Diagnozowanie układu jezdnego pojazdu samochodowego (cz. 6) (2024)

W poprzednich częściach opisaliśmy klasyfikację wyważarek, dokładność wyważania kół jezdnych, charakterystyczne cechy stacjonarnych wyważarek komputerowych i stosowane wyposażenie dodatkowe. Tym razem przedstawiamy ogólny opis wyważarek komputerowych wybranych producentów, to jest: Troll i Monolith firmy Uni-Trol, Geodyna Optima firmy Hofmann, wyważarek z funkcją testu drogowego firmy Hunter oraz wyważarek WBE produkowanych przez firmę Bosch.

1. Wyważarki Troll iMonolith firmy Uni-Trol
Znanym polskim wytwórcą wyważarek komputerowych oraz urządzeń do montażu idemontażu kół jezdnych jest firma Uni-Trol. Wtabeli 1 przedstawiono podstawowe dane techniczne wybranych wyważarek Troll iMonolith wytwarzanych przez tego producenta.
Komputerowe wyważarki tej firmy przeznaczone są do dynamicznego wyważania kół motocykli, samochodów osobowych, dostawczych iciężarowych. Proces odbywa się wjednym cyklu pomiarowym. Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne zapewniają bezpieczeństwo, prostotę iwygodę obsługi, dużą niezawodność oraz krótki czas wyrównoważania koła. Urządzenia są wyposażone w: uchwyt szybkomocujący, syntezator mowy, programy autokalibracji, ukrytego ciężarka, ALU (możliwość pracy zobręczami ze stopów lekkich) ipneumatyczny hamulec wrzeciona wmiejscu niewyważenia. Wyważarki do kół jezdnych samochodów osobowych idostawczych standardowo posiadają osłonę koła. Wurządzeniu Troll Micro H zastosowano ręczny napęd wału. Wersje wyważarek Troll 2356 LP (FL) iTroll 3305 LP wyposażono wunikatowy, ultradźwiękowy system bezdotykowego pomiaru parametrów koła jezdnego. Wyważarki do samochodów ciężarowych typu Troll 2322 iTroll 2362 L dzięki dodatkowemu uchwytowi umożliwiają również wyrównoważenie kół samochodów osobowych. Są one także wyposażone wpneumatyczny podnośnik koła iosłonę koła. Prawie wszystkie odmiany wyważarek wyposażono wprogram optymalizacji, amodele Troll 3305 LP iMonolith także wprogram minimalizacji. Ztego powodu dodatkowo zamontowano wnich ultradźwiękowy czujnik bicia koła (Troll 3305 LP), kamerę (Monolith) idrukarkę termiczną.
Przykładowo na rys. 1 przedstawiono wyważarkę Monolith do kół samochodów osobowych idostawczych, ana rys. 2 wyważarkę uniwersalną Troll 2362 L (do kół samochodów ciężarowych iosobowych).
Pierwsza znich została wyposażona wnowoczesny szybkomocujący uchwyt pneumatyczny, zapewniający wygodne, szybkie iprecyzyjne mocowanie koła na wale wyważarki. Sterowanie mechanizmem uchwytu odbywa się za pomocą pedału. Jest to wyważarka mikroprocesorowa (zmonitorem LCD) przeznaczona do dynamicznego wyrównoważania kół samochodów osobowych idostawczych wjednym przebiegu pomiarowym. Charakteryzuje się nowoczesnym systemem pomiarowym zczujnikami piezoelektrycznymi, które zapewniają wysoką dokładność. Wyważarka wyposażona jest wopatentowany system wprowadzania parametrów koła na podstawie realnego obrazu zkamery. Dodatkowo zastosowano laserowy wskaźnik do precyzyjnego określania miejsca korekcji (mocowania ciężarka). Koło jezdne jest automatycznie zatrzymywane wtaki sposób, aby miejsce niewyważenia znajdowało się ugóry. Wyważarka jest wyposażona wsyntezator mowy, potwierdzający wykonywaną czynność oraz sugerujący metodykę postępowania podczas wyważania.
Druga zwymienionych wyważarek mikroprocesorowych – Troll 2362 L – jest wersją uniwersalną przeznaczoną do dynamicznego wyrównoważania kół samochodów ciężarowych iosobowych wjednym przebiegu pomiarowym. Posiada syntezator mowy. Została wyposażona wpneumatyczny podnośnik koła.

