– nowe rozwiązania prezentowane na TTM 2009
Zakres diagnozowania podwozi pojazdów samochodowych obejmuje określenie stanu technicznego układów: napędowego, jezdnego, zawieszenia, kierowniczego i hamulcowego. Podstawowe parametry charakteryzujące stan układu napędowego (np. moc na kołach napędowych, drogę wybiegu) można badać na hamowniach podwoziowych. Ocenę stanu technicznego pozostałych układów podwozia wykonuje się obecnie najczęściej za pomocą urządzeń kontrolnych wchodzących w skład linii diagnostycznych.
Wymagania dotyczące warunków badań pojazdów samochodowych wymusiły określony zakres wyposażenia stanowisk kontrolnych. Rozwój technik pomiarowych, a zwłaszcza coraz szersze wykorzystanie elektroniki, pozwolił na wprowadzenie nowej generacji urządzeń diagnostycznych w postaci skomputeryzowanych linii diagnostycznych, zbudowanych systemem modułowym, z automatycznym centralnie sterowanym przebiegiem kontroli. Stanowiska takie umożliwiają kompleksowe badanie układów podwozia pojazdu istotnie wpływających na bezpieczeństwo jazdy, w krótkim czasie i przy najbardziej ekonomicznym wykorzystaniu wspólnych modułów. Wyniki pomiarów i obliczeń, po elektronicznym przetworzeniu, są wyświetlane na ekranie monitora w postaci liczbowej i graficznej. Stan techniczny pojazdu ocenia się na podstawie obszernego zbioru wartości parametrów diagnostycznych, porównywanych z ich wartościami nominalnymi. Istnieje możliwość archiwizacji wyników badań. Drukarka umożliwia otrzymanie protokołu z każdego badania. Stosowanie tej klasy urządzeń pozwala uzyskać dużą pewność wyników badań oraz całkowitą zgodność z obowiązującymi wymaganiami prawnymi
Początkowo na rynku krajowym dostępne były wyłącznie linie diagnostyczne wytwarzane przez producentów zagranicznych. Obecnie pojawiły się również linie diagnostyczne do kontroli pojazdów samochodowych oferowane przez polskich wytwórców.
Rys. 1. Nowa wersja centralnej jednostki sterującej uniwersalnej linii diagnostycznej Uniline (źródło: Unimetal).
Na Targach Techniki Motoryzacyjnej w Poznaniu firma WSOP zaprezentowała nową rodzinę linii diagnostycznych Certus, których konstrukcja zawiera wiele innowacyjnych rozwiązań. Natomiast firma Unimetal przedstawiła nową jednostkę centralną i zmienione oprogramowanie sterujące linii diagnostycznych Uniline.
Linie diagnostyczne Uniline
Firma Unimetal oferuje obecnie trzy podstawowe rodzaje linii diagnostycznych: osobowe (Uniline 2000), ciężarowe (Uniline 3000) oraz uniwersalne (Uniline 5000). Po wprowadzeniu nowych rozwiązań konstrukcyjnych, technologicznych i informatycznych otrzymano linie diagnostyczne o wysokim stopniu nowoczesności, które charakteryzują się:
- wysoką jakością wykonania i dużą trwałością,
- modułową konstrukcją umożliwiającą dowolną konfigurację urządzeń na stanowisku stacji kontroli pojazdów,
- cyfrową transmisją danych, która umożliwia pracę w sieci zarządzanej jednym komputerem,
- nowatorskimi rozwiązaniami oprogramowania, które pozwala na precyzyjne określenie parametrów diagnostycznych (zmierzonych i obliczonych), porównanie ich z wartościami granicznymi oraz prawidłową ich archiwizację,
- budową menu oraz funkcjami programu sterującego umożliwiającymi logiczną, przyjazną dla użytkownika i intuicyjną obsługę (sterowanie pracą linii za pomocą pilota),
- bezprzewodowymi miernikami siły nacisku na pedał hamulca oraz ciśnienia w instalacji pneumatycznej (transmisja danych za pomocą fal radiowych),
- modułem umożliwiającym badanie ogranicznika prędkości wmontowanego do pojazdu.
Rys. 2. Przykładowe ekrany (okna) widoczne na monitorze podczas badań (źródło: Unimetal): a – ekran Wybór rodzaju pojazdu, b – ekran Wybór rodzajów badań (konfiguracja badania), c – ekrany Wyniki pomiarów układu zawieszenia (strona lewa – na monitorze CJS, strona prawa – na tablicy wskaźnikowej), d – ekrany Wyniki pomiarów układu hamulcowego (strona lewa – na monitorze CJS, strona prawa – na tablicy wskaźnikowej).
Jednym z najważniejszych elementów linii diagnostycznej jest centralna jednostka sterująca, którą tworzy: komputer z odpowiednim oprogramowaniem, monitor kolorowy, drukarka atramentowa (format A4), pilot zdalnego sterowania i szafka przyłączeniowa. Centralna jednostka sterująca umożliwia połączenie w linię urządzeń diagnostycznych zarówno nowo produkowanych, jak i urządzeń wcześniej zainstalowanych na stanowiskach kontrolnych i działających dotychczas samodzielnie. Jednostka sterująca zapewnia zdalne sterowanie (za pomocą fal radiowych) urządzeniami składowymi linii oraz umożliwia przechowywanie wyników badań w jednej bazie danych. Na rys. 1 przedstawiono widok nowej odmiany centralnej jednostki sterującej stosowanej w liniach diagnostycznych firmy Unimetal. Miernikiem nowoczesności linii diagnostycznej oraz jej przydatności do przyszłościowych wymagań jest odpowiednie oprogramowane. Program sterujący pracą linii działa w środowisku Windows 2000 XP/Vista i wymaga komputera klasy PC wyposażonego w:
- procesor Intel Pentium/Celeron z zegarem powyżej 1 GHz,
- 500 MB wolnego miejsca na dysku twardym do instalacji programu,
- pamięć RAM 1 GB,
- kartę XGA z wyjściem TV (w przypadku wersji z repetytorem),
- wolny port USB 2.0 do podłączenia sterownika i drukarki.
