологией, оценить трудоемкость контроля, рассмотреть методы поиска наиболее распространенных неисправностей. 2.3.5. Составить отчет о лабораторной работе. 2.4. Меры безопасности 2.4.1. Эксплуатация пневмотестера при входном давлении воздуха более 0,8 МПа не допускается. 2.4.2. При проверке цилиндров повышенным давлением необходимо принять меры для предотвращения вращения вала двигателя. При этом не допускается давление более 0,4 МПа. 2.4.3. При выполнении данной работы студенты находятся сбоку и сверху проверяемого двигателя. Им необходимо соблюдать осторожность, осмотрительность, проявлять неторопливость в движениях с тем, чтобы избежать случаев травматизма, порчи прибора и нарушения предписанной технологии. 2.5. Основные сведения От технического состояния ЦПГ и ГРМ во многом зависят пусковые качества двигателя, угар масла и токсичность отработавших газов. Известно несколько методов оценки технического состояния ЦПГ и ГРМ: по давлению в надпоршневом пространстве в конце такта сжатия (компрессии) при прокручивании коленчатого 14 вала от стартера; по количеству газов, прорвавшихся в картер двигателя при его работе; по току, потребляемому стартером в период пуска двигателя. Но, пожалуй, наибольшее распространение получил метод комплексной оценки ЦПГ и ГРМ по утечкам из надпоршневого пространства сжатого воздуха, подводимого извне (например, от компрессора). Метод нагляден и не требует сложного оборудования. Главным недостатком метода является сравнительно большая трудоемкость подготовительно-заключительных работ: выворачивание и заворачивание свечей или форсунок двигателя, установка поршня проверяемого цилиндра в верхнюю мертвую точку (ВМТ), подсоединение пневмотестера. Однако по сравнению с другими методами (например, оценка ЦПГ измерением компрессии) он обеспечивает достаточно высокую точность контроля и позволяет путем замера относительной утечки воздуха, вводимого в цилиндр через отверстие свечи зажигания или форсунки, при неработающем двигателе определять техническое состояние пары поршень–цилиндр, клапанов ГРМ и прокладки головки блока цилиндров (ГБЦ). Величина относительной утечки воздуха определяется величиной остаточного давления в камере 3 (рис. 2.1). Приток сжатого воздуха в эту камеру осуществляется от отдельного компрессора или из цеховой пневмомагистрали после редуктора давления 6 через калиброванный жиклер 5 и штуцер 2, а отток – через зазоры между поршнем и цилиндром 1, а также через неплотности в клапанах и в прокладке головки блока. Рис. 2.1. Схема пневмотестера: 1 – цилиндр; 2 – штуцер; 3 – камера; 4 – манометр; 5 – жиклер; 6 – редуктор давления; 7 – воздушный кран Если утечек воздуха из надпоршневого пространства нет, манометр 4 покажет давление, на которое отрегулирован редуктор. Если герметичность надпоршневого пространства равна нулю, то и манометр покажет нулевое давление. Промежуточные показания манометра будут соответствовать некоторой частичной герметичности надпоршневого пространства. 15 Если давление, показываемое манометром, меньше определенного значения, герметичность надпоршневого пространства считают неудовлетворительной, и двигатель отправляют в ремонт. В случае необходимости поэлементного контроля место утечек сжатого воздуха определяют по его шипению путем прослушивания двигателя с помощью стетоскопа или фонендоскопа. Например, при изношенных деталях ЦПГ, особенно поршневых кольцах, в маслозаливной горловине будет слышен шум воздуха, прорывающегося из камеры сгорания в картер. При нарушении герметичности впускных клапанов слышен шум воздуха во впускном коллекторе (при снятом воздухоочистителе) или отверстии свечи одного из цилиндров, где открыт в данном положении впускной клапан. Если неплотно прилегают выпускные клапана, шипение воздуха слышно в выпускном коллекторе или в отверстии свечи цилиндра, где открыт выпускной клапан. В случае негерметичности прокладки ГБЦ видны пузырьки воздуха в плоскости разъема блока и головки блока либо в открытой горловине радиатора слышен характерный булькающий шум воздуха, проникающего из надпоршневого пространства в систему охлаждения. При неработающем пневмотестере воздушная магистраль перекрывается краном 7. 2.6. Назначение, устройство и принцип действия пневмотестера 2.6.1. Назначение пневмотестера Пневмотестер К-272 предназначен для комплексной оценки технического состояния элементов, обеспечивающих герметичность надпоршневого пространства двигателей внутреннего сгорания путем относительного замера утечек сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр извне через отверстие свечи зажигания бензинового или форсунки дизельного двигателей. В случае необходимости с помощью дополнительных устройств, входящих в комплект пневмотестера, возможен поэлементный органолептический контроль ЦПГ и ГРМ методом обнаружения мест утечек сжатого воздуха. 2.6.2. Технические характеристики Объем цилиндров контролируемых двигателей, дм3 Давление подводимого сжатого воздуха, МПа Масса пневмотестера вместе с комплектом принадлежностей, кг 1,3–10,9 0,3–0,8 2,6 2.6.3. Устройство и принцип действия пневмотестера Пневмотестер (рис. 2.2) состоит из блока питания 1, указателя 2 и быстросъемной муфты 3, соединенных воздуховодами (на рисунке не показаны). Блок питания представляет собой редуктор давления с фильтром тонкой очистки. Указатель 2 объединяет в себе жиклер и манометр. В качестве жиклера применена корундовая втулка с отверстием 1,2 мм, завальцованная во входном штуцере. Быстросъемная муфта 3 служит для подключения пневмотестера к штуцеру 4, вворачиваемого в свечное отверстие цилиндра. Для предотвращения расхода воз16 духа в отключенном состоянии муфта снабжена запорным клапаном. Другая такая же муфта служит для подвода сжатого воздуха к блоку питания. С помощью этой муфты сжатый воздух может подаваться через штуцер 4 непосредственно в проверяемый цилиндр. Воздуховоды выполнены из гибкой поливинилхлоридной трубки с внутренним диаметром 8 мм. Рис 2.2. Пневмотестер К-272: 1 – блок питания; 2 – указатель; 3 – муфта; 4 – штуцер Проверка герметичности основана на контроле давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр. Сжатый воздух из магистрали под давлением поступает в фильтр тонкой очистки и далее в редуктор, который понижает и стабилизирует