Tabela 1. Charakterystyka techniczna wybranych wyważarek firmy Uni-Trol

2. Wyważarki Geodyna Optima iOptima II
Nowoczesne wyważarki, oprócz wyrównoważenia kół jezdnych, powinny wykonywać optymalizację położenia opony względem obręczy (program optymalizacji, program minimalizacji) oraz pomiary odchyłek kształtu obręczy iopony zich oceną. Przykładem zaawansowanych technicznie rozwiązań realizujących te zadania są Geodyna Optima iGeodyna Optima II firmy Hofmann. Urządzenia służą do wyrównoważenia kół motocykli, samochodów osobowych idostawczych omasie do 70 kg. Podstawowe dane techniczne tych wyważarek przedstawiono wtabeli 2.
Wwyważarce Geodyna Optima zastosowano moduły laserowe zkamerami CCD (technologia 3D) oraz wprowadzono nowe, niestosowane winnych urządzeniach funkcje. Po zamocowaniu koła na wale wyważarki wszystkie czynności wstępne są wykonywane automatycznie. Obecnie wwyważarkach do pomiaru parametrów koła oraz bicia obręczy iopony wykorzystuje się metody: mechaniczną, ultradźwiękową lub laserową. Ta ostatnia, zastosowana wtej wyważarce, jest ndokładniejsza (0,1 mm) igwarantuje prawidłowy pomiar tych parametrów (rys. 3). Ten model wyważarki firmy Hofmann wykonuje program optymalizacji spokojnego biegu winny sposób (za pomocą bezdotykowego pomiaru bicia). Stosowanie tej metody wymaga dokładnego centrowania koła na wale wyważarki, na przykład za pomocą uchwytu Duo Expert firmy Haweka (tuleje rozprężne itrzpieniowe tarcze dociskowe).

Tabela 2. Charakterystyka techniczna wyważarekGeodyna Optima iOptima II firmy Hofmann

Wyważarka Geodyna Optima charakteryzuje się następującymi cechami:

• bezdotykowe, automatyczne wprowadzanie danych koła (skanery laserowe),
• elektroniczny, bezdotykowy pomiar bicia osiowego ipromieniowego kompletnego koła (opony) oraz osobno obręczy wraz zwizualizacją graficzną tego pomiaru,
• dane niezbędne do wyważenia koła oraz wartości bicia promieniowego iosiowego uzyskuje się wramach jednego cyklu pomiarowego,
• uchwyt elektromechaniczny do automatycznego mocowania koła,
• automatyczny dobór płaszczyzn wyważania ipołożenia ciężarków korekcyjnych (ramię pomiarowe typu Geodata),
• programy optymalizacji iminimalizacji (po zebraniu danych dotyczących wartości niewyważenia oraz bicia urządzenie wskazuje najlepszą metodę usunięcia zakłóceń ruchu obrotowego koła przez zmianę położenia opony względem obręczy),
• możliwość pomiaru samej obręczy iautomatyczne uruchomienie odpowiedniej procedury jej wyważenia,
• automatyczny pomiar głębokości bieżnika,
• czytelny pulpit, prowadzenie operatora podczas pomiaru iudzielanie mu informacji (za pomocą menu),
• kolorowy monitor imożliwość wydruku wyników pomiaru,
• kompatybilność ze standardem sieci ASA (opcjonalnie).

Do wykonania pomiaru zastosowano trzy moduły laserowe wraz zkamerami CCD zintegrowane zurządzeniem do wyważania koła. Połączenie techniki laserowej zmiernikami osiowymi (wykorzystującymi kamery CCD) umożliwia rozpoznanie rodzaju obręczy idokładne określenie położenia ciężarków korekcyjnych. Układ pomiarowy wyważarki wczasie jednego cyklu wykonuje niezbędne pomiary geometryczne kompletnego koła wobrębie obręczy iopony.