Po uruchomieniu komputera program sterujący włącza się automatycznie. Zalecany jest monitor kolorowy LCD 19”, który jest integralną częścią systemu pomiarowego. Wszelkie operacje związane z włączaniem i wyłączaniem opcji i obsługą programu odbywają się za pomocą myszy lub odpowiednich klawiszy klawiatury. Program komputerowy jednostki centralnej steruje pracą urządzeń wchodzących w skład linii, przetwarza sygnały otrzymane z elektronicznych układów pomiarowych, umożliwia wizualizację prowadzonych badań i dokonuje oceny stanu układów samochodu (na podstawie określonych dla danego pojazdu wartości granicznych parametrów). Struktura programu stwarza możliwość jego rozszerzenia o dodatkowe moduły pomiarowe, a także pozwala na tworzenie dokumentów związanych z wykonywanym badaniem technicznym. Program jest wyposażony w bazę danych pojazdów, w której zawarte są między innymi informacje o przeprowadzonym badaniu oraz uzyskanych wartościach parametrów diagnostycznych. Pozwala to na śledzenie zmian stanu technicznego samochodu podczas jego eksploatacji.
Rys. 3.Uproszczona odmiana centralnej jednostki sterującej (kaseta pomiarowa) stosowana w linii diagnostycznej Uni-slim (źródło: Unimetal).
Procedura pomiarowa może być realizowana w trybie automatycznym lub ręcznym. W trybie automatycznym pomiary są realizowane według wcześniej ustalonego algorytmu. Natomiast tryb ręczny umożliwia prowadzenie badań według dowolnej kolejności. Prosta obsługa programu sterującego umożliwia sprawne i bezpieczne przeprowadzenie badania pojazdu. Drukarka zapewnia otrzymanie zbiorczego protokołu po zakończeniu procedury pomiarowej. Istnieje możliwość wprowadzenia do końcowego raportu informacji tekstowej o stanie układów zawieszenia i kierowniczego, to jest wyników kontroli na urządzeniu szarpiącym.
Centralna jednostka sterująca linii za pomocą magistrali komunikacyjnej wymienia dane cyfrowe z modułami pomiarowymi układów podwozia i innymi urządzeniami oraz przetwarza wyniki badań. Wymiana danych odbywa się w oparciu o wybrany standard transmisji szeregowej, co pozwala na podłączenie kilkudziesięciu układów peryferyjnych i zarządzanie nimi przez jednostkę centralną (możliwość rozbudowy oraz aktualizacji oprogramowania). Obsługę linii ułatwiają czytelne programy graficzne. Podczas badań na monitorze pojawiają się okna (rys. 2), które przedstawiają: czynności do wykonania, komunikaty dla diagnosty, wyniki wykonanych pomiarów, zmianę badanych parametrów w postaci zależności funkcyjnych, protokoły z kontroli itp.
Rys. 4. Widok uniwersalnej linii diagnostycznej Uniline z urządzeniami kontrolnymi rozmieszczonymi na obrzeżach kanału przeglądowego (źródło: Unimetal).
Centralna jednostka sterująca oferowana jest również w prostszej wersji w postaci kasety pomiarowej z tablicą wizualizacyjną i zdalnym sterowaniem. Wewnątrz kasety znajduje się układ elektryczny i elementy układu elektronicznego (mikroprocesorowej jednostki sterującej). Kaseta pomiarowa wykorzystuje 32-bitowy mikrokontroler z 12-bitowymi przetwornikami A/C. Do kasety doprowadzone jest zasilanie 24 V napięcia stałego (zasilacz min. 1,5 A) oraz sygnały z czujników urządzeń kontrolnych. Na ścianie czołowej kasety (rys. 3) w części górnej umieszczono dwa wysokiej jakości wyświetlacze cyfrowe mierzonych parametrów i wyświetlacz komunikatów. Natomiast w części dolnej znajdują się kolorowe piktogramy informujące o wykonywaniu pomiarów na poszczególnych urządzeniach oraz o uruchomieniu drukarki.
Sterowanie urządzeniami kontrolnymi realizowane jest bezprzewodowym pilotem lub automatycznie, co nie wymaga od użytkownika wykonywania żadnych czynności obsługowych. Wybranie, za pomocą przycisków pilota, rodzaju badania (urządzenia) powoduje podświetlenie odpowiednim kolorem właściwego piktogramu i wyświetlenie komunikatu umożliwiającego wprowadzenie danych niezbędnych do wykonania pomiaru. Wyposażenie kasety pomiarowej w drukarkę termiczną pozwala na otrzymanie raportu z wykonanych badań. Wydruk możliwy jest bezpośrednio po wykonaniu badania i dotyczy tylko ostatniego pomiaru. Przyjęty sposób wizualizacji i sterowania ogranicza możliwość błędnego wyboru urządzeń kontrolnych i ułatwia zdalną obsługę oraz umożliwia wielokrotne powtarzanie badania.
Kaseta pomiarowa może również prowadzić wymianę danych z innym sprzętem pomiarowym, np. dodatkową tablicą wskaźnikową umieszczoną w innym miejscu stanowiska kontrolnego. Opcjonalnie przewidziano możliwość współpracy z komputerem PC, który umożliwi archiwizowanie wyników badań.
