Диагностирование углов установки управляемых колес автомобиля

Цель работы — изучить назначение углов установки управляемых колес автотранспортных средств, периодичность и принципы их контроля, а также получить практические навыки по измерению углов управляемых колес на стенде.

Общие сведения и основные понятия

Наиболее часто повышенная интенсивность изнашивания протектора является следствием отклонений геометрических параметров от рекомендуемых: углов схождения, развала, продольного и поперечного наклона шкворня, соотношения углов поворота управляемых колес, различных вариантов перекоса или смешения осей автомобиля (см. рис. 2.29).

Несоответствие схождения колес оптимальной величине приводит к возникновению одностороннего пилообразного износа протектора на обеих шинах. При положительном (увеличенном) схождении такой износ появляется на наружных дорожках протектора, а при отрицательном (недостаточном) — на внутренних краях (см. рис. 2.29).

Периодичность контроля углов установки колес составляет 10...15 тыс. км (ТО-2). Контроль и регулировка углов установки колес обязательны, если по передней подвеске выполнялись ремонтно-восстановительные работы или визуально обнаружен односторонний износ протектора шин.

Параметры установки колес определяют с помощью переносных и стационарных устройств или стендов, позволяющих производить непосредственные геометрические измерения, выраженные в линейных или градусных величинах контролируемых параметров, или косвенным путем — по значению бокового усилия шины в пятне контакта с опорной поверхностью при качении (вращении) колеса. По конструктивному исполнению стенды могут быть механические (площадочные, роликовые), оптические, электрооптические, лазерные, компьютерные.


Углы установки управляемых колес проверяют только после устранения люфта в рулевом управлении, подшипниках ступиц, шкворневых соединениях, шаровых опорах, опорах стоек и доведении внутреннего давления в шинах до нормативного значения. При контроле углов установки колес производители автомобилей предусматривают различные условия загруженности колес или автомобиля, которые необходимо знать при диагностировании.

На грузовых автомобилях и автобусах проверяют и восстанавливают только углы схождения колес. Регулировку схождения колес осуществляют с помощью специальной линейки мод. 2162 или КИ-650 путем изменения длины поперечной тяги рулевой трапеции. В зависимости от модели автомобиля измерение схождения колес осуществляют по расстояниям между боковинами шин (передней и задней частей), кромкам ободьев колес или торцам тормозных барабанов.

На легковых автомобилях регулируют все углы. Чтобы изменение одного из углов установки колес не сказывалось на значении другого, регулировку, а следовательно, и диагностирование следует выполнять в следующем порядке: сначала проверяют и регулируют углы развала колес, затем углы продольного и поперечного наклона шкворня, соотношение углов поворота колес и в последнюю очередь — схождение колес.

Для экспресс-диагностирования перед ТО-1 технического состояния осей и подвесок управляемых колес наиболее прогрессивными считаются площадочные стенды типа К-112, К-615, К-619, которые обеспечивают проверку всех в совокупности геометрических параметров установки управляемых колес. Работа этих стендов основана на измерении бокового усилия (увода) в месте контакта перекатываемых колес по опорной поверхности динамометрической площадки (рис. 2.34).




Разложение сил Р, действующих перпендикулярно плоскости передних колес и стремящихся повернуть их в сторону, противоположную схождению, показывает, что при нарушении геометрии установки управляемых колес появляется боковая составляющая Р_б, которая перемещает подпружиненную площадку на величину, зависящую от значения и знака схождения колес.

Смещение подвижной площадки фиксируется стрелочным или электронным индикатором, в некоторых стендах используется световое табло — светофор. Если геометрия колес нарушена и подлежит регулировке, то загорается красный сигнал, если в норме — зеленый, при желтом сигнале — граничном угле схождения — автомобиль можно временно эксплуатировать.

Скорость передвижения автомобиля через площадки стенда составляет 2...5 км/ч. Проверка углов установки управляемых колес в динамике, в условиях, близких к реальным, повышает достоверность диагностирования.


По результатам экспресс-диагностирования регулировку углов установки управляемых колес в целях приведения их к нормативным значениям применительно к легковым автомобилям осуществляют на оптических (1Н9М), электрооптических (К-111, РКО-4, СКО-1, МОТЕХ (Чехия), AMG-281 (Германия)), лазерных и компьютерных (КДС-5К, КДСО) стендах.