Urządzenie może pracować wdwóch trybach: standardowym ioptima. Tryb standardowy nie obejmuje pomiarów bicia promieniowego iosiowego. Ustawieniem fabrycznym jest tryb optima, który obejmuje:

• identyfikację rodzaju obręczy wraz zjej parametrami geometrycznymi izalecaną pozycją ciężarków,
• liczenie szprych wprzypadku, gdy urządzenie rozpoznało konieczność uruchomienia trybu podziału ciężarków,
• pomiar bicia promieniowego kompletnego koła (opony),
• pomiar bicia promieniowego oraz osiowego lewej iprawej strony obręczy.

Trzy moduły laserowe wraz ze zintegrowanymi kamerami CCD, które służą do pomiaru bicia promieniowego iosiowego oraz diagnozowania samej obręczy, zostały umieszczone wniżej opisanych miejscach (rys. 4).

Pierwszy moduł laserowy jest zespolony zwahliwą głowicą pomiarową isłuży do:

• skanowania wewnętrznego kształtu obręczy (ustalenie miejsca zamocowania ciężarków zlewej strony lub wewnątrz obręczy),
• określenia odległości od układu pomiarowego iśrednicy obręczy,
• pomiaru bicia osiowego ipromieniowego lewej strony obręczy,
• określenia liczby ipołożenia wewnętrznych szprych obręczy.

Drugi moduł laserowy znajduje się ztyłu za osłoną koła iprzeznaczony jest do:

• pomiaru bicia promieniowego zewnętrznej powierzchni opony,
• ustalenia parametrów geometrycznych stopki obręczy podczas pomiaru dokonywanego dla samej obręczy.

Trzeci moduł laserowy, umieszczony zprawej strony obok osłony koła, służy do pomiaru bicia promieniowego prawej strony obręczy iszerokości obręczy.
Przed rozpoczęciem pomiarów należy ustalić wartości dopuszczalnego bicia promieniowego iosiowego obręczy oraz opony podane przez producenta. Urządzenie wykona ocenę zmierzonych parametrów. Wyniki badania są przedstawiane na wykresie (rys. 5). Wprzypadku przekroczenia wartości dopuszczalnych bicia na ekranie pojawia się komunikat dotyczący korekcji położenia opony względem obręczy. Kolejne informacje ukazujące się na ekranie pomagają operatorowi wwykonaniu tego zadania. Pomiar wszystkich parametrów niezbędnych do wyważenia koła wjednym przebiegu powoduje skrócenie czasu wykonania czynności pomiarowych do około 30 s. Urządzenie jest przystosowane do zastosowania nowych odmian ciężarków wykonanych zcynku lub stali.
Najnowsza wersja tej wyważarki Geodyna Optima II (rys. 6) to jednocześnie wyważarka kół jezdnych iurządzenie diagnostyczne ztechniką laserową. Pięć modułów laserowych zkamerami CCD skanuje oponę iobręcz zróżnych kierunków, wykorzystując technikę rozproszonych pasków lasera. Możliwe jest otrzymanie dokładnego, trójwymiarowego obrazu koła (3D). Pozwala to na śledzenie zużycia opony iewentualnych uszkodzeń jej powierzchni. System ten umożliwia również wykonanie testu drogowego, to jest bezdotykowego pomiaru bicia promieniowego iosiowego kompletnego koła oraz osobno dla obręczy iopony (podczas jednego cyklu). Dane geometryczne koła są automatycznie wprowadzane do pamięci urządzenia przez moduły laserowe. Ewentualne uszkodzenia opony lub obręczy są diagnozowane idokumentowane zbardzo dużą precyzją. Urządzenie zapewnia wizualizację wyników badań na przejrzystych kolorowych mapach 3D. Możliwy jest wydruk wyników pomiarów za pomocą opcjonalnej drukarki. Wyważarka jest wyposażona wzacisk elektromechaniczny do automatycznego mocowania koła oraz uchwyt Geodata, który pozwala na precyzyjne zamocowanie ciężarków korekcyjnych wtrudno dostępnych miejscach obręczy.