давление на рабочем уровне. Установка рабочего давления производится вращением головки регулировочного винта блока питания 1 (см. рис. 2.2) при нулевом расходе воздуха через пневмотестер. После редуктора воздух через жиклер, воздуховоды, муфту и штуцер поступает в проверяемый цилиндр двигателя. Падение давления на жиклере пропорционально расходу воздуха через проверяемый цилиндр. Таким образом, давление после дросселя, измеряемое манометром указателя 2 (см. рис. 2.2), является показателем герметичности цилиндра. В комплект принадлежностей входит сигнализатор (свисток), предназначенный для обнаружения такта сжатия в цилиндре и установки поршня в ВМТ. 2.7. Порядок выполнения работы 1 2.7.1. Подготовка пневмотестера к работе Включить компрессор пневмомагистрали. По контрольному манометру магистрали при закрытом вентиле подачи воздуха в трубопроводы пневмотестера проконтролировать доведение давления до 0,3…0,8 МПа. Во избежание перегрузки манометра пневмотестера перед подачей давления отвернуть головку регулиро17 вочного винта блока питания. Подключить пневмотестер к магистрали, открыв вентиль подачи воздуха 7 (см. рис. 2.1). Вращением головки регулировочного винта блока питания установить рабочее давление 0,16 МПа и проверить герметичность соединений. Проверить правильность установки рабочего давления путем нескольких сбросов, соединяя муфту 3 со штуцером 4 (см. рис. 2.2). При измерении давления шкала манометра должна находиться в вертикальном положении. Отсоединить штуцер. 2.7.2. Контроль цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма Вывернуть свечу первого цилиндра и вместо нее ввернуть штуцер. Установить на штуцер сигнализатор (свисток) (рис. 2.3, а) и осторожно вручную вращая коленчатый вал за храповик шкива, вывести поршень в ВМТ такта сжатия. В начале такта сжатия, после закрывания впускных и выпускных клапанов, начнется звучание свистка, а в конце такта сжатия, при подходе поршня к ВМТ, свист должен прекратиться. Снять свисток, с помощью быстросъемной муфты подключить пневмотестер к штуцеру (рис. 2.3, б) и подать в цилиндр сжатый воздух под рабочим давлением 0,16 МПа. Рис. 2.3 Установка принадлежностей пневмотестера на двигатель: а) при установке поршня в ВМТ; б) при контроле двигателя; 1 – свисток; 2 – штуцер; 3 – быстросъемная муфта Считать со шкалы манометра показания давления в надпоршневом пространстве. Герметичность цилиндров для всех типов двигателей считается удовлетворительной, если давление не менее 0,11 МПа. Если давление менее 0,11 МПа, для определения мест утечки подать в цилиндр через штуцер напрямую, минуя блок питания и указатель пневмотестера, сжатый воздух повышенного (сетевого) давления, но не более 0,4 МПа. С помощью стетоскопа или просто на слух попытаться определить места утечки сжатого воздуха. Проверить остальные цилиндры двигателя. Так как работа цилиндров двигателя происходит в последовательности 1–3–4–2 (порядок работы цилиндров отлит 18 на ГБЦ между 2 и 3 свечными отверстиями), для уменьшения количества оборотов коленчатого вала при выведении поршней в ВМТ, вслед за первым следует проверить третий цилиндр и далее – по порядку работы. Убрать принадлежности пневмотестера, ввернуть свечи в отверстия ГБЦ. Примечание. Если двигатель находится на автомобиле и его можно запустить, для повышения точности контроля проверку ЦПГ и ГРМ лучше проводить на прогретом двигателе, когда устанавливаются рабочие тепловые зазоры, а масло имеет рабочую вязкость. 2.8. Содержание отчета В отчёте привести следующие данные. 1. Схему пневмотестер, описание его конструкции и принципа действия. 2. Последовательность и содержание операций при проверке ЦПГ и ГРМ. 3. Результаты измерений (оформить в виде табл. 2.1). 4. Выводы и комментарии к работе. Таблица 2.1 Результаты контроля двигателя с помощью пневмотестера Номер цилиндра Показания манометра Вероятные причины понижения давления При оформлении отчета и в процессе подготовки к защите лабораторных работ, ответить на приведенные контрольные вопросы. 2.9. Контрольные вопросы 1. Какие существуют способы контроля ЦПГ и ГРМ? 2. Назвать преимущества контроля двигателя с помощью пневмотестера. 3. Назвать недостатки контроля двигателя с помощью пневмотестера. 4. Начертить и пояснить схему пневмотестера К-272. 5. Как можно выставить поршень двигателя в ВМТ? 6. При каком давлении в надпоршневом пространстве двигатель считается технически исправным? 7. Как определить, куда уходит воздух из надпоршневого пространства? 8. В каком порядке следует проверять цилиндры двигателя? 9. Почему целесообразно проверять двигатель в прогретом состоянии? 10. Описать последовательность действий при проверке двигателя с помощью пневмотестера К-272. 19 3. ПРОВЕРКА УГЛОВ УСТАНОВКИ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС АВТОМОБИЛЕЙ НА ОПТИЧЕСКОМ СТЕНДЕ 3.1. Цель работы Ознакомиться с конструкцией оптического стенда «Оптиконт», изучить технологию контроля углов установки управляемых колес автомобиля, приобрести практические навыки в работе на стенде. 3.2. Оборудование, приборы, инструмент Автомобиль категории М1, оптический стенд «Оптиконт», подъемник или домкрат, козелок или подставка, рулетка, набор гаечных ключей. 3.3. Организация работы 3.3.1. Пройти инструктаж на рабочем месте и расписаться в журнале. 3.3.2. По литературным источникам [4, 5] изучить методы и оборудование для контроля и регулировки углов установки управляемых колес автомобилей, выполнить анализ точности и трудоемкости методов. 3.3.3. Изучить конструкцию стенда «Оптиконт», ознакомиться с технологией контроля углов установки колес на оптическом стенде. 3.3.4. Измерить значения углов установки колес на конкретном автомобиле. Сравнить полученные значения с нормативными, сделать выводы и заключение. 3.3.5. Составить отчет о лабораторной работе. 3.4. Меры безопасности 3.4.1. Работой подъемного механизма должен управлять один человек. Перед поднятием или опусканием автомобиля он должен предупредить окружающих о предстоящих действиях и убедиться, что никто не находится в опасной зоне (под автомобилем, в автомобиле и на подъемнике). 3.4.2. Запрещается выполнять какие-либо манипуляции с оборудованием стенда во время работы подъемного механизма. 