Контрольные вопросы
Составные части стенда.
Устройство механизма отрыва борта покрышки от диска колеса.
Устройство и работа механизма зажима диска колеса.
Перечислить педали управления стендом и назвать их назначение.
Устройство стойки с разбортирующим съёмником.
Порядок выполнения операции отрыва борта покрышки от диска ко леса.
Порядок выполнения операции демонтажа покрышки.
Как правильно установить разбортирующий съёмник по отношению к ободу колеса для демонтажа покрышки?
Порядок выполнения операции монтажа покрышки.
Как правильно установить разбортирующий съёмник по отношению к ободу колеса для монтажа покрышки?
Что делать, если при демонтаже диск колеса проскальзывает относительно прихватов?
Меры безопасности при работе на стенде.
Лабораторная работа № 4 Проверка и регулировка рулевого управления
4.1 Цель работы
Освоить технологию и получить практические навыки проверки технического состояния РУ (рулевого управления).
Ознакомиться с устройством и принципом работы датчика измерения угла поворота рулевого колеса, снять характеристику датчика.
Закрепить теоретический материал по устройству и принципу работы датчика измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля BMW.
Ознакомиться с устройством и принципом работы резистивного датчика измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля.
4.2 Задание
Восстановить в памяти знания по устройству и принципу работы РУ.
Изучить по МУ устройство люфтомера и принцип измерения им суммарного люфта в РУ.
Изучить по МУ принцип работы и устройство резистивного датчика измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля.
Кратко законспектировать порядок работы с люфтомером.
Заготовить журнал испытаний.
Произвести измерение суммарного люфта РУ на автомобиле с занесением данных в журнал испытаний.
Оформить отчёт.
П р и м е ч а н и е – Пункты 1 – 5, 7 содержания работы выполняются студентом самостоятельно до начала занятий. Пункт 6 выполняется во время занятий под руководством преподавателя.
Отчёт должен содержать: краткое описание порядка работы, упрощённый рисунок, отражающий принцип работы люфтомера, резистивного датчика измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля, журнал испытаний, выводы о техническом состоянии РУ.
4.3 Выполнение лабораторной работы
4.3.1 Устройство и принцип действия люфтомера и динамометра
Люфтомер предназначен для контроля суммарного люфта рулевых автомобилей, регламентируемого ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки». ГОСТ Р 51709-2001 устанавливает необходимость применения люфтомера с датчиком положения (мертвой точки) управляемого колеса.
Типы люфтомеров:
-К-524 – механический, универсального (по обслуживаемым автотранспортным средствам) применения.
-К-526 – электронный, универсального применения.
-ИСЛ-401 – электронный с датчиком положения (мёртвой точки) колеса, универсального применения.
Люфтомеры К-524 и К-526 измеряют люфт по усилию на рулевом колесе, а ИСЛ-401 - по началу поворота управляемого колеса.
Люфтомер (рисунок 4.1) состоит из: верхнего 1 и нижнего 2 раздвижных кронштейнов, приставляемых к ободу рулевого колеса упорами 3, разрезной каретки 4, стягивающей направляющие стержни 5 кронштейнов 1 и 2 с помощью зажима 6; угломерной шкалы 7, устанавливаемой на оси зажима 6 с возможностью поворота (рукой) и самоторможением (при снятии усилия) за счет фрикционной резиновой шайбы 8; резиновой нити 9, натягиваемой с помощью присоса 10 от зажима 6 к лобовому стеклу автомобиля и играющей роль указательной «стрелки» угломерной шкалы, и нагрузочного устройства, представляющего собой пружинный динамометр 11 двухстороннего действия или, как вариант, бытовые весы («Безмен») 12. Каретка 4 с осью угломерной шкалы 7 выставляется в центре поворота рулевого колеса путем обеспечения одинаковых вылетов («а» и «в») стержней 5 относительно каретки. Этим обеспечивается неподвижность указательной нити - «стрелки» при повороте рулевого колеса и правильность измерения люфта
Рисунок 4.1 – Люфтомер
Динамометр 11 или «Безмен» 12 (рисунок 4.2) устанавливается на нижнем кронштейне 2 люфтомера с помощью зажима 13 и винта 16 в положение, при котором при установке люфтомера на ободе рулевого колеса приложенное к нагрузочному устройству усилие пришлось бы на середину сечения обода.