W dalszej części opisano przykładowo uniwersalną linię diagnostyczną Uniline-5000, która jest przeznaczona do badania pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej zarówno do, jak i powyżej 3,5 t. Linia uniwersalna składa się z następujących urządzeń (rys. 4):
- centralna jednostka sterująca,
- tester płytowy do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych,
- urządzenie do badania układu zawieszenia (w pojazdach o dmc do 3,5 t),
- stanowisko rolkowe do badania hamulców (z wagą, urządzeniem dociążającym osie pojazdu, miernikami ciśnienia w instalacji pneumatycznej, miernikiem nacisku na pedał hamulca oraz rolkami wolnobieżnymi),
- urządzenie do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi pojazdu (z napędem hydraulicznym) w celu kontroli luzów w układach zawieszenia i kierowniczym.
Rys. 5. Przykładowe rozmieszczenie urządzeń uniwersalnej linii diagnostycznej na stanowisku kontrolnym stacji okręgowej (źródło: Unimetal).
W stanowiskach uniwersalnych urządzenia pomiarowe układów podwozia mają zainstalowane dwa zakresy pomiarowe mierzonych parametrów (oddzielny dla samochodów osobowych i ciężarowych). Przykładowe rozmieszczenie urządzeń linii uniwersalnej na stanowisku kontrolnym okręgowej stacji kontroli pojazdów przedstawiono na rys. 5. Pierwszym stanowiskiem linii diagnostycznej (toru pomiarowego podwozia) jest najczęściej uniwersalne urządzenie płytowe UNC-8 do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych. Składa się z płyty pomiarowej (zespołu najazdowego) i tablicy wskaźnikowej. Nacisk na zespół najazdowy wynosi 80 kN, zakres pomiarowy ±25 mm. Ocena prawidłowości ustawienia kół następuje podczas przejazdu pojazdu przez swobodnie ułożyskowaną płytę najazdową, która ulega przesunięciu w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu samochodu. Wynik pomiaru pokazywany jest na ekranie monitora (tablicy wskaźnikowej) i może zostać wydrukowany z odpowiednią interpretacją. Kolejnym stanowiskiem linii jest urządzenie TUZ-1 do kontroli układu zawieszenia w pojazdach o dmc do 3,5 t. Możliwe jest umieszczenie tego stanowiska w zestawie urządzeń uniwersalnej linii diagnostycznej, dzięki zabezpieczeniu zespołów wibracyjnych pokrywami ochronnymi. Do oceny stanu zawieszenia wykorzystano metodę drgań wymuszonych. Urządzenie działa na podstawie analizy nacisku koła na podłoże (metoda Eusama). Na stanowisku wymusza się drgania, a mierzy się nacisk dynamiczny i nacisk statyczny koła na płytę najazdową oraz oblicza wskaźnik Eusama. Do oceny stanu technicznego zawieszenia wystarcza odniesienie wyników pomiaru do wymagań ustalonych przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Amortyzatorów. W tej metodzie zastosowano czterostopniową skalę oceny skuteczności tłumienia zawieszenia oraz ustalono dopuszczalną różnicę między stroną lewą i prawą. Wyniki pomiarów podawane są w procentach (%). Kryteria oceny są jednakowe dla wszystkich pojazdów. Nie ma potrzeby tworzenia bazy danych charakterystyk wzorcowych. Urządzenie TUZ-1 zbudowane jest z dwóch mechanicznych zespołów wibracyjnych z wmontowanym układem pomiarowym (czujniki tensometryczne) i jest zespolone z wagą. Dopuszczalny nacisk na zespół wibracyjny wynosi 10 kN. Częstotliwość drgań płyty pomiarowej wynosi 24 Hz, a skok płyty 6 mm. Czas badania jednego pojazdu wynosi około dwóch minut. Sterowanie procesem pomiarowym jest automatyczne. Sygnał elektryczny z czujników przez wzmacniacz przekazywany jest do centralnej jednostki sterującej. Wyniki pomiaru prezentowane są na ekranie monitora w formie liczbowej i graficznej.
Rys. 6. Widok urządzeń osobowej linii diagnostycznej Certus umieszczonych na stanowisku kontrolnym stacji kontroli pojazdów (źródło: WSOP).