Настоящее методическое руководство определяет технологию контроля углов установки управляемых колес на стендах электрооптического типа. В результате выполнения данной лабораторной работы студент должен:

• получить представление об общем устройстве и принципе действия оборудования, применяемого для контроля углов установки управляемых колес;
• знать последовательность операций проверки углов установки управляемых колес, характерные виды одностороннего износа протектора шин, связанные с нарушениями углов схождения и развала колес;
• уметь проводить операции контроля углов установки управляемых колес на стендах электрооптического типа.

Порядок выполнения работы

Техническое обеспечение — автомобиль ВАЗ, макеты передних подвесок автомобилей ГАЗ-3110, «ГАЗель», управляемого переднего моста КАМАЗ, воздухораздаточная колонка С-401, линейка для контроля схождения колес 2162 или КИ-650, электрооптический стенд Motex для контроля углов управляемых колес, гаражный домкрат П-310, комплект слесарного инструмента, учебные плакаты по устройству передней подвески автомобилей ВАЗ, ГАЗ, КАМАЗ.

Место выполнения — пост ТО автомобиля ВАЗ.

Занятия проводятся под руководством преподавателя с подгруппой студентов из 5—7 человек.


Успешное выполнение работы возможно после ознакомления с методическими указаниями по проведению лабораторной работы при условии строгого соблюдения следующих правил техники безопасности:

• не включать стенд без руководителя занятия;
• проводить регулировочные работы только исправным инструментом.

По окончании учебных занятий оформляется отчет по всем заданиям лабораторной работы.

Продолжительность работы — 4 ч.

Задание 1. Изучить назначение, устройство и порядок подготовки стенда МОТЕХ

Стенд электрооптического типа МОТЕХ (рис. 2.35) по конструктивному исполнению тождествен отечественным стендам СКО-1, РКО-4, К-111 и предназначен для контроля углов управляемых колес легковых автомобилей.



В комплект стенда входят провода с разъемом для подключения к АКБ; два вращающихся вокруг своих осей светолучевых проектора 1 (в качестве источника света в проекторе используется автомобильная лампа дальнего света напряжением 12 В), закрепленных на самоцентрирующихся кронштейнах; две телескопические (раздвижные) линейки 2 с мерными шкалами для определения схождения колес; две вертикальные стойки 3 со шкалами для определения углов развала колес и углов наклона шкворня; подставки под колеса — поворотные круги с градуированной шкалой±20°. Стенд дополнительно может быть укомплектован экраном 2 (рис. 2.35, а), который исполняет роль стойки 3 (рис. 2.35, б).

Точность измерения углов установки колес зависит от горизонтальности площадки, на которую устанавливается автомобиль. Отклонение плоскости установки поворотных дисков от уровня горизонта не должно превышать 1 мм на расстоянии 1 м.

Порядок подготовки автомобиля и стенда МОТЕХ к измерению значений углов установки управляемых колес:

• автомобиль ВАЗ установить колесами на поворотные диски в прямолинейном направлении, затормозить колеса стояночным тормозом и довести до нормы давление воздуха во всех колесах (0,19 МПа);
• поднять переднюю часть автомобиля гаражным подъемником, обеспечив свободное вращение колес, и проверить люфт в сочленениях рулевого управления, шаровых опорах, опорах стоек, осевые зазоры в подшипниках ступиц. Проверка люфта подшипников ступиц осуществляется при вертикальном покачивании колеса, а остальных элементов подвески — при горизонтальном перемещении. При наличии люфтов устранить вызывающие их причины;
• установить самоцентрирующиеся кронштейны с проекторами на диски проверяемых колес так, чтобы оси вращения проектора и колес совпадали, а проекторы располагались параллельно дискам колес;
• подключить разъемы проводов к проекторам и АКБ, проверить правильность центровки проектора относительно оси колеса. Поскольку направление луча проектора перпендикулярно оси его вращения, то правильность установки проектора проверяется по отсутствию вертикального перемещения световых треугольников относительно вертикальной линии стойки 5, располагаемой перед автомобилем. Для этого необходимо удерживать проектор одной рукой в неподвижном состоянии, а другой осуществить полный оборот вывешенного колеса. Если наблюдается биение светового луча вверх и вниз, то следует ослабить болт крепления проектора к самоцентрирующемуся кронштейну и, перемещая проектор вдоль направляющей, добиться правильной его центровки относительно оси вращения колеса. Закрепить болт крепления проектора к кронштейну;
• проверить правильность установки поворотных дисков под колесами, подправить их, зафиксировать штифтами и плавно опустить колеса на середины поворотных дисков;
• несколько раз нажать руками на бампер автомобиля для стабилизации его положения.

После проведения этих операций автомобиль и стенд подготовлены к измерениям углов управляемых колес.