3.4.3. После опускания автомобиля на козелок или подставку убедиться, что автомобиль занял устойчивое положение, а козелок надежно удерживает автомобиль в вывешенном состоянии. 3.4.4. После установки автомобиля на стенд во избежание его самопроизвольного перемещения затянуть стояночный тормоз и включить первую или вторую передачу. 3.4.5. Перед включением электронной части стенда в электрическую сеть убедиться в целостности вилки, розетки и проводов. В случае обнаружения неисправностей и повреждений немедленно доложить об этом преподавателю. 20 3.5. Основные сведения Различают четыре угла установки управляемых колес (УУК): угол развала α, угол поперечного наклона шкворня β, угол продольного наклона шкворня γ, угол схождения колес δ (рис. 3.1). В бесшкворневой подвеске вместо шкворня можно провести воображаемую ось, вокруг которой происходит поворот управляемого колеса. Эта ось имеет те же углы наклона, что и шкворень. В процессе эксплуатации автомобиля изнашиваются подшипники колес, сочленения рулевых тяг, втулки и пальцы рессор, детали подвески управляемых колес. Все это ведет к изменению УУК . Рис. 3.1. Углы установки управляемых колес: α – угол развала; β – угол поперечного наклона оси поворота; γ – угол продольного наклона оси поворота; δ – угол схождения Углы α и β предназначены, в первую очередь, для уменьшения плеча Н обката колеса вокруг оси поворота. При этом, если H 2 < H1 , уменьшается усилие поворота и облегчается управление автомобилем (рис. 3.2). Рис. 3.2. Зависимость плеча обката H от углов установки управляемых колес: 1 – углы развала α и поперечного наклона оси поворота β равны нулю; 2 – угол развала α уменьшает плечо обката; 3 – угол поперечного наклона β оси поворотной стойки позволяет еще уменьшить плечо обката или даже свести его к нулю; кроме того, угол β обеспечивает статическую (весовую) стабилизацию колеса 21 При наличии угла β, поворот колеса сопровождается подъемом передней части автомобиля, которая стремится возвратиться в исходное положение, возвращая колеса для движения по прямой. Однако при качении колес с развалом, они, как усеченные конусы, стремятся разойтись в разные стороны (рис. 3.3). Рис. 3.3. Увод колеса в результате развала и компенсация увода схождением Для компенсации этого увода колеса устанавливают с некоторым схождением (угол δ). Таким образом, угол δ связан с углом α: чем больше α, тем больше должен быть δ. Угол γ предназначен для динамической стабилизации колеса (принцип рояльного колеса). Благодаря этому углу, при движении автомобиля плоскость вращения колеса всегда совпадает с направлением силы сопротивления качению. В процессе эксплуатации регулируются углы δ (грузовой автомобиль); α, δ, β, γ (легковой автомобиль). Эти углы задаются в угловых градусах или в миллиметрах дуги, измеренных при определенной длине радиуса. Требуемые значения углов установки управляемых колес определяются путем длительных заводских испытаний и в процессе эксплуатации автомобиля должны поддерживаться в заданных пределах. При правильной установке углов управляемых колес автомобиль автоматически удерживает направление движения по прямой, обеспечиваются качение управляемых колес без скольжения и минимальный износ шин, минимальное усилие на ободе рулевого колеса и наименьшие потери на преодоление сил трения качения. При повороте автомобиля управляемые колеса катятся по разным радиусам и должны иметь разный угол поворота. Внутреннее колесо имеет больший угол, а внешнее – меньший (рис. 3.4). Такое соотношение углов обеспечивает рулевая трапеция. Нарушение соотношения углов вызывает при повороте скольжение колес относительно опорной поверхности, что влечет за собой ухудшение управляемости автомобиля и повышенный износ шин. Контроль и регулировка углов установки управляемых колес и соотношения углов их поворота осуществляются с помощью специальных стендов, в том числе 22 с лазерными и оптическими измерительными системами. Одним из представителей таких стендов является стенд «Оптиконт». Рис. 3.4. Схема поворота автомобиля: Rв, Rн; φв, φн – соответственно, радиусы и углы поворота внутреннего и наружнего управляемых колес; О – центр поворота 3.6. Назначение, устройство и принцип действия стенда 3.6.1. Назначение стенда Стенд «Оптиконт» предназначен для определения углов схождения, развала, поперечного и продольного наклонов шкворня (оси поворота) в подвеске управляемых колес легковых автомобилей, а также соотношения углов поворота правого и левого передних колес. 3.6.2. Технические характеристики Напряжение питания, В: от сети переменного тока от источника постоянного тока Потребляемая мощность, Вт Общая масса, кг Пределы поворота поворотных кругов, град Пределы измерений углов установки колес, град 220 12 40 8 ±30 ±15 3.6.3. Устройство и принцип действия стенда «Оптиконт» Стенд «Оптиконт» (рис. 3.5) включает в себя два проектора 1, два экрана с угловыми и линейными делениями 4, и две раздвижные штанги 2 с линейными делениями. Проекторы крепятся на диски колес автомобиля с помощью консоли 3, причем проектор может передвигаться от одного края диска к другому по двум направляющим стержням. Питание проекторов осуществляется от сети переменного тока через понижающий трансформатор. 23 Рис. 3.5. Основные комплектующие изделия стенда «Оптиконт»: 1 – проектор; 2 – штанга раздвижная; 3 – консоль; 4 – экран с угловыми и линейными делениями Определение соотношения углов поворота правого и левого колес производится с помощью поворотных кругов, устанавливаемых под передние колеса автомобиля (рис. 3.6, а). Компенсация толщины поворотных кругов с целью сохранения горизонтального положения автомобиля осуществляется установкой задних колес на выравнивающие подставки (рис 3.6, б). Каждый проектор создает узкий луч света в виде круга с теневой треугольной маской. Направляя лучи проекторов на шкалы расположенных определенным образом экранов и штанг, можно определить значения углов установки управляемых колес, а с помощью поворотных кругов – соотношение углов поворота колес. 3.7. Порядок выполнения работы 3.7.1. Подготовка стенда к работе Перед установкой автомобиля на стенд довести давление в шинах до нормы. Установить автомобиль на стенд так, чтобы передние колеса расположились посередине опорных дисков поворотных кругов, а задние – на выравнивающих подставках. Затянуть ручной тормоз и включить передачу. 