Następnym modułem pomiarowym linii diagnostycznej jest uniwersalne stanowisko rolkowe RHE-30/6S do badania hamulców. Przeznaczone jest do kontroli hamulców samochodów osobowych, ciężarowych, autobusów, ciągników rolniczych, przyczep i naczep oraz motocykli. Umożliwia badanie hamulców w pojazdach dwuosiowych oraz wieloosiowych (z osiami wleczonymi lub międzymostowymi mechanizmami różnicowymi). W razie potrzeby można wykonywać pomiary sił hamowania z wykorzystaniem urządzenia dociążającego osie pojazdu. Stanowisko rolkowe składa się z dwóch zespołów napędowych, tablicy wskaźnikowej, przewodowych mierników ciśnienia w instalacji pneumatycznej (0-1 MPa) i siły nacisku na pedał hamulca (0-1 kN). W celu uzyskania uniwersalności zastosowano dwa zakresy pomiarowe sił hamowania (0-6 kN i 0-30 kN) oraz dwa zakresy prędkości obwodowych rolek napędowych (2,54 km/h i 5,08 km/h). Maksymalny nacisk osi wynosi 160 kN, a zakres średnic obręczy kół 12-22,5”. Po włączeniu urządzenia automatycznie realizowany jest test elektronicznego systemu pomiarowego. Badanie układu hamulcowego można wykonywać w cyklu automatycznym lub ręcznym. Urządzenie rolkowe umożliwia wykonanie pomiarów oraz obliczeń: oporów toczenia kół, wskaźników stabilności siły hamowania każdego koła, wartości sił hamowania, wskaźnika skuteczności hamowania, różnicy sił hamowania kół jednej osi, wartości ciśnień w powietrznym układzie przenoszącym lub siły nacisku na pedał hamulca. Zapewnione jest sporządzenie raportu z przeprowadzonych badań. Wyposażenie dodatkowe stanowiska obejmuje: rolki wolnobieżne (mobilne lub stacjonarne), hydrauliczne urządzenie dociążające osie pojazdu, układ pomiarowy wagi, nakładki do badania motocykli oraz bezprzewodowe mierniki ciśnienia i siły nacisku na pedał hamulca. Do niedawna w celu umożliwienia badania hamulców w pojazdach z nierozłączalnym napędem na wszystkie koła najczęściej stosowano stacjonarne rolki wolnobieżne wbudowane w posadzkę stanowiska z obu stron urządzenia rolkowego. Znacznie wygodniejszym i tańszym sposobem jest stosowanie mobilnych rolek wolnobieżnych, które są wytwarzane w dwóch odmianach - osobowej i uniwersalnej. Jeden komplet składa się z dwóch płyt z rolkami, które należy podstawić pod koła osi niebadanej na urządzeniu rolkowym. Płyty wyposażone są w kółka i rączkę ułatwiające ich przemieszczanie. Mobilne rolki wolnobieżne mogą stanowić uzupełnienie dowolnego typu urządzenia rolkowego każdego producenta.
Rys. 7. Fragment stanowiska kontrolnego stacji okręgowej z uniwersalną linią diagnostyczną Certus (źródło: WSOP).
W części końcowej stanowiska umieszcza się uniwersalne urządzenie SZ-16 do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi w celu kontroli luzów w układach zawieszenia i kierowniczym. Urządzenie składa się z dwóch płyt szarpiących (najazdowych), zasilacza hydraulicznego z rozdzielaczem, szafki sterującej i lampy halogenowej z przyciskami sterującymi. Płyty najazdowe zamontowane są w wannach fundamentowych i osadzone na prowadnicach zapewniających swobodę ruchu w kierunkach wzdłużnym i poprzecznym. Ruch płyty wymuszany jest przez jeden z czterech siłowników jednostronnego działania, zasilanych przez zasilacz hydrauliczny z wbudowanym układem elektrozaworów. W celu zapewnienia uniwersalności stanowiska wprowadzono dwa zakresy skoku płyt najazdowych (±30 mm i ±50 mm). Siła wymuszająca ruch płyt wynosi 30 kN, maksymalny nacisk osi 160 kN, a ciśnienie robocze 15,2 MPa.
Linie diagnostyczne Certus
Firma WSOP przedstawiła ofertę stworzonych od podstaw linii diagnostycznych Certus. Są to urządzenia wysoce innowacyjne, stanowiące harmonijne połączenie nowoczesnych rozwiązań technicznych, interesującego wzornictwa i przystępnej ceny. Obecnie oferowane są trzy rodzaje linii diagnostycznych Certus: osobowe – do badania pojazdów o dmc do 3,5 t (rys. 6), ciężarowe – do badania pojazdów o dmc powyżej 3,5 t oraz uniwersalne – do badania pojazdów o dmc zarówno do 3,5 t, jak i powyżej 3,5 t (rys. 7). Linie diagnostyczne kompletowane i dostarczane przez firmę WSOP wykorzystują nowy system informatyczny do komunikacji między urządzeniami kontrolnymi, analizy wyników pomiaru i gromadzenia danych. Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne, sposoby pomiaru oraz oprogramowanie w zakresie wykorzystania techniki cyfrowej są nowatorskie i dopiero od niedawna stosowane na świecie. Niżej opisano przykładowo linię uniwersalną Certus, która składa się z następujących zasadniczych modułów:
- centralnej jednostki sterującej,
- testera płytowego do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych,
- stanowiska do kontroli układu zawieszenia w pojazdach o dmc do 3,5 t (ze wzmocnieniem przystosowującym urządzenie do przejazdu pojazdów o dmc powyżej 3,5 t),
- urządzenia rolkowego do badania układu hamulcowego,
- urządzenia do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi w celu kontroli luzów w układzie jezdnym i zawieszeniu.
Podstawowe dane techniczne urządzeń kontrolnych uniwersalnej linii diagnostycznej Certus przedstawiono w tabeli. Wyżej wymienione urządzenia stanowią podstawowy zespół urządzeń linii diagnostycznej umożliwiający kompleksowe diagnozowanie układów podwozia w zakresie bezpieczeństwa jazdy. Każde z urządzeń linii jest sterowane niezależnie, co umożliwia dowolny dobór procedur pomiarowych. Jednostka centralna z komputerem klasy PC umożliwia bezpośredni odczyt wyników badania, co ma istotne znaczenie w przypadku stosowania systemów doradczych wspomagających ocenę stanu technicznego pojazdu oraz podłączenia systemu pomiarowego stacji kontroli pojazdów do centralnej ewidencji pojazdów i kierowców. Nowoczesna szafa sterownicza (rys. 8) wykonana w postaci szkieletu stalowego obudowanego elementami z tworzywa, zapewnia dobrą ergonomię obsługi i wymagane warunki pracy dla elektronicznego zespołu sterującego i zestawu komputerowego. Zastosowanie kilku pulpitów do różnych urządzeń pomiarowych (np. analizatora spalin, dymomierza, urządzenia do kontroli geometrii) umożliwia harmonijne uporządkowanie przestrzeni na stanowisku kontrolnym. Standardowe oprogramowanie zawiera wiele funkcji i jest przystosowane do współpracy z urządzeniami dodatkowymi dostarczanymi przez innych producentów. Intuicyjne w obsłudze oraz czytelne w formie oprogramowanie ułatwia diagnoście szybką i bezbłędną obsługę. Jednostka sterująca umieszczona jest w uszczelnionej szafce. Wyposażenie zawiera łatwy w obsłudze pilot zdalnego sterowania, czujnik ciśnienia w pneumatycznym układzie hamulcowym i miernik siły nacisku na pedał hamulca.
