Башмак 9 при этом перемещается в крайнее заднее положение (в направлении, противоположном стрелке А), сбрасывая колеса автомобиля и вызывая тем самым свободные колебания его кузова. Вертикальные перемещения кузова передаются на взаимодействующие между собой части 5 и 7 датчика регистратора колебаний через следящий стержень 6, наконечник 18 которого прижимается к кузову пружиной 8. Реле времени 2 через несколько секунд после затухания колебаний подает сигнал механизму 17, регистратор 3 поднимается вверх и поворачивается в нерабочее положение. Оператору при диагностике нет необходимости отходить от пульта управления. Для подготовки устройства к следующему замеру оператору достаточно нажать на нижнюю кнопку пульта управления, а после въезда колес автомобиля на башмак нажать на верхнюю. В дальнейшем процесс диагностирования протекает автоматически.
1.2 Передний мост
Основные неисправности передних мостов: 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 повышает износ шин, приводит к повышенному расходу топлива и т. д.
Техническое обслуживание передних мостов заключается в определении указанных неисправностей и проведении необходимых регулировочных и других работ по предупреждению и устранению обнаруженных дефектов. При диагностировании передних мостов определяют радиальный и осевой зазор 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 наклона шкворня, схождение колес).
Радиальный и осевой зазоры в шкворневых соединениях проверяют перемещением цапфы относительно бобышки передней оси. Для определения радиального зазора применяют индикаторный прибор КИ-4892 или приспособление НИИАТ Т-1 (рисунок 4). Домкратом 2 вывешивают переднее колесо, закрепляют стойку индикатора 1 прибора на балке переднего моста, а ножку индикатора располагают горизонтально и упирают в нижнюю часть опорного диска тормоза. Затем опускают колесо на пол и по отклонению стрелки индикатора определяют величину зазора l. Осевой зазор h замеряют плоским щупом, вставляемым между верхней проушиной поворотной цапфы и бобышкой передней оси (колеса вывешивают). При необходимости величину зазора регулируют прокладками, сменой втулок, шкворней, поворотом шкворней и т. д.
Зазор между кольцом подшипника и его гнездом в ступице, а также степень затяжки подшипника ступицы определяют покачиванием колес в поперечной плоскости после устранения люфта в шкворневом соединении. Если колесо вращается туго и тормозные колодки не заедают или при покачивании колеса чувствуется зазор, необходимо отрегулировать затяжку подшипников ступицы. Зазор регулируют, затягивая гайку подшипника ступицы до начала затрудненного вращения колеса в вывешенном состоянии, а затем отпускают до совмещения ее штифта с отверстием в замковой шайбе. При правильной регулировке колесо должно легко вращаться от усилия руки. Осевые перемещения не допускаются.
а) колесо вывешено; б) колесо опущено на пол
Рисунок 4 – Замер зазора в шкворневом соединении
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 дисков колес. Диагностируют эти углы на стационарных стендах с помощью переносных приборов. Стенды бывают механические, оптические, оптико-электрические и электрические, а переносные приборы — механические, жидкостные и оптико-электрические.
Из применяющихся стендов для проверки углов установки управляемых колес наибольшее распространение за последние годы получили оптические (рисунок 5), как наиболее точные. На этих стендах углы развала, схождения, продольного наклона шкворня и соотношение углов поворота колес измеряются оптическим методом, а угол поперечного наклона шкворня — по уровню, смонтированному на зеркальном отражателе. Измерение углов установки колес на оптическом стенде заключается в определении углов наклона зеркального отражателя, установленного параллельно плоскости вращения колеса и регистрации изменения этих углов при повороте колеса на 20° (для замера продольного наклона шкворня и соотношения углов поворота колес). При отсутствии развала и схождения колес изображение шкалы стойки, наблюдаемое через измерительный микроскоп, после отражения в зеркалах, закрепленных на колесе и стойке, точно накладывается на неподвижное перекрестие окуляра. Так, если колесо имеет развал, то шкала сместится относительно неподвижного перекрестия окуляра по вертикали (вверх или вниз), а при наличии схождения — по горизонтали (вправо или влево). Величины этих смещений. Дают соответственно углы развала и схождения колес.