24 Вывесить переднюю часть автомобиля. Установить под переднюю подвеску козелок или подставку и опустить автомобиль. Передние колеса при этом не должны касаться поворотных кругов. Рис. 3.6. Поворотные круги а) и выравнивающие подставки б) под колесами автомобиля Визуально проверить состояние элементов передней подвески и привода рулевого управления. Наличие чрезмерных люфтов в шарнирах рулевых тяг и поворотных кулаков, а также трещин и деформаций деталей рулевого управления не допускается. Зазоры в подшипниках ступиц передних колес должны быть отрегулированы. Закрепить проекторы на дисках колес (рис. 3.7). Рис. 3.7. Установка проектора на диск колеса: 1 – зажим; 2 – рычаг; 3 – винт регулировочный; 4 – проектор; 5 – консоль; 6 – штырь; 7 – фиксатор 25 Для этого оттянуть пружинный фиксатор 7 на площадке консоли 6 и вставить цапфу проектора в центральное отверстие площадки, отпустить фиксатор. Приставить консоль головками опорных штырей 6 двуплечего конца к нижней внутренней реборде диска переднего колеса, ослабить эксцентриковый зажим в верхней части консоли, подвести опорный штырь к внутренней поверхности реборды диска и затянуть эксцентриковый зажим. В местах крепления консоли диск не должен иметь вмятин. Все три головки опорных штырей должны касаться внутренней поверхности реборды. Консоль с проектором должна надежно удерживаться на диске колеса. Совместить оси вращения колеса и проектора перемещением проектора по направляющим консоли. Зафиксировать положение проектора рукояткой 2 (см. рис. 3.7). Измерить диаметр диска колеса, установить экраны 4 (см. рис. 3.5) перед передней осью автомобиля на расстоянии 10D/2, где D – диаметр диска. Включить один из проекторов, направить его луч на линейную шкалу экрана, перемещением объектива навести резкость и, удерживая проектор, при медленном вращении колеса с помощью регулировочных винтов 3 (см. рис. 3.7) довести биение проектора на диске колеса до минимума. Амплитуда биения луча, спроектированного на шкалу экрана, не должна превышать одного деления. Повторить перечисленные операции для второго колеса. Приподнять автомобиль, убрать козелок и опустить автомобиль на поворотные круги. Для выборки зазоров в ходовой части качнуть несколько раз за бампер в вертикальном направлении переднюю часть автомобиля. Установить колеса для движения «по прямой». Для этого придвинуть экраны к кузову автомобиля напротив торцов осей задних колес так, чтобы экраны касались кузова торцами в одних и тех же точках справа и слева автомобиля (рис. 3.8); проверить вертикальность экранов по жидкостным уровням на тыльной стороне. Рис. 3.8. Схема установки колес для прямолинейного движения: 1 – экран; 2 – проектор; 3 – автомобиль 26 Направить лучи проекторов на линейные шкалы экранов и поворотом передних колес автомобиля с помощью рулевого колеса добиться расположения лучей на одинаковом расстоянии от вертикальных осевых линий экранов (см. рис. 3.8). Стенд готов для проведения замеров. 3.7.2. Проверка углов установки колес Проверить схождение колес. Для этого использовать раздвижные штанги, установленные спереди и сзади передней оси на расстоянии 10D/2 (рис. 3.9). Рис. 3.9. Схема определения схождения колес: 1 – раздвижная штанга; 2 – проектор; 3 – автомобиль Длина штанг должна быть одинаковой, контрольные метки должны находиться с одной стороны (например, справа). Направить луч одного проектора (в данном случае – правого) на экран штанги с контрольной меткой. Перемещением штанги вдоль поперечной оси автомобиля совместить контрольную метку штанги с вершиной сектора проектируемого луча. Повторить две последние операции при установке второй штанги. Поочередно направляя луч второго проектора (левого) на шкалы штанг, измерить расстояния АВ и СЕ (см. рис. 3.9). Величина схождения δ = АВ – СЕ, мм. Схождение считается положительным, если АО>ВС. Нормативные значения углов установки колес приведены в табл. 3.1. Таблица 3.1 Нормативные значения углов установки колес Параметр Схождение, мм Развал, град Угол продольного наклона оси поворота (шкворня), град Угол поперечного наклона оси поворота (шкворня), град Автомобиль АЗЛК-2140 ВАЗ-2106 0±1,0 0±0,5 2,0–4,0 0,25–1,25 1,0–2,0 0,5–1,5 6 6 27 Определить угол развала колес. Для этого установить экраны 4 (см. рис. 3.5) перед автомобилем перпендикулярно продольной оси автомобиля (рис. 3.10) на расстоянии 1,0 м. Координатная ось должна располагаться строго вертикально (контролируется с помощью жидкостного уровня, смонтированного с тыльной стороны экрана). Рис. 3.10. Схема измерения угла развала: 1– экран; 2 – световое пятно; 3 – проектор;4 – луч Накатным кольцом проектора 3 отрегулировать проекцию так, чтобы вершина сектора светового пятна 2 луча 4 была направлена вниз, совместить вершину сектора луча с концом стрелки вертикальной оси одного из экранов 1 (см. рис. 3.10). Совмещение производится перемещением экрана параллельно оси передних колес и поворотом проектора относительно его оси. Поворотом проектора вниз направить световой луч на угловую шкалу экрана и определить угол развала колеса. Угол положительный, если луч находится со стороны автомобиля относительно вертикальной оси экрана. Повторив предыдущие операции, измерить угол развала второго колеса. Определить угол поперечного наклона оси поворота (шкворня). Для этого повернуть экраны на 90 град так, чтобы стрелки продольных осей были направлены вовнутрь к продольной оси автомобиля (рис. 3.11). Проконтролировать положение экранов по жидкостным уровням. Совместить лучи проекторов с центрами экранов. Колеса должны быть в положении прямолинейного движения. С помощью рулевого колеса повернуть колеса автомобиля вправо и луч проектора левого колеса совместить с концом стрелки горизонтальной оси левого экрана. Не изменяя положения проектора, повернуть руль влево до пересечения луча проектора с угловой шкалой экрана и определить угол поперечного наклона шкворня. Аналогичные операции выполнить для правого колеса. Угол считается положительным, если луч проектора пересекает шкалу экрана выше горизонтальной оси. 28 Рис. 3.11. Схема определения угла поперечного наклона оси поворота: 1– экран; 2 – световое пятно; 3 – проектор; 4 – луч проектора Угол продольного наклона