Tabela. Podstawowe dane techniczne urządzeń uniwersalnej linii diagnostycznej Certus.
System cyfrowych połączeń urządzeń kontrolnych w sieć komputerową pozwala na ich wzajemną współpracę. Wykorzystano cyfrowe interfejsy sieciowe, które umożliwiają na dowolne konfigurowanie urządzeń linii diagnostycznej oraz programowanie i wybór opcji z jednostki centralnej pełniącej funkcję serwera (programów i danych). Pozwala to na gromadzenie danych oraz komunikację z innymi jednostkami w sieci lokalnej i w sieciach rozległych (po rozbudowie). Tego typu rozwiązania komunikacji sieciowej powinny być w najbliższym czasie wprowadzane do stacji kontroli pojazdów, jako modyfikacja już funkcjonujących systemów.
Analiza wyników pomiaru wykonywana jest w czasie rzeczywistym, a nie dopiero po zakończeniu całego procesu badania (dostosowanie funkcjonowania urządzeń kontrolnych do warunków badania). Możliwość otrzymywania wyników pomiaru w formie cyfrowej i ich przesyłania do jednostki sterującej pozwala na stosowanie systemów doradczych bezpośrednio po wykonaniu każdego pomiaru oraz automatyczny wybór następnego etapu badania w zależności od wyników badania poprzedniego. Uzyskane wyniki badania mogą być przesyłane do każdego systemu bazy danych oraz w dowolny sposób przetwarzane dla potrzeb statystycznych i administracyjnych. Urządzenie płytowe do wstępnej oceny ustawienia kół, które jest zwykle montowane na początku stanowiska, powinno charakteryzować się znaczną odpornością na korozję. Z tego powodu do wykonania elementów testera zastosowano ocynkowaną blachę, wyeliminowano sprężyny (centrowanie płyty pomiarowej przez ustawienie w nacięciu ramy) i w fundamencie wykonano dwa odwodnienia liniowe na brzegach płyty. Urządzenie można zaprogramować do pomiaru jednej lub wielu osi. Płytowy tester ustawienia kół działa na podstawie pomiaru bocznego odchylenia toru jazdy koła podczas przetaczania pojazdu. Czujnik przemieszczenia płyty pomiarowej współpracuje z cyfrowym systemem rejestracji wyników pomiaru. Urządzenie do badania skuteczności tłumienia zawieszenia działa według zmodyfikowanej metody drgań wymuszonych Boge. W oprogramowaniu zastosowano unikalne współczynniki korygujące dla różnych nacisków osi, co pozwala na wiarygodne badanie zarówno lekkich, jak i cięższych samochodów. Otrzymane wyniki pomiarów są przetwarzane przez system analizujący wpływ obciążenia płyt wymuszających drgania na wartość mierzonych parametrów. System automatycznie dobiera odpowiednie współczynniki korekcyjne. Jest to rozwiązanie nowatorskie w zakresie analizy parametrów diagnostycznych układu zawieszenia. Innowacyjność tego rozwiązania dotyczy odczytu i rejestracji wyników pomiarów i polega na cyfrowej analizie przebiegu drgań z bezpośrednim przesyłaniem wartości mierzonych do układu doradczego, który ocenia stan techniczny badanego układu zawieszenia.
Rys. 8. Widok centralnej jednostki sterującej linii diagnostycznej Certus (źródło: WSOP).
