Диагностирование ходовой части автомобиля

Ходовая часть автомобиля воспринимает ударные нагрузки и подвержена вибрации. В результате этого изменяются углы установки управляемых колес, ухудшается их стабилизация, что затрудняет управление автомобилем, увеличивает расход топлива и изнашивание шин. При диагностировании ходовой части выполняются работы по раме, подвеске, переднему мосту, шинами и колесами.

Раму для профилактики периодически осматривают, проверяют крепление поперечин и кронштейнов, плотность заклепочных соединений.

В соответствии с техническими условиями к эксплуатации не допускаются автомобили, имеющие трещины или поломки хотя бы одного листа рессоры, неприлегание и расхождение листов, повреждение кронштейнов, резиновых втулок и подушек, ослабление затяжки пальцев и стопорных болтов, хомутиков и стремянок, а также течь жидкости из амортизаторов и ослабление их крепления.

Отказы рессорных подвесок автомобилей возникают главным образом из-за усталостных поломок листов рессор. Диагностирование состояния рессор должно определять степень усталостного повреждения рессор. Для этой цели можно использовать методы и средства ультразвукового контроля, позволяющие определять местоположение и размеры усталостных трещин в листах.

При диагностировании подвески проверяют взаимное положение мостов с помощью специальных стендов. Для обеспечения нормального качения колеса автомобиля на дороге необходимо строго соблюдать заданную геометрию элементов ходовой части автомобиля. В данном случае под термином “геометрия” подразумевается геометрия не формы, а взаимного положения механизмов и агрегатов. Взаимное положение элементов ходовой части существенно влияет на энергетику движения автомобиля, стабилизацию его на дороге, износ шин, расход топлива и т. д.

Амортизаторы наряду с другими системами и агрегатами оказывают влияние на безопасность движения. Отсутствие надежного контакта колеса с опорной поверхностью, особенно при высоких скоростях движения автомобиля, приводит к снижению скорости движения, предельно допустимой по условиям безопасности, при повороте и увеличению тормозного пути. При неисправных амортизаторах частота колебаний может исказить информацию, поступающую в блок управления АБС; при этом возможно ошибочное растормаживание колеса. Неисправные амортизаторы приводят к нестабильному и неравномерному освещению дороги, ослеплению водителей встречных автомобилей вследствие повышенного колебания кузова или шасси.

Амортизаторы не требуют специальной регулировки или сложного ухода. Диагностирование их заключается в контроле герметичности крепления на автомобиле, проверке эффективности действия и работоспособности. Разбирать амортизатор следует только в случае крайней необходимости (при потере работоспособности). Герметичность амортизаторов диагностируют визуально по следам подтекания жидкости. Эффективность действия амортизаторов проверяют на стендах, имитирующих неровности дороги.

Передние мосты могут иметь следующие основные неисправности: деформация балки; износ шкворневых соединений, подшипников, ступиц колес; разработка отверстий под шкворни в кулаках балки и гнезд под подшипники в ступицах установки передних колес, что затрудняет управляемость; резко повышен износ шин, который приводит к увеличенному расходу топлива, и т.д.

Диагностирование передних мостов заключается в определении неисправностей и проведения необходимых регулировочных и других работ по предупреждению и устранению обнаруженных дефектов. При диагностировании определяют радиальный и осевой зазоры в шкворневых соединениях, зазор между кольцом подшипника и его гнездом в ступице, степень затяжки подшипника ступицы, а также углы установки управляемых колес (углы развала колес, поперечного и продольного наклонов шкворня, схождение колес).

Состояние шкворневого соединения передних колес грузового автомобиля с не ведущей передней осью диагностируют индикаторным прибором. Износ в шкворневом соединении контролируют по радиальному и осевому зазорам. Радиальный зазор измеряют при перемещении поворота цапфы относительно шкворня при подъеме и опускании домкратом передней оси, а осевой – плоским щупом, вставляемым между верхней проушиной поворотной цапфы и кулаком передней оси. Осевой зазор в подшипниках ступиц колес не допускается.

Существующие стенды «люфт-детекторы» для диагностики зазоров в сочленениях подвески и рулевого управления автомобилей позволяют визуально выявить люфты (люфт — зазор) в кинематической паре, проявляющийся как относительное движение охватывающего и охватываемого элементов, при приложении к звеньям механизма знакопеременной нагрузки) в сочленениях подвески и рулевого механизмов. Стенды выпускаются в трех исполнениях: напольного (для грузовых автомобилей) с использованием в автономном режиме; заглубленного (для легковых автомобилей) с использованием в автономном режиме и устанавливаемых на осмотровую канаву; для встраивания в платформы автомобильных подъемников.

Углы установки управляемых колес диагностируют и регулируют после устранения люфта в шкворневых соединениях и подшипниках ступиц колес при нормальном давлении воздуха в шинах и креплении дисковых колес. Эти углы диагностируют на стационарных стендах с помощью переносных приборов.

Стенды бывают механические, оптические, оптико-электрические и электрические, а переносные приборы – механические, жидкостные и оптико-электрические.

Для экспресс-диагностики положения колес транспортного средства используют стенд представляющий площадку, имеющую возможность поперечного перемещения. Если колесо автомобиля по своим углам установки расположено не оптимально, при движении в пятне его контакта с дорогой возникает поперечная сила, которая сместит площадку. Этот сдвиг определяется в метрах на километр. Смещение площадки указывает на общее состояние ходовой части и рулевого управления.

Схождение передних колес автомобиля при отсутствии стендов диагностируют с помощью специальных линеек.