оси поворота (шкворня) контролируется аналогично, но экраны располагают сбоку автомобиля параллельно его продольной оси, а стрелки горизонтальных осей должны быть направлены вперед. Проекторы необходимо переставить так, чтобы их оптические оси располагались вдоль осей вращения колес. Колёса перед проверкой должны быть установлены для движения «по прямой», а лучи проекторов – находиться в центре экранов. Угол продольного наклона шкворня считается положительным, если луч проектора пересекает шкалу ниже горизонтальной оси. Выключить проекторы. Проверить соотношение углов поворота передних колес. Повернуть правое колесо на 20 град вправо. Угол контролируется по шкале правого поворотного круга. По шкале левого поворотного круга проверить угол поворота левого колеса, который должен быть для автомобилей АЗЛК – 17,5; ВАЗ – 16,5 град. Вернуть колеса в исходное положение. Повернуть левое колесо на 20 град. Проверить угол поворота правого колеса. 3.8. Содержание отчёта В отчёте привести следующие данные. 1. Краткое описание конструкции стенда «Оптиконт». 2. Последовательность операций при установке колес для движения «по прямой», контроле схождения колес, углов развала, углов поперечного и продольного наклонов оси поворота (шкворня), углов поворота колес; описание сопровождать схематическими рисунками. 3. Результаты контроля в табличной форме (табл. 3.2), указав одновременно нормативные значения. 4. Выводы и комментарии к работе. При оформлении отчета и в процессе подготовки к защите лабораторных работ, ответить на приведенные контрольные вопросы. 29 Таблица 3.2 Результаты контроля углов установки колес Значение параметра Измеренное Нормативное Параметр Схождение, мм Развал, град Угол продольного наклона оси поворота (шкворня), град Угол поперечного наклона оси поворота (шкворня), град Поворот левого колеса при повороте правого на 20 град Поворот правого колеса при повороте левого на 20 град 3.9. Контрольные вопросы 1. Как влияют углы установки колес на управляемость автомобиля, долговечность шин и расход топлива? 2. Что может стать причиной изменения углов установки колес? 3. Какие углы установки колес используются на автомобиле? 4. Пояснить назначение каждого из углов установки колес. 5. Какие углы регулируются на легковом автомобиле? 6. Какие углы регулируются на грузовом автомобиле? 7. Назвать примерные значения углов установки колес. 8. Какие комплектующие изделия входят в состав стенда «Оптиконт»? 9. Как проявляется статический дисбаланс при вращении колеса? 10. Как установить колеса для движения «по прямой»? 11. Как измерить величину схождения колес? 12. Как измерить величину развала колес? 13. Как измерить угол поперечного наклона оси поворота? 14. Как измерить угол продольного наклона оси поворота? 15. Почему при повороте автомобиля управляемые колеса поворачиваются на разные углы? 16. Как проверить соотношение углов поворота правого и левого колес? 30 4. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА ФАР АВТОМОБИЛЕЙ 4.1. Цель работы Ознакомиться с конструкцией и принципом действия оптического прибора (реглоскопа) 664-1 фирмы «Muller Bem (Мюллер Бем)» и освоить приемы проверки и регулировки фар. 4.2. Оборудование, приборы, инструмент Автомобиль или макет с фарами головного освещения, прибор для проверки фар 664-1, набор инструмента, рулетка. 4.3. Организация работы 4.3.1. Пройти инструктаж на рабочем месте и расписаться в журнале. 4.3.2. По литературным источникам изучить конструкции автомобильных фар и методы их контроля и регулировки. Рассмотреть технологии контроля фар с помощью специальных экранов и оптических приборов [6, 7]. 4.3.3. Изучить конструкцию реглоскопа 664-1, обратить внимание на способ ориентации оптической камеры прибора относительно фары автомобиля. 4.3.4. Проверить установку фар на автомобиле или макете в соответствии с технологией, при необходимости выполнить регулировку. 4.3.5. Составить отчет о лабораторной работе. 4.4. Меры безопасности 4.4.1. При использовании в лабораторной работе макета необходимо помнить, что питание ламп фар осуществляется понижающего трансформатора, первичная обмотка которого подключается к сети переменного тока напряжением 220 В. Поэтому при обнаружении повреждений в проводке или изоляции выполнение работы следует прекратить и обратиться к лаборанту или преподавателю. 4.4.2. Во избежание травматизма прибор перемещать осторожно, избегая его опрокидывания. Избегать длительного нахождения глаз в оптическом фокусе горящих фар. 4.5. Основные сведения В темное время суток при движении автомобиля необходимо освещать дорогу на расстояние до 250 м. Это позволяет водителю своевременно оценивать дорожную обстановку и избегать столкновений с препятствиями. Для освещения дороги на автомобилях и других транспортных средствах устанавливаются фары с параболоидными отражателями. Распределение света фары на дороге зависит от конструкции оптического элемента и установленной в нем лампы. Отражатели в оптических элементах фар предохраняются от воздействия окружающей среды защитными стеклами (рассеивателями), которые одновременно осуществляют вто31 ричное распределение светового потока в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Автомобильные фары должны удовлетворять двум противоречивым требованиям: хорошо освещать дорогу перед автомобилем и не ослеплять водителей встречных транспортных средств. Ослепление светом фар водителей встречных автомобилей является серьезной проблемой, которая в настоящее время решается применением двухрежимных систем головного освещения с дальним и ближним светом. Для получения дальнего и ближнего света в двухфарных системах освещения используют двухнитевые лампы накаливания. Автомобили могут быть оборудованы фарами головного освещения с американской (симметричной) или европейской (асимметричной) системами светового распределения ближнего света. В лампах фар обеих систем светораспределения нить накала дальнего света располагается в фокусе отражателя и обеспечивает симметричный световой поток, освещающий дорогу на расстоянии до 200–250 м (рис. 4.1, а). Рис. 4.1. Освещение дороги фарами с симметричной и асимметричной системами светораспрелеления: а) дальний свет; б) ближний свет Нить ближнего света в фарах с американской системой