Urządzenie rolkowe do kontroli hamulców wykonano w oparciu o znane rozwiązania techniczne stosowane do pomiaru sił hamowania kół jezdnych. Zastosowano nowy układ napędowy oraz cyfrowy system odczytu i rejestracji sygnałów z automatycznym rozpoznawaniem rodzaju napędu pojazdu. Innowacyjność rozwiązania polega na wykorzystaniu układu przekładni planetarnych do napędu rolek, co zapewnia niezawodność i trwałość urządzenia. Do zasilania silników elektrycznych użyto falowniki umożliwiające prawidłowy pomiar sił hamowania w całym zakresie obciążeń badanej osi. Takie rozwiązanie układu napędowego i zasilania spowodowało znaczne ograniczenie poboru energii elektrycznej podczas eksploatacji urządzenia rolkowego. Opcja automatycznego rozpoznawania rodzaju napędu i badania samochodów 4x4 eliminuje ryzyko uszkodzenia pojazdu podczas badania i zapewnia prawidłowy pomiar sił hamowania. Pierwszym etapem badania jest automatyczne rozpoznanie rodzaju napędu (chronione patentem). Etap drugi to pomiar sił hamowania dostosowany do rodzaju napędu. Automatyczne przejście urządzenia w tryb pomiarowy 4x4 nastąpi w wyniku impulsu sił o przeciwnych zwrotach lub na skutek narastania oporów toczenia w kierunku symulowanego ruchu pojazdu. Pierwszy przypadek dotyczy napędu stałego, występującego w samochodach ciężarowych oraz niektórych rodzajach samochodów osobowych i terenowych. Drugi przypadek występuje w samochodach osobowych z napędem dołączanym automatycznie. Pomiar sił hamowania następuje przy rolkach obracających się w przeciwnych kierunkach (lewe koło do przodu, prawe do tyłu). W razie wykrycia różnicy sił hamowania na kołach badanej osi powyżej 15 proc. pomiar jest powtarzany dla odwrotnego kierunku obracania się rolek. Do analizy przyjmowane są wtedy wartości sił hamowania uzyskane dla kół obracających się do przodu. Wyłączenie napędu rolek następuje po osiągnięciu maksymalnej siły hamowania, co zabezpiecza przed uszkodzeniem opon. Urządzenie może również współpracować z wagą i hydraulicznym układem wymuszania dodatkowego obciążenia badanej osi, co pozwala na wyznaczenie zależności zmian sił hamowania na kołach od obciążenia pojazdu. Jest to niezbędne do określenia skuteczności działania hamulców (szczególnie w samochodach ciężarowych) oraz poprawności działania korektorów siły hamowania. Dostępna jest również opcja badania motocykli i pojazdów sportowych z obniżonym zawieszeniem (próg podnoszący). Oferowane są również wykonania specjalne dla przyczep wieloosiowych (zwiększona długość rolek), ciężkich pojazdów budowlanych i ciągników o dużych rozmiarach kół (zwiększony rozstaw osi rolek). Urządzenie do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi pozwala na jednoczesne przemieszczanie płyt w przeciwnych kierunkach (funkcja podstawowa). Można również wykonywać synchroniczne ruchy płyt w tych samych kierunkach (ocena luzów między siodłem i sworzniem naczepy). Ruch jednej płyty ze zwiększoną prędkością wykorzystywany jest szczególnie podczas badania samochodów osobowych. Duże, o zwiększonej sztywności, prostokątne płyty szarpiące pozwalają na badanie zarówno samochodów osobowych (o małym rozstawie kół), jak i kół bliźniaczych w samochodach ciężarowych. Sterowanie płytami przewodowe lub bezprzewodowe (transmisja radiowa).
Linie diagnostyczne Certus zaprojektowano w oparciu o najnowsze osiągnięcia wzornictwa przemysłowego i ergonomii. Mogą stanowić ważny element całościowej koncepcji architektonicznej obiektu stacji kontroli pojazdów. Zapewniają wysokie parametry jakościowe, nowoczesne rozwiązania techniczne, duży wybór opcji oraz prostą obsługę. Zastosowanie wielu innowacyjnych rozwiązań ułatwia pozyskanie środków z funduszy unijnych na zakup tych urządzeń.
dr inż. Kazimierz Sitek
Zakres diagnozowania podwozi pojazdów samochodowych obejmuje określenie stanu technicznego układów: napędowego, jezdnego, zawieszenia, kierowniczego i hamulcowego. Podstawowe parametry charakteryzujące stan układu napędowego (np. moc na kołach napędowych, drogę wybiegu) można badać na hamowniach podwoziowych. Ocenę stanu technicznego pozostałych układów podwozia wykonuje się obecnie najczęściej za pomocą urządzeń kontrolnych wchodzących w skład linii diagnostycznych.
Wymagania dotyczące warunków badań pojazdów samochodowych wymusiły określony zakres wyposażenia stanowisk kontrolnych. Rozwój technik pomiarowych, a zwłaszcza coraz szersze wykorzystanie elektroniki, pozwolił na wprowadzenie nowej generacji urządzeń diagnostycznych w postaci skomputeryzowanych linii diagnostycznych, zbudowanych systemem modułowym, z automatycznym centralnie sterowanym przebiegiem kontroli. Stanowiska takie umożliwiają kompleksowe badanie układów podwozia pojazdu istotnie wpływających na bezpieczeństwo jazdy, w krótkim czasie i przy najbardziej ekonomicznym wykorzystaniu wspólnych modułów. Wyniki pomiarów i obliczeń, po elektronicznym przetworzeniu, są wyświetlane na ekranie monitora w postaci liczbowej i graficznej. Stan techniczny pojazdu ocenia się na podstawie obszernego zbioru wartości parametrów diagnostycznych, porównywanych z ich wartościami nominalnymi. Istnieje możliwość archiwizacji wyników badań. Drukarka umożliwia otrzymanie protokołu z każdego badania. Stosowanie tej klasy urządzeń pozwala uzyskać dużą pewność wyników badań oraz całkowitą zgodność z obowiązującymi wymaganiami prawnymi
Początkowo na rynku krajowym dostępne były wyłącznie linie diagnostyczne wytwarzane przez producentów zagranicznych. Obecnie pojawiły się również linie diagnostyczne do kontroli pojazdów samochodowych oferowane przez polskich wytwórców.
Rys. 1. Nowa wersja centralnej jednostki sterującej uniwersalnej linii diagnostycznej Uniline (źródło: Unimetal).
Na Targach Techniki Motoryzacyjnej w Poznaniu firma WSOP zaprezentowała nową rodzinę linii diagnostycznych Certus, których konstrukcja zawiera wiele innowacyjnych rozwiązań. Natomiast firma Unimetal przedstawiła nową jednostkę centralną i zmienione oprogramowanie sterujące linii diagnostycznych Uniline.