Метод измерения (одним оператором) суммарного люфта рулевого управления заключается в выявлении угла поворота рулевого колеса по угловой шкале люфтомера между двумя фиксированными положениями, определяемыми приложением к нагрузочному устройству поочередно в обоих направлениях одинаковых регламентируемых в зависимости от собственной массы автомобиля, приходящейся на управляемые колеса, усилий (таблица 4.1). При возникновении, в отдельных случаях, поворота управляемого колеса при приложении регламентируемого усилия на рулевом колесе, фиксированные положения рулевого колеса должны соответствовать моментам начала поворота управляемого колеса, определяемым вторым оператором визуально или с помощью дополнительных средств (например индикатора).
1, 2 и 3 – риски регламентируемых усилий, соответственно 0,75, 1,0 и 1,25 кг; 4 – указатель; 5 – кромка крышки; 6 – крышка: 7 – шпилька; 8 – чашка пружины; 9 – пружина; 10 – головка; 11 – корпус; 12 – безмен
Рисунок 4.2 – Вид динамометра (правая часть)
Т а б л и ц а 4.1 – Регламентируемые усилия для измерения люфта
Масса автомобиля приходящаяся на управляемые колеса, т
|
Усилие нагрузочного устройства, Н (кгс)
|
До 1.6 свыше 1,6 до 3,86 свыше 3,86 |
7,35 (6,75) 9,80(1,00) 12,30(1,25)
|
Прибор К-526 отличается наличием микропроцессорного блока, выдающего команды оператору и измеряющего, угол поворота рулевого колеса импульсным оптико-механическим датчиком. Команды и результат измерения высвечиваются на цифровом индикаторе.
Прибор ИСЛ-401 представляет собою модификацию прибора К-526. отличающуюся наличием датчика мертвой точки (положения) управляемого колеса и измененной программой микропроцессора.
Более подробно описания приборов К-526 и ИСЛ-401 представлены в учебном пособии [14].
4.3.2 Устройство и принцип действия модуля для изучения датчика измерения угла поворота рулевого колеса «УПРК-ПО»
Датчик угла поворота рулевого колеса встроен в электронный блок в рулевой колонке. Электронный блок в рулевой колонке относится к коммутационному центру в рулевой колонке.
1 – нижняя часть блока переключателей на рулевой колонке; 2 – датчик угла поворота рулевого колеса
Рисунок 4.3 – Электронный блок в рулевой колонке (нижняя часть блока переключателей на рулевой колонке)
Конструкция:
Датчик угла поворота рулевого колеса представляет собой потенциометр с двумя, смещенными друг относительно друга на 90 градусов, скользящими контактами. Благодаря такой установке с помощью, скользящих по резистивным слоям контактов, распознается как угол поворота, так и направление вращения.
Принцип действия:
Для работы системы DSC ЭБУ необходимо значение угла поворота рулевого колеса. Угол поворота рулевого колеса (2 значения напряжения), определенный с помощью скользящих контактов, также включает число полных оборотов. При вращении рулевого колеса через каждые 360 градусов, значения напряжений на выходах датчика повторяются. Благодаря этому датчик угла поворота считает полные обороты рулевого колеса. Суммарный угол, который определяет датчик, образуется из:
-корректировочного значения датчика угла поворота рулевого колеса.
Это корректировочное значение определяет положение рулевого колеса для движения по прямой. Корректировочное значение всякий раз определяется и записывается при коррекции датчика угла поворота рулевого колеса:
-текущего измеренного значения угла поворота рулевого колеса;
- числа полных оборотов рулевого колеса.
1 – опорное напряжение питания 5В; 2 – напряжение на скользящем контакте 1; 3 – напряжение на скользящем контакте 2; 4 – общий – 4; 5 – график, отражающий зависимости напряжений датчика от угла поворота рулевого колеса
Рисунок 4.4
При включении зажигания угол поворота рулевого колеса должен быть в распоряжении коммутационного центра с учетом числа полных оборотов. Поэтому коммутационный центр в рулевой колонке и вместе с ним датчик угла поворота рулевого колеса получают постоянное питание.