светораспределения смещена несколько вверх и вправо относительно фокуса, если смотреть со стороны рассеивателя. При этом пучок света разделяется на 2 части. Основная часть светового пучка отражается вправо и вниз относительно оптической оси. Вторая часть, обусловленная несовершенством параболоидного отражателя и светимостью собственно нити лампы, направляется вперед, влево и вверх, попадая в глаза водителя встречного транспорта (см. рис. 4.1, б). Световой пучок фар ближнего света американской системы не имеет четкой светотеневой границы, а при освещении вертикального экрана образует на нем пятна овальной формы (рис. 4.2). В фарах с европейской системой светораспределения нить ближнего света выдвинута вперед относительно фокуса отражателя и расположена несколько выше оптической оси. Лучи от нити ближнего света, попадая на верхнюю половину отражателя, отражаются вниз и освещают близлежащие участки дороги перед автомобилем. Непрозрачный экран, расположенный под нитью, исключает попадание 32 лучей на нижнюю половину отражателя, поэтому глаза водителя встречного автомобиля находятся в теневой зоне. Одна сторона экрана отогнута вниз на угол 15º, что позволяет увеличить освещенность правой полосы движения автомобиля (см. рис. 4.1, б). Асимметричный световой пучок обеспечивает лучшую освещенность стороны дороги, по которой движется автомобиль, и уменьшает эффект ослепления. Рис. 4.2. Форма световых пятен при освещении экрана ближним светом фар с симметричной системой светораспределения Световой пучок ближнего света в фарах европейской системы имеет четко выраженную светотеневую границу. Фары европейской системы при освещении ближним светом вертикального экрана должны создавать на нем светотеневую границу, имеющую с левой стороны горизонтальный участок, а с правой — участок, направленный под углом 15º к горизонтали (рис. 4.3). Рис. 4.3. Форма световых пятен при освещении экрана ближним светом фар с асимметричной системой светораспределения Фары европейской системы имеют более рациональное светораспределение и меньшее ослепляющее действие, лучше освещают правую сторону дороги и обочину. В то же время освещенность дороги фарой американской системы при переключении с дальнего света на ближний меняется меньше. Кроме того, фары американской системы с размытым световым пучком при движении автомобиля по неровной дороге не имеют резких колебаний светотеневой границы и меньше утомляют зрение водителя. Обе системы обеспечивают хорошее освещение и безопасный встречный разъездавтомобилей только при условии правильной регулировки оптических элементов. Это требует периодической проверки установки фар и при необходимости – их регулировки. Для этой цели служат настенные и переносные экраны, а также 33 специальные оптические приборы: ПФ-71, ПК-310, К-20, Мотекс-7525 и другие. Оптические приборы позволяют осуществлять операции по проверке и регулировке фар при внешнем освещении без экранов и крупногабаритных площадок. 4.6. Назначение, устройство и принцип действия прибора для проверки фар 4.6.1. Назначение прибора Прибор 664-1 предназначен для визуального контроля правильности установки фар головного освещения симметричной и асимметричной систем с одновременным измерением силы света. В случае необходимости с его помощью производится регулировка фар. 4.6.2. Технические характеристики Высота установки проверяемых фар над уровнем пола, мм Масса прибора с комплектом принадлежностей, не более, кг 400–1200 11,0 4.6.3. Устройство и принцип действия прибора Прибор состоит из оптической камеры 3 (рис. 4.4, а), визира 1 и стойки 2, смонтированных на трехколесной платформе 4. С помощью специального устройства, состоящего из рукоятки 6 и зажима 5 (рис. 4.4, б), оптическая камера может перемещаться в вертикальном направлении вдоль стойки и фиксироваться на требуемой высоте. При нажатии на педаль 7 у основания стойки камеру можно поворачивать в горизонтальной плоскости (см. рис. 4.4, б). Рис. 4.4. Прибор проверки фар модели 664-1: а) общий вид; б) система изменения положения оптической камеры; 1 – визир; 2 – стойка; 3 – оптическая камера; 4 – платформа; 5 – фиксатор; 6 – ручка; 7 – педаль 34 Проверку фар автомобиля осуществляют на ровной горизонтальной площадке, выполненной по ГОСТ Р 51709-2001 c отклонениями по высоте не более 3 мм на 1 м длины. Оптическая ось прибора должна быть направлена параллельно рабочей площадке с погрешностью не более ± 0,25°, что контролируется двумя взаимно-пернпендикулярными жидкостными уровнями, расположенными на верхней панели камеры. Правильность ориентации прибора в поперечной плоскости относительно автомобиля проверяется с помощью визира щелевого типа 1 (см. рис. 4.4, а). Линия визира должна совпадать с любыми парными точками конструкции кузова, расположенными симметрично относительно продольной оси автомобиля (центры фар или габаритных фонарей, зеркала, детали бампера и др.). Оптическая камера (рис. 4.5) состоит из корпуса 8, с одной стороны которого вмонтирована линза 1, проектирующая свет фары на экран 3 со специальной разметкой (рис. 4.6). Рис. 4.5. Схема оптической камеры: 1 – линза; 2 – окно; 3 – экран; 4 – ручка; 5 – кнопка; 6 – миллиамперметр; 7 – фотоэлемент; 8 – корпус Рис. 4.6. Разметка экрана оптической камеры 35 Диаметр линзы оптической камеры прибора должен превышать габариты светящейся поверхности фары не менее чем на 30 %. Чтобы дальность освещения дороги не зависела от высоты расположения фары, с увеличением высоты должен увеличиваться наклон луча света к горизонту. В приборе это учитывается настройкой оптической камеры путем перемещения экрана по вертикали с помощью ручки 4, расположенной на задней стенке прибора (см. рис. 4.5). Форма и расположение светового пятна наблюдаются через окно 2 в верхней части корпуса. Яркость свечения лампы измеряется с помощью фотоэлемента 7, вмонтированного в экран, и миллиамперметра 6, расположенного на верхней панели оптической камеры. Миллиамперметр подключается к фотоэлементу нажатием кнопки 5. Внешний вид верхней панели оптической камеры показан на рис. 4.7. Рис. 4.7. Органы управления и индикации на панели оптической камеры: 1 – кнопки для подключения миллиамперметра; 2 – ручка механизма перемещения экрана; 3 – миллиамперметр; 4 – жидкостный уровень; 5 – окно Для имитации света фар используется макет с фарами головного освещения (рис. 4.8). Под фарами расположены переключатели ближнего и дальнего света 4.7. Порядок выполнения работы 4.7.1. Подготовка прибора к работе С помощью жидкостных уровней 4 (см. рис. 4.7) и визира 1 (см. рис. 4.4) убедиться в горизонтальном расположении оптической камеры и в правильной ориентации прибора относительно макета. 