4.2.2 Діагностування елементів підвіски
4.2.3 Діагностування амортизаторів
Амортизатори призначені для гасіння коливань, що виникають при русі автомобіля, тобто амортизатори створюють опір вертикальному переміщенню коліс щодо кузова. Це означає, що коли колесо наїжджає на перешкоду, воно починає рухатися вгору, долаючи опір пружини, і стискає останню. Амортизатор при цьому практично не бере участь в роботі по гасінню коливання. Потім, при русі колеса назад, пружина розпрямляється, ось тут і доводиться працювати амортизатору, переробляючи кінетичну енергію пружини, що накопичилася при стисненні, в теплову і розсіюючи виділене тепло в навколишнє середовище. Міняючи характеристики опору ходів, тобто по-різному настроюючи клапана в амортизаторі, отримують "більш спортивні"; або "комфортніші" підвіски, не міняючи при цьому принципово конструкції амортизаторів.
У підвісках сучасних легкових автомобілів до цих пір в основному застосовують гідравлічні конструкції амортизаторів. Основною несправністю амортизатора є зміна його характеристики, що приводить до погіршення гасіння коливань. Найбільш часті причини — порушення герметичності (теча масла), знос або механічні пошкодження елементів конструкції амортизатора (руйнування клапанів, відгортання поршня, корозія штока і так далі). При несправних амортизаторах погіршується зчеплення коліс з поверхнею дорогі, і автомобіль починає гірше слухатися керма, відхиляється від заданої траєкторії руху. Наприклад, при русі на повороті по нерівній дорозі автомобіль мимоволі змішується "назовні", розпрямляючи траєкторію. Збільшується крен кузова при проходженні поворотів і інтенсивному гальмуванні. При проїзді значних нерівностей навіть на невеликій швидкості можливі, пробої підвіски (повністю вибирається хід підвіски, при цьому амортизатор не встигає погасити коливання колеса) супроводжувані сильним ударом в області колеса, з несправним амортизатором. Автомобіль, колесо якого вивішене в повітрі, не може гальмувати, розгонитися або повертати, тобто стає некерованим. Крім того, несправні амортизатори прискорюють знос багатьох деталей і вузлів ходової частини:
підшипників маточин;
шин (характерний "плямистий" знос);
пружин або ресор;
опор стійок підвіски;
резино-металічних шарнірів (сайлент-блоков);
кульових шарнірів, вузлів рульового управління;
шарнірів рівних кутових швидкостей (Шрусов).
Існує декілька визначення стану амортизаторів:
візуальний огляд і підрахунок коливань кузова автомобіля - найпростіший і найдешевший спосіб оцінки працездатності амортизаторів, дозволяє оцінити лише малу частину критеріїв працездатності амортизатора;
зняття характеристик роботи амортизатора - найточніший метод перевірки справності амортизатора, але найдорожчий;
методи вимірювання по коливаннях кузова - найшвидший, але недостатньо об'єктивний метод перевірки амортизаторів;
методи вимірювання по коливаннях коліс - найоптимальніший метод, дає об'єктивну оцінку працездатності амортизаторів, не займає багато часу на проведення вимірювань, не вимагає додаткових витрат по розбиранню підвіски автомобіля.
Два останні методи полягають в діагностуванні не самих амортизаторів, а роботи підвіски в цілому. При цьому на результати випробувань впливає стан шарнірів, пружин, стабілізаторів, тиск в шинах і ін.
Візуальний огляд
Є найпростішим способом діагностики, що не вимагає спеціального устаткування. Він дозволяє виявити тільки зовнішні пошкодження амортизатора — корозію, задири, деформацію корпусу або штока, негерметичність ущільнень, що приводить до патьоків амортизаторной рідини. Зміна характеристик, наприклад, із-за зносу клапанів, візуально визначити неможливо.
Підрахунок кількості коливань
Є простим і доступним, але найменш точним способом визначення працездатності амортизаторів. При справних амортизаторах після інтенсивного розгойдування і поштовху автомобіля вниз кузов повинен піднятися, опуститися і при подальшому підйомі зупинитися. Тобто коливання повинні припинитися за півтора періоди. Повністю несправні амортизатори дозволять кузову зробити більш двох-трьох повних коливань вгору-вниз. Якщо несправний тільки один з них, коливання кузова частково гаситимуться іншими, що практично неможливо оцінити на око. Даний спосіб швидше застосовний для визначення: встановлені чи ні на автомобілі амортизатори. Про ценка працездатність амортизаторів проводиться за допомогою спеціальних приладів і стендів. Зняття характеристик роботи амортизатора. Амортизатор встановлюють на спеціальний стенд. Вимірюючи зусилля стиснення і відбою на різних режимах, отримують характеристику, а потім порівнюють її з номінальною. Цей спосіб дозволяє найдостовірніше оцінити працездатність амортизатора, тому використовується виробниками для випробувань і контролю якості своєї продукції, а також при сертифікації. На станціях технічного обслуговування такий метод не застосовується із-за високої вартості устаткування і значної трудомісткості по зняттю і установці амортизаторів.