Задание 2. Проверить углы развала и схождения управляемых колес автомобиля ВАЗ на стенде МОТЕХ

В соответствии с правилами проверку (регулировку) углов установки управляемых колес выполняют в следующем порядке: сначала проверяют углы развала, продольного наклона шкворня, соотношение углов поворота, а затем схождения колес.

Проверка угла развала передних колес:

• установить вертикальные стойки 3 (см. рис. 2.35, б) перед колесами перпендикулярно оси автомобиля на нормируемом расстоянии (для автомобилей ВАЗ — 2 м);
• направить световой луч на нижнюю треугольную отметку экрана шкалы и, передвигая стойку, добиться совмещения светового луча с меткой;
• поднять луч света, поворачивая проектор вокруг своей оси вверх, до шкалы отсчета (см. рис. 2.35, б). Значение угла развала записать в протокол (табл. 2.36).

Угол продольного наклона шкворня определяют по разности значений, полученных по шкалам угла развала при повороте одного из управляемых колес вправо (влево) на угол, равный 20°. Для выполнения этой операции необходимо:

• расфиксировать поворотные диски колес путем извлечения из них стопорных штифтов;
• повернуть правое колесо на 20°;
• установить вторую стойку измерения развала колес на расстоянии 2 м и, проецируя световой луч проектора на верхнюю треугольную отметку экрана шкалы стойки, совместить их;
• снять показания углов развала с обеих стоек и по разности их значений определить угол продольного наклона шкворня. При наличии экрана 2 (см. рис. 2.35, а) измерение угла наклона шкворня значительно упрощается. Значение угла продольного наклона шкворня занести в протокол.

Контроль соотношения углов поворота колес осуществляется с использованием поворотных дисков стенда. Для этого необходимо:

• проверить установку колес автомобиля на поворотных дисках на соответствие значений их шкал нулевым отметкам;
• повернуть левое колесо внутрь на 20° и по значению угла поворота правого колеса определить их рассогласование;
• повернуть правое колесо внутрь на 20° и по значению угла поворота левого колеса определить их рассогласование. Значения углов рассогласования в обоих случаях должны быть одинаковыми и находиться в пределах 1 ...2°. Полученные значения записать в протокол.

Схождение колес определяют по разности расстояний между передними и задними частями колес в миллиметрах. Для этого следует:

• раздвинуть измерительные штанги на расстояние, превышающее ширину автомобиля на 0,1 м, и зафиксировать их шплинтами;
• установить измерительную штангу 2 (см. рис. 2.35, б) перед колесами перпендикулярно оси автомобиля на нормируемом расстоянии (для ВАЗ — 2м);
• установить вторую измерительную штангу 2 колесами перпендикулярно оси автомобиля на нормируемом расстоянии 2 м так, чтобы ее мерная шкала была на той же стороне, что и у первой;
• выровнять положения измерительных штанг по треугольным отметкам с помощью световых лучей проектора при его повороте вокруг оси в одну и другую стороны;
• определить другим проектором значения мерных шкал передней и задней измерительных штанг, разность значений которых соответствует схождению колес в миллиметрах.

Технологию регулировки углов установки управляемых колес необходимо изучить на макетах передних подвесок легковых автомобилей.

Результаты измерений углов установки управляемых колес автомобиля ВАЗ занести в протокол (см. табл. 2.36) и сделать заключение о техническом состоянии передней подвески.

Таблица 2.36. Протокол проверки углов установки управляемых колес ВАЗ-2106

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен включать в себя следующие сведения:

• название и цель работы;
• техническое обеспечение;
• виды изнашивания протектора шин при отклонениях значений углов управляемых колес;
• протоколы основных контрольных операций по проверке углов установки управляемых колес автомобиля (см. табл. 2.36);
• выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Назовите причины отклонений углов установки управляемых колес от нормативных значений.

2. Объясните, к каким последствиям приводит отклонение углов установки управляемых колес от нормативных значений.

3. Какова последовательность проверки и регулировки углов установки управляемых колес?

4. Поясните принцип работы стендов для проверки и регулировки углов установки управляемых колес.

5. Расскажите о назначении и устройстве стенда МОТЕХ.

6. Как подготовить и правильно установить светолучевые проекторы на колеса автомобиля?

7. Поясните технологию измерения углов установки управляемых колес на стенде МОТЕХ.

8. Нарисуйте вид износа протектора шин при увеличенном значении схождения колес и угла развала.

9. Нарисуйте вид износа протектора шин при уменьшенном значении схождения колес и угла развала.