3. Wyważarki zfunkcją testu drogowego
Amerykańska firma Hunter opracowała interesujące rozwiązanie konstrukcyjne wyważarek komputerowych zfunkcją testu drogowego. Pierwsza wersja takiej wyważarki GSP 9700 umożliwia badanie kół samochodów osobowych omasie do 68 kg. Oprócz realizacji funkcji spotykanych wpodobnych wyważarkach (np. programów kalibracji, optymalizacji iminimalizacji) urządzenie przeprowadza test drogowy, podczas którego oceniane są sprężystość opony iwady jej kształtu (bicie promieniowe opony). Wtym celu wwyważarce zastosowano dodatkową rolkę ośrednicy 6”. Po włączeniu programu testu drogowego rolka zostaje dociśnięta do obracającego się koła zsiłą około 3,18 kN, powodując ugięcie opony, co umożliwia określenie zmian wartości siły promieniowej działającej na koło. Rolka dociskana do opony koła zamontowanego na wale wyważarki symuluje drogę, po której porusza się koło zamontowane wsamochodzie.

Jeżeli zmiany wartości siły promieniowej zmierzonej na obwodzie opony są zbyt duże, wyważarka za pomocą dodatkowych czujników przeprowadza pomiar bicia osiowego ipromieniowego obręczy. Następnie na ekranie monitora przedstawiane są informacje dotyczące:

• wartości siły promieniowej kompletnego koła isamej opony,
• wartości bicia promieniowego kompletnego koła,
• wartości bicia promieniowego iosiowego obu stron obręczy koła,
• zalecenia dotyczące obrócenia opony względem obręczy koła wcelu zminimalizowania zmian wartości siły promieniowej.

Zmierzone wartości bicia obręczy iopony oraz siły promieniowej mogą być również przedstawione wpostaci graficznej. Istnieje także możliwość wydruku protokołu zwykonywanych badań. Wyważarkę wyposażono wprzystawkę do pompowania kół ioprogramowanie automatycznie uzupełniające ciśnienie do wartości ustalonej przez obsługującego.

Kolejne modele wyważarki GSP 9700 (rys. 7) są rozwinięciem konstrukcyjnym pierwotnej wersji urządzenia. Wprowadzono wnich między innymi następujące zmiany:

• możliwość wyważania kół omasie do 80 kg,
• zastosowanie do pomiaru sprężystości opony rolki ośrednicy 9,5” (rys. 8),
• zwiększenie nacisku rolki do około 6,35 kN,
• zmniejszenie prędkości obrotowej wału wyważarki,
• nowy panel sterujący iniezależny kolorowy monitor LCD,
• zastosowanie nowego oprogramowania.

Wymienione modyfikacje wyważarki umożliwiły wykonywanie pomiarów kół nie tylko samochodów osobowych, ale także dostawczych, osobowo-terenowych ilekkich ciężarowych.
Najnowocześniejsza odmiana GSP RFT tej wyważarki (rys. 8) stanowi kompletny system do pomiaru drgań koła. Zapewnia również krótszy czas wyważenia koła ipomiaru sztywności opony. Oprócz tradycyjnej funkcji wyważania statycznego idynamicznego, dzięki wyposażeniu wrolkę do wykonywania testu drogowego,

GSP RFT umożliwia: pomiar sztywności opony, pomiar siły bocznej koła, pomiar bicia obręczy. Wyważarka standardowo wyposażona jest w:

• system samokalibracji iprogram optymalizacji geometrycznej,
• bardzo odp*rny mechanicznie monitor LCD zmożliwością dotykowego sterowania urządzeniem,
• automatyczne uruchamianie testu drogowego iprowadzenie procedury pomiarowej,
• automatyczne unoszenie osłony koła, zakładanie izdejmowanie koła oraz wprowadzanie rozmiarów obręczy,
• wideoinstruktaż,
• oświetlenie wyważanego koła,
• zestaw dwustronnych stożków ipłyt dociskowych ztrzpieniami centrującymi.