Шины при движении автомобиля работают в очень сложных условиях. В процессе качения на шину действуют различные по величине и направлению силы. К силам внутреннего давления воздуха и массы автомобиля, действующим на шину в неподвижном состоянии, при качении колеса добавляются силы динамические, а также силы, связанные с перераспределением массы автомобиля между колесами. Силы, действующие на шину, изменяются по величине, а в ряде случаев и по направлению в зависимости от скорости движения, состояния дорожного покрытия, температуры окружающего воздуха, уклона, характера поворота дороги и т. д. При качении колеса автомобильная шина в различных зонах непрерывно изменяет свою форму, причем некоторые ее части изгибаются, сжимаются и растягиваются. При продолжительном движении шина нагревается, что приводит к повышению внутреннего давления воздуха в ней и снижению прочности ее элементов, особенно резиновых. Под действием многократно действующих сил и повышенной температуры материал шины постепенно “устает”, т.е. теряет свою прочность, протектор изнашивается.

Шины устанавливают на автомобили в строгом соответствии с их назначением. Например, шины с дорожным рисунком протектора следует применять только при эксплуатации автомобилей на дорогах с твердым покрытием и т.д. Периодически проверяют зазор между сдвоенными шинами. Визуально осматривают и определяют износ протектора и другие неисправности. Давление воздуха в шинах измеряют шинными манометрами. При необходимости подкачивают шины сжатым воздухом на воздухораздаточных колонках, снабженных регулятором давления.

Регламентируется минимально допустимое значение остаточной высоты рисунка протектора шин. Высота протектора проверяется не по центру беговой дорожки, а по зоне предельного износа.

Шины легковых автомобилей выпускают с индикаторами предельного износа протектора. Из них допускаемое значение остаточной высоты рисунка протектора определяют: при равномерном изнашивании беговой дорожки – по появлению одного индикатора, при неравномерном – по появлению индикаторов в двух местах (по два индикатора в каждом). Шины не должны иметь порезов или разрывов, которые обнажают корд. Причем даже при небольших размерах эти повреждения в процессе эксплуатации могут привести к опасным последствиям. Не допускаются также расслоение каркаса, отслоение протектора, наличие инородных предметов (стекла, камней и т.п.) в протекторе и между сдвоенными колесами.

При изготовлении шины и диска в силу технологических погрешностей их массы неравномерно распределены относительно оси вращения. Такое неравномерное распределение масс называется дисбалансом или неуравновешенностью. После сборки колеса его цент масс оказывается также не совпадающим с осью вращения. Для устранения этого явления колеса перед установкой на автомобиль подвергают балансировке. Балансировка колеса в сборе — это процесс равномерного распределения массы по окружности качения.

В процессе эксплуатации автомобиля балансировка колес, как правило, нарушается. Наиболее часто эти нарушения происходят вследствие неравномерного износа шин, их ремонта, некачественного демонтажа и монтажа шин и колес.

Существует два вида дисбаланса: статический и динамический. При статическом дисбалансе масса колеса неравномерно распределена относительно оси вращения, при этом ось колеса и его главная центральная ось инерции параллельны. В статическом положении тяжелая часть колеса всегда окажется внизу. При вращении колеса за счет смещения центра масс возникает центробежная сила инерции.

При движении автомобиля статический дисбаланс вызывает биение колеса в вертикальной плоскости, возникает вибрация кузова, ослабевают крепления и сварочные соединения, увеличиваются зазоры в кинематических парах подвески.

Динамический дисбаланс — это неравномерное распределение массы колеса относительно центральной продольной плоскости качения колеса, при этом ось колеса и его главная центральная ось инерции пересекаются не в центре масс или перекрещиваются. При вращении колеса из-за наличия неуравновешенных масс возникает момент сил инерции.

При движении автомобиля под действием динамической неуравновешенности происходит биение колеса в горизонтальной плоскости. На детали рулевого механизма (при дисбалансе передних колес) на подшипники ступицы действует знакопеременная высокочастотная нагрузка, и они интенсивнее изнашиваются. Характерным признаком такого дисбаланса является биение (вибрация) рулевого колеса при больших скоростях движения автомобиля.

Диагностирование дисбаланса автомобильного колеса осуществляется со снятием с автомобиля или без снятия.

Наиболее широко используются станки для балансировки колес легковых автомобилей с горизонтально расположенным валом, электроприводом или ручным приводом и компьютерной обработкой диагностической информации.

Стенды для балансировки колес на автомобиле предназначены для экспресс-диагностирования автомобилей и могут быть использованы для финишной балансировки колес, так как при уравновешивании учитываются все вращающиеся элементы колеса: шина, диск, ступица, тормозной диск, крепежные детали колеса и подшипники.

Колеса могут иметь следующие основные неисправности: разработка отверстий в дисках под шпильки крепления колес к ступице; деформирование дисков; трещины около отверстий в дисках колес; механические повреждения и коррозия ободов, бортовых замочных колец; срыв резьбы на шпильках и гайках и др. Диагностирование колес заключается в визуальной проверке и устранении указанных неисправностей.

При современных высоких скоростях движения автомобилей большое значение приобретает уравновешивание колес. Это можно объяснить тем, что большой удельный вес материала, значительное удаление масс от оси и неравномерное распределение массы шин при больших скоростях могут привести к возникновению больших неуравновешенных сил и моментов. Действие этого явления особенно неблагоприятно для управляемых колес, так как возникающие нагрузки не только вызывают изнашивания деталей ходовой части, но и могут нарушить устойчивость движения.

Неуравновешенность колес возникает как при их изготовлении, так и при неравномерном изнашивании. Это говорит о том, что уравновешенность колес следует проверять систематически. При независимой подвеске неуравновешенность вращающихся масс может вызвать вертикальные колебания колес или горизонтальные колебания вокруг шкворней. Уравновешивание колес является органической частью технологического процесса обслуживания автомобилей. Существуют динамическое и статическое (применяется редко) уравновешивание колес.