а) определение схождения колес; б) определение развала колес; в) определение соотношения углов поворота колес; I – плоскость вращения колеса;
II – плоскость зеркала колеса; III – плоскость шкалы;
1, 2, 3 – зеркало, окуляр и шкала микроскопа соответственно.
Рисунок 5 – Проверка углов установки колес автомобиля при помощи оптического стенда
У автомобилей с неразрезной передней осью углы развала колес и наклона шкворней не регулируются. У автомобилей с независимой подвеской углы развала регулируют поворотом эксцентриковых втулок. Максимальные углы поворота передних колес регулируют ограничительными болтами, которые ввернуты в поворотные рычаги и упираются при зависимой подвеске в кулаки переднего моста, а при независимой — в выступы стоек подвески.
Схождение передних колес автомобиля диагностируют с помощью специальных линеек. При замере схождения линейку устанавливают спереди колес так, как показано на рисунке 6. Затем автомобиль перекатывают вперед до тех пор, пока линейка не займет симметричное положение за передней осью. Перемещение стрелки укажет на величину схождения колес. При проверке схождения колес автомобиль должен быть ненагружен, а положение колес должно соответствовать движению по прямой. На автомобилях с неразрезной поперечной тягой схождение колес регулируют изменением длины поперечной тяги, а с разрезной осью (при независимой передней подвеске) — изменением длины боковых рулевых тяг.
1 – линейка; 2 – отвесы; 3 и 4 – шкала и движок линейки
Рисунок 6 – Проверка схождения передних колес
1.3 Шины
При движении автомобиля шина работает в очень сложных условиях. В процессе качения на шину действуют различные по величине и направлению нагрузки: внутреннее давление воздуха, силы динамические, а также силы, вызванные весом автомобиля и перераспределением его между колесами.
Силы, действующие на шину, изменяются по величине, а иногда и 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 отдельные ее части изгибаются, сжимаются и растягиваются. При продолжительном движении шина нагревается, что приводит к повышению внутреннего давления воздуха в ней и снижению прочности отдельных ее элементов, особенно резиновых. Под действием многократно действующих сил и повышенной температуры материал шины постепенно «утомляется», т. е. теряет свою прочность, протектор изнашивается.
По данным НИИ шинной промышленности, около половины покрышек в АТП преждевременно выходят из строя вследствие нарушения правил эксплуатации и ТО шин. К основным причинам неисправностей шин относятся: отклонение величины внутреннего давления воздуха в шине от нормального, перегрузка шин, нарушение правил вождения автомобиля, неисправности автомобиля, неправильный подбор шин для конкретных условий эксплуатации, нарушение правил ТО шин.
Практика показывает, что эксплуатационные дефекты шин (неравномерный износ, разрушения, повреждения и т. п.), которые преждевременно выводят шины из строя, чаще всего возникают вследствие несоблюдения установленных норм и низкого контроля за давлением воздуха в шинах. Повышенное против нормы давление воздуха в шине вызывает неравномерный и повышенный износ протектора покрышки (средних беговых дорожек); вызывает перенапряжения нитей корда, вследствие чего наступает разрыв каркаса. В сдвоенных колесах шина, у которой внутреннее давление воздуха завышено, испытывает большие весовые нагрузки, поскольку ее наружный диаметр больше. Это вызывает неравномерный износ протектора соседней разгруженной шины; снижается комфортабельность езды; такие шины хуже амортизируют удары, снижая долговечность деталей подвесок и мостов автомобилей. Шина больше подвержена различным порезам, разрывам нитей корда при наезде на препятствия. По данным многолетних наблюдений установлено, что повышение давления воздуха в шинах на 10—20 % снижает их пробег на 5—10 %.