36 Измерить расстояние от центров фар до уровня пола. Руководствуясь данными табл. 4.1 с помощью ручки механизма перемещения экрана установить требуемое положение экрана относительно шкалы (см. рис. 4.6). Рис. 4.8. Макет с фарами головного освещения: 1 – фара асимметричной системы светораспределения; 2 – фара симметричной системы светораспределения; 3 – переключатели нитей ламп Примечание. При проверке на автомобиле световые приборы должны быть чистыми и сухими, давление воздуха в шинах должно соответствовать норме. Автомобиль должен быть снаряженной массы, а на сидении водителя автомобилей категории М1 должен находиться человек или груз массой 75 кг. Корректор фар должен быть установлен в соответствующее положение. Для автомобилей категории М1 необходимо провести их раскачивание в течение трех циклов для стабилизации подвески. В ходе каждого цикла сначала нажимают на заднюю, а потом – на переднюю конечность автомобиля. Таблица 4.1 Данные для установки экрана оптической камеры Расстояние от центра фары до пола, мм Наклон светового пучка, см/10 м До 600 10,00 600–700 13,00 700–800 15,00 800–900 17,60 900–1000 20,00 1000–1200 22,00 1200–1500 29,00 Проверку можно начинать с любой фары, например, с фары асимметричной системы. Регулируя положение оптической камеры по высоте и перемещая прибор горизонтально, подвести линзу вплотную к фаре, совместив центр фары с центром линзы. Несовпадение оптических осей не должно превышать ± 20 мм. 37 После центровки отвести прибор от фары на 300–500 мм. Система готова к проведению контрольно-измерительных операций. 4.7.2. Контроль распределения и силы света Включить ближний свет фары с асимметричным распределением светового потока, вытянув переключатель нитей лампы до первого щелчка. Через окно в верхней панели оптической камеры рассмотреть форму и расположение светового пятна, сравнить его с эталоном (рис. 4.9, а) и зарисовать для отчета. Рис. 4.9. Проверка фар асимметричной системы при включенном ближнем свете: а) форма и границы светового пятна; б) контрольные точки силы света При необходимости – произвести регулировку направления светового потока вращением регулировочных винтов. На макете это делается поворотом самого макета. Если контур светового пятна и направление светового потока не поддаются регулировке, следует заменить лампу. Сила света асимметричной системы измеряется в точках А и Б, расположенных в направлении 34 угловых минуты вверх и 54 угловых минуты вниз от светотеневой границы. В масштабе прибора это, соответственно, 4,5 мм вверх и 7,0 мм вниз от светотеневой границы (рис. 4.9, б). В точке А проверяется ослепляющее действие фары, а в точке Б – эффективность освещения дороги. При проверке лучше перемещать не всю оптическую камеру, а экран с помощью ручки на задней стенке прибора. Сначала экран опустить так, чтобы центр фотоэлемента расположился на 4,5 мм выше светотеневой границы. Нажав кнопку, снять показания с верхней шкалы миллиамперметра. На данном приборе измеряется освещенность экрана, в люксах, а по ГОСТ Р 51709-2001 требуется измерять силу света, в канделах. Освещенность можно привести к силе света с помощью формулы I = 350E , (4.1) где I – сила света фары, кд; Е – освещенность экрана, лк. Сила света в точке А должна быть не более 750 кд. Вращением ручки вновь переместить экран так, чтобы фотоэлемент опустился в точку Б, на 7,5 мм ниже светотеневой границы (см. рис. 4.9, б). Замерить освещенность экрана и по формуле (4.1) перевести ее в силу света, которая должна быть не менее 1600 кд. Включить дальний свет, вытянув переключатель света до второго щелчка. С помощью ручки по данным табл. 4.1 вновь установить требуемое положение эк38 рана. Рассмотреть и зарисовать форму и расположение светового пятна, сравнить его с эталоном (рис. 4.10, а). Рис. 4.10. Формы световых пятен при проверке дальнего и ближнего света: а) дальний свет фары асимметричной и симметричной систем; б) ближний свет фары симметричной системы Для контроля силы света ручкой переместить фотоэлемент в центр светового пятна, нажать на кнопку и снять показания с верхней шкалы миллиамперметра. Перевести освещенность в силу света, которая должна быть не менее 10 000 кд. Для фар асимметричной системы основными являются проверка и регулировка ближнего света. Дальний свет проверяется, но не регулируется. Аналогичные проверки выполнить для фары с симметричным распределением светового потока. Сориентировать оптическую камеру относительно фары, согласно данным табл. 4.1 установить требуемую высоту экрана. Для фар симмет4ричной системы основными являются проверка и регулировка дальнего света; ближний свет проверяется, но не регулируется. Поэтому проверку следует начать с включения дальнего света, вытянув ручку переключателя до второго щелчка. Зарисовать форму и контуры расположения светового пятна относительно разметки, сравнить их с эталоном (см. рис. 4.10, а). При необходимости произвести корректировку путем перемещения макета или замены лампы. Проверить силу света, которая в центре светового пятна должна быть не менее 10 000 кд. Вновь по табл. 4.1 выставить экран, включить ближний свет, зарисовать форму и контуры расположения светового пятна относительно разметки, сравнить их с эталоном (см. рис. 4.10, б). Сила света в центре светового пятна должна быть не менее 1600 кд. 4.8. Содержание отчёта В отчёте привести следующие данные. 1. Краткое описание конструкции прибора проверки фар, схему оптической камеры и принципа их действия. 2. Последовательность и содержание операций при проверке фар. 3. Эскизы световых пятен и результаты их сравнения с эталонами. 4. Результаты измерений силы света фар (оформить в виде табл. 4.2.). 5. Выводы и комментарии к работе. При оформлении отчета и в процессе подготовки к защите лабораторных работ, ответить на приведенные контрольные вопросы. 