Методи вимірювання по коливаннях кузова
Амплітудний метод
Цей метод полягає у вимірюванні загасання коливань кузова після його розгойдування. Застосовується тестер SAT- високоточний інструмент, що працює за технологією дистанційного ультразвукового вимірювання. Він використовує спеціально розроблену програму для оцінки затухаючих коливань кузова в області кожного з чотирьох коліс автомобіля і дає висновок про роботу і стан амортизатора. Живлення приладу здійснюється від акумулятора тестованого автомобіля 12 Вольт. Тестер S-A-T USB оснащений могутнім 32-бітовим процесором, рідкокристалічним Індикатором, пристроєм термодруку і USB-разьемом. Це дозволяє аналізувати і обробляти отримані при тестуванні дані без використання комп'ютера, а також відображати дані у вигляді графічних елементів і виводити їх на друк.
Рис. 4.2 Тестер S-А-Т USВ
Шок-тест (shock-test)
Випробування проводяться на стенді, що складається з невеликого пневматичного підйомника і пристрою з підпружиненими важелями, відстежуючого вертикальні переміщення кузова. Автомобіль встановлюють на платформу передніми або задніми колесами. Важелі пристрою зачіпляють знизу за колісні арки. Колеса випробовуваної осі підводять на висоту 10 см, а потім різко відпускають, викликаючи коливання кузова, а разом з ним і важелів. За наслідками тесту комп'ютер стенду обчислює коефіцієнт загасання коливань для кожного амортизатора випробовуваної осі. Якщо значення коефіцієнта складає:від 22 до 65 - гасіння коливань достатнє; від 16 до 22 - гасіння помірне;від О до 16 - гасіння недостатнє. Гранично допустима відносна різниця між коефіцієнтами для амортизаторів однієї осі складає 22%. Її значення визначається таким чином: наприклад, якщо для одного амортизатора коефіцієнт рівний 60, а для другого - 45, то їх відносна різниця рівна (60-45) /60-0,25 або 25%.
Гальмування з "клювком"
Даний метод застосовується, як правило, при експрес-діагностиці. Лінія експрес-діагностики встановлюється в зоні приймання станції технічного обслуговування і здійснює загальну поверхневу діагностику ходової частини. Крім випробувань амортизаторів перевіряє ефективність роботи гальмівних систем і бічне відведення автомобіля при відпущеному рульовому колесі. Стенд складається з вмонтованих в підлогу платформ з датчиками, обчислювального пристрою і монітора. Для проведення вимірювань автомобіль плавно заїжджає на платформи і різко загальмовується. При цьому кузов починає коливатися. Датчики фіксують зміну навантаження на платформи. По кількості і інтенсивності коливань обчислювальний пристрій оцінює ефективність роботи амортизаторів. Точність вимірювання цим способом невелика і залежить від багатьох чинників, не пов'язаних з реальним технічним станом підвіски автомобіля (мокрі або ошипованные шини, неефективно працююча гальмівна система, непрогріті амортизатори і так далі).
Метод вимірювання по коливаннях коліс
Такий метод точніше моделює реальні умови роботи амортизаторів і дозволяє детальніше визначити ступінь їх зносу. Він реалізується в лініях експрес-діагностики двома способами: вимірювання амплітуди методом BOGE / МАХА і вимірювання зчеплення з дорогою методом EUSAMA European Association Of Shock Absorber Manufacturer — Європейська асоціація виробників (амортизаторів). У обох випадках автомобіль встановлюється на спеціальні платформи, яким по черзі повідомляються вертикальні коливання коліс.
Вимірювання амплітуди методом BOGE/МАХА
Полягає у вимірюванні ваги колеса і амплітуди коливань платформи зі встановленим на неї колесом автомобіля. Платформі задаються коливання з частотою 16 Гц. У міру їх загасання наступає резонанс (зростання амплітуди коливань при збігу власної частоти підвіски автомобіля і частоти коливань
платформи). Чим великих значень досягає амплітуда, т.е чим вище сплеск хвилі на графіці в зоні резонансу, тим гірше амортизатор гасить коливання. Навіть не порівнюючи результати вимірювань з базовими даними, по графіку можна оцінити ефективність роботи амортизатора. Для наочності комп'ютер стенду перераховує набутих значень амплітуд в процентний коефіцієнт ефективності амортизатора. Якщо цей показник: більше 60% — робота амортизатора нормальна; 60 до 40% — амортизатор слабо гасить коливання; менше 40% — стан амортизатора незадовільний. На практиці різниця коефіцієнтів (не плутати з різницею амплітуд) для коліс однієї осі більше 10% свідчить про несправність амортизатора з меншим коефіцієнтом.
Вимірювання зчеплення з дорогою методом ЕUSАМА
Оцінюється здатність підвіски утримувати контакт колеса з нерівною дорогою. Стенд відстежує силу, з якою колесо автомобіля впливає на платформу. Вимірювання проводяться спочатку на нерухомій платформі, а потім в процесі затухаючих коливань, починаючи з частоти 25 Гц. За наслідками вимірювань комп'ютер обчислює "коефіцієнт зчеплення" колеса з опорною поверхнею, виражений у відсотках. Він рівний відношенню мінімального навантаження під час коливань до навантаження на нерухому платформу. При коефіцієнті: більш або рівним 45% — підвіска забезпечує достатнє зчеплення; менше 45, але більше 25% — слабке зчеплення; менше 25% — недостатнє зчеплення. Гранично допустима відносна різниця коефіцієнтів для коліс однієї осі складає 0,15. Результати перевірки амортизаторів з використанням приладів і стендів видаються на дисплей і у вигляді роздруку на лист паперу. У них можуть бути присутніми: графіки коливань, вагове навантаження кожного колеса і осей автомобіля, значення обчислених коефіцієнтів для кожного амортизатора, різниця коефіцієнтів для коліс однієї осі і тому подібне.