Linie diagnostyczne Uniline
Firma Unimetal oferuje obecnie trzy podstawowe rodzaje linii diagnostycznych: osobowe (Uniline 2000), ciężarowe (Uniline 3000) oraz uniwersalne (Uniline 5000). Po wprowadzeniu nowych rozwiązań konstrukcyjnych, technologicznych i informatycznych otrzymano linie diagnostyczne o wysokim stopniu nowoczesności, które charakteryzują się:
- wysoką jakością wykonania i dużą trwałością,
- modułową konstrukcją umożliwiającą dowolną konfigurację urządzeń na stanowisku stacji kontroli pojazdów,
- cyfrową transmisją danych, która umożliwia pracę w sieci zarządzanej jednym komputerem,
- nowatorskimi rozwiązaniami oprogramowania, które pozwala na precyzyjne określenie parametrów diagnostycznych (zmierzonych i obliczonych), porównanie ich z wartościami granicznymi oraz prawidłową ich archiwizację,
- budową menu oraz funkcjami programu sterującego umożliwiającymi logiczną, przyjazną dla użytkownika i intuicyjną obsługę (sterowanie pracą linii za pomocą pilota),
- bezprzewodowymi miernikami siły nacisku na pedał hamulca oraz ciśnienia w instalacji pneumatycznej (transmisja danych za pomocą fal radiowych),
- modułem umożliwiającym badanie ogranicznika prędkości wmontowanego do pojazdu.
Rys. 2. Przykładowe ekrany (okna) widoczne na monitorze podczas badań (źródło: Unimetal): a – ekran Wybór rodzaju pojazdu, b – ekran Wybór rodzajów badań (konfiguracja badania), c – ekrany Wyniki pomiarów układu zawieszenia (strona lewa – na monitorze CJS, strona prawa – na tablicy wskaźnikowej), d – ekrany Wyniki pomiarów układu hamulcowego (strona lewa – na monitorze CJS, strona prawa – na tablicy wskaźnikowej).
Jednym z najważniejszych elementów linii diagnostycznej jest centralna jednostka sterująca, którą tworzy: komputer z odpowiednim oprogramowaniem, monitor kolorowy, drukarka atramentowa (format A4), pilot zdalnego sterowania i szafka przyłączeniowa. Centralna jednostka sterująca umożliwia połączenie w linię urządzeń diagnostycznych zarówno nowo produkowanych, jak i urządzeń wcześniej zainstalowanych na stanowiskach kontrolnych i działających dotychczas samodzielnie. Jednostka sterująca zapewnia zdalne sterowanie (za pomocą fal radiowych) urządzeniami składowymi linii oraz umożliwia przechowywanie wyników badań w jednej bazie danych. Na rys. 1 przedstawiono widok nowej odmiany centralnej jednostki sterującej stosowanej w liniach diagnostycznych firmy Unimetal. Miernikiem nowoczesności linii diagnostycznej oraz jej przydatności do przyszłościowych wymagań jest odpowiednie oprogramowane. Program sterujący pracą linii działa w środowisku Windows 2000 XP/Vista i wymaga komputera klasy PC wyposażonego w:
- procesor Intel Pentium/Celeron z zegarem powyżej 1 GHz,
- 500 MB wolnego miejsca na dysku twardym do instalacji programu,
- pamięć RAM 1 GB,
- kartę XGA z wyjściem TV (w przypadku wersji z repetytorem),
- wolny port USB 2.0 do podłączenia sterownika i drukarki.
Po uruchomieniu komputera program sterujący włącza się automatycznie. Zalecany jest monitor kolorowy LCD 19”, który jest integralną częścią systemu pomiarowego. Wszelkie operacje związane z włączaniem i wyłączaniem opcji i obsługą programu odbywają się za pomocą myszy lub odpowiednich klawiszy klawiatury. Program komputerowy jednostki centralnej steruje pracą urządzeń wchodzących w skład linii, przetwarza sygnały otrzymane z elektronicznych układów pomiarowych, umożliwia wizualizację prowadzonych badań i dokonuje oceny stanu układów samochodu (na podstawie określonych dla danego pojazdu wartości granicznych parametrów). Struktura programu stwarza możliwość jego rozszerzenia o dodatkowe moduły pomiarowe, a także pozwala na tworzenie dokumentów związanych z wykonywanym badaniem technicznym. Program jest wyposażony w bazę danych pojazdów, w której zawarte są między innymi informacje o przeprowadzonym badaniu oraz uzyskanych wartościach parametrów diagnostycznych. Pozwala to na śledzenie zmian stanu technicznego samochodu podczas jego eksploatacji.
Rys. 3.Uproszczona odmiana centralnej jednostki sterującej (kaseta pomiarowa) stosowana w linii diagnostycznej Uni-slim (źródło: Unimetal).
Procedura pomiarowa może być realizowana w trybie automatycznym lub ręcznym. W trybie automatycznym pomiary są realizowane według wcześniej ustalonego algorytmu. Natomiast tryb ręczny umożliwia prowadzenie badań według dowolnej kolejności. Prosta obsługa programu sterującego umożliwia sprawne i bezpieczne przeprowadzenie badania pojazdu. Drukarka zapewnia otrzymanie zbiorczego protokołu po zakończeniu procedury pomiarowej. Istnieje możliwość wprowadzenia do końcowego raportu informacji tekstowej o stanie układów zawieszenia i kierowniczego, to jest wyników kontroli na urządzeniu szarpiącym.
Centralna jednostka sterująca linii za pomocą magistrali komunikacyjnej wymienia dane cyfrowe z modułami pomiarowymi układów podwozia i innymi urządzeniami oraz przetwarza wyniki badań. Wymiana danych odbywa się w oparciu o wybrany standard transmisji szeregowej, co pozwala na podłączenie kilkudziesięciu układów peryferyjnych i zarządzanie nimi przez jednostkę centralną (możliwość rozbudowy oraz aktualizacji oprogramowania). Obsługę linii ułatwiają czytelne programy graficzne. Podczas badań na monitorze pojawiają się okna (rys. 2), które przedstawiają: czynności do wykonania, komunikaty dla diagnosty, wyniki wykonanych pomiarów, zmianę badanych parametrów w postaci zależności funkcyjnych, protokoły z kontroli itp.