Наиболее распространенная неисправность датчика измерения угла поворота рулевого колеса: обрывы электрической цепи. Таковые привели бы к потере, записанного в электронную память датчика, значения угла поворота рулевого колеса и числа полных оборотов рулевого колеса. Поэтому ЭБУ DSC запоминает последнее значения угла поворота рулевого колеса и число полных его оборотов и при включении зажигания и начале движения с помощью проверки правдоподобности проводит инициализацию. Если датчик не проходит инициализацию, ЭБУ DSC самостоятельно рассчитывает угол поворота рулевого колеса на основании значений угловых скоростей передних колес, использую данные блока ABS. Проверка правдоподобности проводится сравнением с другими сигналами датчиков, в том случае, если автомобиль эксплуатируется с неправильной коррекцией датчика угла поворота рулевого колеса.
Если инициализация после начала движения до скорости примерно 25 км/ч не прошла, происходит:
-отключение DSC;
-включение сигнальной лампы DSC;
-запись неисправности в ЭБУ DSC (не в датчик угла поворота рулевого колеса).
При отказе датчика угла поворота рулевого колеса система ABS остается активной.
4.3.3 Краткие сведения по лабораторному модулю «УПРК-ПО»
Лабораторный модуль для изучения датчика измерения угла поворота рулевого колеса «УПРК-ПО» предназначен для проведения лабораторных работ по направлению «Материаловедение и автосервис» и обеспечивает наглядное изучение резистивного датчика измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля BMW. Модуль представляет собой действующий макет, демонстрирующий принцип работы и устройство резистивного датчика измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля. Общий вид изделия показан на рисунке 4.5.
1 – рулевое колесо и резистивный датчик измерения угла поворота рулевого колеса автомобиля BMW на едином валу; 2 – микропроцессорный измеритель угла поворота рулевого колеса; 3 – цифровые вольтметры каналов 1 и 2; 4 – пары разъемов для снятия сигналов внешним вольтметром с каналов 1 и 2; 5 – выключатель стенда и плавкая вставка; 6 – мнемосхема и график, поясняющие принцип работы и устройство датчика; 7 – мнемосхема датчика и измерительных цепей
Рисунок 4.5 – Общий вид модуля
4.3.4 Устройство и работа модуля
Лабораторный модуль для изучения датчика измерения угла поворота рулевого колеса «УПРК-ПО» представляет собой изделие настольного моноблочного исполнения. Для начала работы, при помощи сетевого шнура, входящего в комплект поставки изделия, необходимо произвести подключение модуля к сети переменного тока ~220В/ 50Гц. Разъем для подключения шнура находится на задней стенке модуля.
Включение модуля производится выключателем «ВКЛ», расположенным на лицевой панели.
Для защиты от непреднамеренных перегрузок по цепям питания, предусмотрена плавкая вставка «ПР. 5А», расположенная на лицевой панели.
Рисунок 4.6
Перед началом исследований, необходимо провести калибровку цифрового измерителя угла поворота рулевого колеса. Для этого необходимо, руководствуясь графиком, изображенным на мнемосхеме «Устройство резистивного датчика и диаграммы его работы» и показаниями цифровых вольтметров «Канал 1» и «Канал 2», плавно установить рулевое колесо в положение «0».
Рисунок 4.7
Показателем такого положения являются нулевые показания вольтметра канала 2. После этого, необходимо однократно нажать на кнопку «Калибровка».
Рисунок 4.8
На этом процесс калибровки завершен. По завершении процесса калибровки, лабораторный модуль готов к работе. Процесс калибровки необходимо повторять после каждого включения модуля. Поскольку измерение угла поворота рулевого колеса производится относительно положения «0», то для получения корректных результатов последующих измерений, важна правильность и точность процедуры калибровки.
График, изображенный на лицевой панели модуля, показывает зависимости выходных напряжений (ось «Y») резистивного датчика измерения угла положения рулевого колеса, выраженные в относительных величинах от угла его поворота, выраженного в абсолютных величинах (ось «Х»).
Пунктирной линией изображен график канала 1, сплошной – канала 2
Рисунок 4.9
Напряжения на выходах датчика «Выход 1» и «Выход 2», отображаются, соответственно, на вольтметрах «Канал 1» и «Канал 2».