39 Таблица 4.2 Результаты измерений силы света фар Сила света, кд Система светораспределения Асимметричная (Европейская) Симметричная (Американская) Ближний свет 34′ вверх Норма Факт Дальний свет 52′ вниз Норма Факт В центре Норма В центре Норма Факт В центре Факт Норма Факт 4.9. Контрольные вопросы 1. Каким требованиям должны удовлетворять фары головного освещения? 2. Пояснить устройство и принцип действия прибора проверки фар. 3. Как правильно сориентировать прибор проверки фар относительно автомобиля? 4. Нарисовать формы эталонных световых пятен при освещении экрана фарами с асимметричным распределением светового потока. 5. Нарисовать формы эталонных световых пятен при освещении экрана фарами с симметричным распределением светового потока. 6. Как освещают дорогу фары с асимметричным распределением светового потока? 7. Как освещают дорогу фары с симметричным распределением светового потока? 8. Кратко описать технологию контроля фар с помощью прибора 664-1. 9. Какой свет – ближний или дальний – проверяется и регулируется в фарах с асимметричным распределением светового потока? 10. Какой свет – ближний или дальний – проверяется и регулируется в фарах с симметричным распределением светового потока? 11. Фары какой системы разрешены к применению в России? 12. Как при проверке учитывается высота фар над уровнем пола? 13. Какие элементы конструкции фары формируют световой поток? 14. Для какой цели на панели оптической камеры смонтированы жидкостные уровни? 15. Пояснить назначение визира. 16. Какие устройства предназначены для измерения силы света? 17. В каких единицах измеряется сила света? 18. В каких единицах измеряется освещенность экрана и как она переводится в силу света? 40 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. СТО ЮУрГУ 04-2008. Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к содержанию и оформлению / составители: Т.И. Парубочая, Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев и др. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 56 с. 2. Краткий автомобильный справочник / АО «Трансконсалтинг», под ред. Л.А. Мостицкого. – М.: Комитет РФ по печати, 1994. – 780 с. 3. Тарновский, В.Н. Автомобильные шины / В.Н. Тарновский, В.А. Гудков, О.Б. Третьяков. – М.: Транспорт, 1990. – 272 с. 4. Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для вузов / Е.С. Кузнецов, А.П. Болдин, В.М. Власов и др. – М.: Наука, 2004. – 535 с. 5. Епифанов, Я.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей / Я.И. Епифанов, Е.А. Епифанова. – М.: Форум, ИНФРА-М, 2002. – 280 с. 6. Акимов, С.В. Электрическое и электронное оборудование автомобилей / С.В. Акимов, Ю.И. Боровских, Ю.П. Чижиков. – М.: Машиностроение, 1988. – 282 с. 7. Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. Изменение №1». – М.: ИПК «Изд-во стандартов», 2006. – 36 с. 41 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение………………………………………………………………………………..3 1. Балансировка колес автомобилей 1.1. Цель работы………………………………………………………………..…...4 1.2. Оборудование, приборы, инструмент………………………………………...4 1.3. Организация работы…………………………………………………………...4 1.4. Меры безопасности…………………………………………………………….4 1.5. Основные сведения…………………………………………………………….4 1.6. Назначение, устройство и принцип действия станка ММ-18 1.6.1. Назначение станка…………………………………………………………7 1.6.2. Технические характеристики………………………………………...…...7 1.6.3. Устройство и принцип действия………………………………………….7 1.7. Порядок выполнения работы 1.7.1. Установка колеса…………………………………………………………..9 1.7.2. Подготовка измерительной системы к работе…………………………...9 1.7.3. Балансировка колеса с использованием основного режима работы….10 1.7.4. Балансировка колеса с использованием режима «17»…………………12 1.8. Содержание отчета……………………………………………………………12 1.9. Контрольные вопросы………………………………………………………...13 2. Контроль цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма 2.1. Цель работы……………………………………………………………………14 2.2. Оборудование, приборы, инструмент………………………………………..14 2.3. Организация работы…………………………………………………………..14 2.4. Меры безопасности……………………………………………….…………...14 2.5. Основные сведения……………………………………………………………14 2.6. Назначение, устройство и принцип действия пневмотестера 2.6.1. Назначение пневмотестера………………………………………………16 2.6.2. Технические характеристики…………………………………………....16 2.6.3. Устройство и принцип действия пневмотестера……………………….16 2.7. Порядок выполнения работы 2.7.1. Подготовка пневмотестера к работе…………………………………….17 42 2.7.2. Контроль цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма…………………………………..……….18 2.8. Содержание отчета……………………………………………………………19 2.9. Контрольные вопросы………………………………………………………...19 3. Проверка углов установки управляемых колес автомобилей на оптическом стенде 3.1. Цель работы……………………………………………………………………20 3.2. Оборудование, приборы, инструмент………………………………………..20 3.3. Организация работы…………………………………………………………..20 3.4. Меры безопасности…………………………………………………………...20 3.5. Основные сведения……………………………………………………………21 3.6. Назначение, устройство и принцип действия стенда 3.6.1. Назначение стенда………………………………………………………..23 3.6.2. Технические характеристики…………………………………………….23 3.6.3. Устройство и принцип действия стенда «Оптиконт»………………….23 3.7. Порядок выполнения работы 3.7.1. Подготовка стенда к работе……………………………………………...24 3.7.2. Проверка углов установки колес………………………………………...27 3.8. Содержание отчета……………………………………………………………29 3.9. Контрольные вопросы………………………………………………………...30 4. Проверка и регулировка фар автомобилей 4.1. Цель работы……………………………………………………………………31 4.2. Оборудование, приборы, инструмент………………………………………..31 4.3. Организация работы…………………………………………………………..31 4.4. Меры безопасности……………………………………………………….…...31 4.5. Основные сведения……………………………………………………………31 4.6. Назначение, устройство и принцип действия прибора для проверки фар 4.6.1. Назначение прибора……………………………………………………...34 4.6.2. Технические характеристики…………………………………………....34 4.6.3. Устройство и принцип действия прибора………………………………34 4.7. Порядок выполнения работы 43 4.7.1. Подготовка прибора к работе………………………………………..…..36 4.7.2. Контроль распределения и силы света……………………………….…38 4.8. Содержание отчета……………………………………………………………39 4.9. Контрольные вопросы………………………………………………………...40 Библиографический список……………………………………………..…………...41