Tabela 3. Charakterystyka techniczna wybranych wyważarek firmy Hunter

Wramach wyposażenia opcjonalnego firma Hunter oferuje pneumatyczny dźwignik koła jezdnego, drukarkę ipozycjonowanie laserowe ciężarków. Wtabeli 3 przedstawiono podstawowe dane techniczne wybranych wyważarek firmy Hunter.
Stacjonarne wyważarki komputerowe zfunkcją testu drogowego należą obecnie do grupy najbardziej nowoczesnych urządzeń tego typu. Dzięki funkcji testu drogowego możliwe jest wykrycie nierównomiernej sprężystości opony (wad fabrycznych), nierównomierności powierzchni bieżnika opony (np. powstałych wskutek gwałtownego hamowania), deformacji obręczy, nieprawidłowego ułożenia stopki opony na obręczy koła oraz nieprawidłowego zamocowania koła na wyważarce.

4. Wyważarki WBE firmy Bosch
Wytwarzana przez firmę Bosch wyważarka WBE 4515 (rys. 10) oprócz zwykłego pomiaru niewyważenia koła oferuje też możliwość diagnozowania opony iobręczy. Jest przeznaczona do kół samochodów osobowych, dostawczych imotocykli (zwyposażeniem opcjonalnym). Menu wyświetlane na monitorze TFT ułatwia obsługę ipozwala uniknąć błędów pomiarowych. Zastosowany podnośnik pozwala na łatwe ibezpieczne podnoszenie oraz pozycjonowanie koła. Do precyzyjnego zamocowania koła zastosowano pneumatyczny uchwyt szybkomocujący. Po wyznaczeniu odległości od koła ipneumatycznym zamknięciu osłony można uruchomić pomiar. Czujnik laserowy mierzy automatycznie szerokość obręczy, bicie opony isymetrię koła. Rejestrowane są parametry niewyrównoważenia koła. Po pomiarze koło jest wyhamowywane wpołożeniu odpowiednim do założenia ciężarka. Po zakończeniu wyważania podnośnik dojeżdża do koła, uchwyt pneumatyczny otwiera się ikoło zostaje bezpiecznie opuszczone na podłoże. Oprogramowanie umożliwia wykonanie również tradycyjnych funkcji, jak statyczne idynamiczne wyważanie, optymalizacja wyważenia opony iobręczy oraz ukryte umieszczenie ciężarków za ramionami obręczy. Wwyposażeniu dodatkowym oferowana jest drukarka.

Tabela 4. Charakterystyka techniczna niektórych wyważarek WBE firmy Bosch

Wtabeli 4 przedstawiono podstawowe dane techniczne wybranych wyważarek WBE firmy Bosch. Urządzenie WBE 4430 (rys. 11) jest przeznaczone do komfortowego wyważania kół samochodów osobowych, dostawczych imotocyklowych. Model odznacza się szczególnie zwartą budową. Dzielona osłona koła (zrączką) zajmuje mniej miejsca. Pedał hamulca służy do unieruchomienia koła podczas zakładania ciężarka. Pulpit zprzyciskami kursorowymi umożliwia łatwą nawigację między żądanymi funkcjami. Krótki czas pomiaru (6 s). Zastosowano czytelny monitor TFT 19”. Do dyspozycji jest kilka programów umożliwiających dokładne umieszczenie ciężarka. Do tego dochodzą standardowe programy wyważania statycznego idynamicznego, optymalizacji oraz program umożliwiający ukrycie ciężarka. Jako wyposażenie dodatkowe występują: pierścień świetlny, który oświetla obręcz od środka, ilaser pozycjonujący wskazujący miejsce umieszczenia ciężarka. Elektroniczne nastawniki do szybkiego wprowadzania odstępu koła, szerokości obręczy ijej średnicy umożliwiają komfortową obsługę. Łatwe idokładne pozycjonowanie koła oraz umieszczanie ukrytych ciężarków przyklejanych odbywa się za pomocą elektronicznego ramienia.

dr inż. Kazimierz Sitek

Literatura
1. Kłos R.: Optymalizacja jako dodatkowa funkcja wyważania. „Nowoczesny Warsztat” 5/2006.
2. Dane techniczne imateriały informacyjne wytwórców urządzeń do badania układu jezdnego pojazdu.