Измерение угла поворота рулевого колеса осуществляется встроенным микропроцессорным измерителем, показания которого в градусах выводятся на дисплей модуля.
Рисунок 4.10
При этом, индикация угла вращения рулевого колеса относительно положения «0» в направлении против часовой стрелки осуществляется со знаком «-», по часовой стрелке – без какого-либо знака. Для обеспечения точности измерений, рулевое колесо необходимо вращать плавно, без рывков, со скоростью, не превышающей 1 оборот в четыре секунды.
На лицевой панели стенда установлены пары разъемов, предназначенные для съема сигналов датчика при помощи внешних вольтметров. В качестве внешних вольтметров могут быть использованы вольтметры любого типа с предустановленным пределом измерения 5В и более. В качестве таковых может быть поочередно использован мультиметр в режиме вольтметра с предустановленным пределом измерения 20В, входящий в комплект поставки.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ:
Прикладывать к валу рулевого колеса нагрузки осевого перемещения.
Вращать – останавливать рулевое колесо рывками.
Замыкать накоротко пары разъемов для снятия сигналов каналов 1 и 2 между собой и в какой-либо другой конфигурации, в результате чего возможен выход из строя датчика измерения угла поворота рулевого колеса.
4.3.5 Порядок работы с люфтомером К-524и К-526
Установить управляемые колеса рулем в положение движения по прямой.
Ослабив зажим 6 люфтомера (рисунок 4.1), раздвинуть кронштейны 1 и 2 до размера визуально соответствующего диаметру рулевого колеса.
Установить люфтомер на рулевом колесе, приставив кронштейны к ободу колеса до плотного соприкосновения с ним упорами 3, поджав кольцами 18 и воротками 19.
Проверить и при необходимости отрегулировать положение динамометра 11 или цапфы 15 (перемещением кронштейнов 13 или 16 относительно пальца 17), так чтобы они располагались визуально посередине сечения обода рулевого колеса.
Выставить каретку 4 с угломерной шкалой 7 в центр рулевого колеса, обеспечив равенство (а = в) стержней 5 относительно каретки 4 (по линейным делениям на шкале 7 или с помощью прикладной линейки – при варианте шкалы без линейных делений).
Протянуть нить – «стрелку» 9 к лобовому стеклу автомобиля и закрепить присосом 10. Нить при этом должна быть расположена примерно в центре угломерной шкалы, параллельно и как можно ближе к ней.
Нажимая на головку динамометра 11 справа (или потянув за «Безмен» 12 влево, не «забыв предварительно поставить его на «нуль»), медленно повернуть колесо по часовой стрелке до момента достижения соответствующего регламентируемого усилия (таблица 4.1), т.е. до совпадения соответствующей риски 1, 2 или 3 (рисунок 4.2) указателя динамометра с кромкой 5 крышки 6 корпуса (или до совпадения соответствующей риски шкалы «Безмена» с его стрелкой). В этом положении, не трогая рулевого колеса, повернуть шкалу 7 (рисунок 4.1) до совпадения нулевого деления, или упора 20 нулевого деления, с нитью.
Нажимая па головку динамометра 11 слева или потянув «Безмен» 11 вправо, медленно повернуть рулевое колесо против часовой стрелки до достижения регламентируемого усилия, также как в первом случае.
По положению нити относительно угломерной шкалы 7 определить значение суммарного люфта рулевого управления. Окончательный результат уточнить по результатам двух или более измерений. Значение суммарного люфта, исходя из требований к техническому состоянию рулевых управлений согласно ГОСТ Р 51709-2001, не должно превышать:
-легковые автомобили и созданные на базе их агрегатов грузовые автомобили и автобусы – 10°;
-автобусы – 20°;
-грузовые автомобили – 25 °.
Работа прибора К-526 основана на измерении суммарного люфта рулевого управления автотранспортных средств посредством счета импульсов датчика угла с отсечкой начала и конца отсчета тензометрическим датчиком, оттарированным на регламентированные усилия в соответствии с ГОСТ Р 51709-2001.
Прибор К-526 устанавливается и фиксируется захватом за внешнюю сторону обода рулевого колеса проверяемого автотранспортного средства, подключается к питанию с помощью шнура со штекером, устанавливаемым в гнездо прикуривателя автомобиля, а при отсутствии прикуривателя – через переходник к клеммам аккумулятора или внешнего источника постоянного тока 12 В.
На электронном блоке устанавливается режим измерения, соответствующий контролируемому транспортному средству.
При повороте прибора К-526 за ручку датчика усилия влево и достижения заданной регламентированной заданной величины усилия датчиком угла начинается отсчет угловой величины люфта, а при повороте рулевого колеса ручку датчика усилия вправо и достижения регламентированной величины усилия датчик угла заканчивает отсчет.
Отработка информации осуществляется в электронном блоке. Точечные индикаторы (светодиоды) электронного блока выдают команды оператору на вращение поворота рулевого колеса в левую или правую сторону. Результаты измерения отображаются на цифровых индикаторах блока.
При измерении прибором ИСЛ-401 измерительный блок устанавливается также, как и в случае использования прибора К-526, а ДМТ приставляется к управляемому колесу так, чтобы его упоры касались диска колеса.
Меры безопасности не отличаются от указанных в общих положениях.
4.3.6 Порядок работы с модулем «УПРК-ПО»
-Включите питание модуля.
-Произведите калибровку цифрового измерителя угла поворота рулевого колеса. Установите рулевое колесо в положение «0». Вращая рулевое колесо по часовой стрелке по ряду отметок 0-45-90-135-180-225-270-315-360градусов, фиксируйте выходные напряжения датчика при помощи встроенных вольтметров «Канал 1» и «Канал 2».
-Результаты занесите в произвольно составленную таблицу. По полученным результатам постройте графики.
-Проделайте такой же опыт с отметками 0-360-720-1080-1440 градусов. Результаты занесите в произвольно составленную таблицу. По полученным результатам постройте графики.
-Вращая рулевое колесо против часовой стрелки по ряду отметок 0-(-45)-(-90)-(-135)-(-180)-(-225)-(-270)-(-315)-(-360) градусов, проделайте такой же опыт. Результаты занесите в произвольно составленную таблицу.
-По полученным результатам постройте графики. На основе полученных в работе результатов, сделайте выводы о работоспособности датчика. Сформулируйте и запишите выводы о проделанной работе.
Меры безопасности
К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.
При выполнении лабораторных робот студент должен помнить, что в общем случае испытания проводятся при линейном напряжении, доходящем до 380 В. При неблагоприятных условиях опасные поражения током могут произойти даже при напряжении 50 В. Поэтому во время работы студент должны быть внимательным, аккуратным и строго соблюдать правила техники безопасности.
Категорически запрещается касаться руками неизолированных проводов, закреплять зажимы, менять проводники и приборы, когда цепь находится под напряжением.
Всякие изменения в схеме цепей должны выполняться при полном снятии напряжения. Повторное включение на напряжение измененной схемы производится только с разрешения преподавателя.
Следует соблюдать особую осторожность при работе с цепями переменного тока, содержащими катушки и конденсаторы, так как в этих цепях напряжение на зажимах катушек и конденсаторов может быть значительно больше напряжения сети.
При работе с конденсаторами следует помнить, что отключенный от сети конденсатор некоторое время сохраняет заряд, поэтому, прежде чем касаться выводов конденсатора, его следует разрядить, замкнув накоротко выводы.
При сборке схемы запрещается пользоваться неисправными инструментами и присоединять провода с нарушенной изоляцией.
Категорически запрещается включать цепь под напряжение без проверки схемы соединений преподавателем и без их разрешения на включение.
В случае неисправности или порчи прибора студент обязан немедленно сообщить об этом преподавателю и не пытаться исправить прибор своими силами
При сборке схемы необходимо надежно закреплять проводники под зажимы для создания хорошего контакта и предотвращения опасности произвольного отсоединения проводников во время опыта.
Оборудование и приборы
Люфтомер.
Автомобиль.
Модуль для изучения датчика измерения угла поворота рулевого колеса «УПРК-ПО».
Журнал испытаний
Марка автомобиля _______.
Усилие, прилагаемое к рулевому колесу по ТУ ____кгс
(для К-524 или К-526).
Суммарный люфт: измеренный __ °,
по норме ТУ __ °,