Rys. 4. Widok uniwersalnej linii diagnostycznej Uniline z urządzeniami kontrolnymi rozmieszczonymi na obrzeżach kanału przeglądowego (źródło: Unimetal).
Centralna jednostka sterująca oferowana jest również w prostszej wersji w postaci kasety pomiarowej z tablicą wizualizacyjną i zdalnym sterowaniem. Wewnątrz kasety znajduje się układ elektryczny i elementy układu elektronicznego (mikroprocesorowej jednostki sterującej). Kaseta pomiarowa wykorzystuje 32-bitowy mikrokontroler z 12-bitowymi przetwornikami A/C. Do kasety doprowadzone jest zasilanie 24 V napięcia stałego (zasilacz min. 1,5 A) oraz sygnały z czujników urządzeń kontrolnych. Na ścianie czołowej kasety (rys. 3) w części górnej umieszczono dwa wysokiej jakości wyświetlacze cyfrowe mierzonych parametrów i wyświetlacz komunikatów. Natomiast w części dolnej znajdują się kolorowe piktogramy informujące o wykonywaniu pomiarów na poszczególnych urządzeniach oraz o uruchomieniu drukarki.
Sterowanie urządzeniami kontrolnymi realizowane jest bezprzewodowym pilotem lub automatycznie, co nie wymaga od użytkownika wykonywania żadnych czynności obsługowych. Wybranie, za pomocą przycisków pilota, rodzaju badania (urządzenia) powoduje podświetlenie odpowiednim kolorem właściwego piktogramu i wyświetlenie komunikatu umożliwiającego wprowadzenie danych niezbędnych do wykonania pomiaru. Wyposażenie kasety pomiarowej w drukarkę termiczną pozwala na otrzymanie raportu z wykonanych badań. Wydruk możliwy jest bezpośrednio po wykonaniu badania i dotyczy tylko ostatniego pomiaru. Przyjęty sposób wizualizacji i sterowania ogranicza możliwość błędnego wyboru urządzeń kontrolnych i ułatwia zdalną obsługę oraz umożliwia wielokrotne powtarzanie badania.
Kaseta pomiarowa może również prowadzić wymianę danych z innym sprzętem pomiarowym, np. dodatkową tablicą wskaźnikową umieszczoną w innym miejscu stanowiska kontrolnego. Opcjonalnie przewidziano możliwość współpracy z komputerem PC, który umożliwi archiwizowanie wyników badań.
W dalszej części opisano przykładowo uniwersalną linię diagnostyczną Uniline-5000, która jest przeznaczona do badania pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej zarówno do, jak i powyżej 3,5 t. Linia uniwersalna składa się z następujących urządzeń (rys. 4):
- centralna jednostka sterująca,
- tester płytowy do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych,
- urządzenie do badania układu zawieszenia (w pojazdach o dmc do 3,5 t),
- stanowisko rolkowe do badania hamulców (z wagą, urządzeniem dociążającym osie pojazdu, miernikami ciśnienia w instalacji pneumatycznej, miernikiem nacisku na pedał hamulca oraz rolkami wolnobieżnymi),
- urządzenie do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi pojazdu (z napędem hydraulicznym) w celu kontroli luzów w układach zawieszenia i kierowniczym.
Rys. 5. Przykładowe rozmieszczenie urządzeń uniwersalnej linii diagnostycznej na stanowisku kontrolnym stacji okręgowej (źródło: Unimetal).
W stanowiskach uniwersalnych urządzenia pomiarowe układów podwozia mają zainstalowane dwa zakresy pomiarowe mierzonych parametrów (oddzielny dla samochodów osobowych i ciężarowych). Przykładowe rozmieszczenie urządzeń linii uniwersalnej na stanowisku kontrolnym okręgowej stacji kontroli pojazdów przedstawiono na rys. 5. Pierwszym stanowiskiem linii diagnostycznej (toru pomiarowego podwozia) jest najczęściej uniwersalne urządzenie płytowe UNC-8 do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych. Składa się z płyty pomiarowej (zespołu najazdowego) i tablicy wskaźnikowej. Nacisk na zespół najazdowy wynosi 80 kN, zakres pomiarowy ±25 mm. Ocena prawidłowości ustawienia kół następuje podczas przejazdu pojazdu przez swobodnie ułożyskowaną płytę najazdową, która ulega przesunięciu w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu samochodu. Wynik pomiaru pokazywany jest na ekranie monitora (tablicy wskaźnikowej) i może zostać wydrukowany z odpowiednią interpretacją. Kolejnym stanowiskiem linii jest urządzenie TUZ-1 do kontroli układu zawieszenia w pojazdach o dmc do 3,5 t. Możliwe jest umieszczenie tego stanowiska w zestawie urządzeń uniwersalnej linii diagnostycznej, dzięki zabezpieczeniu zespołów wibracyjnych pokrywami ochronnymi. Do oceny stanu zawieszenia wykorzystano metodę drgań wymuszonych. Urządzenie działa na podstawie analizy nacisku koła na podłoże (metoda Eusama). Na stanowisku wymusza się drgania, a mierzy się nacisk dynamiczny i nacisk statyczny koła na płytę najazdową oraz oblicza wskaźnik Eusama. Do oceny stanu technicznego zawieszenia wystarcza odniesienie wyników pomiaru do wymagań ustalonych przez Europejskie Stowarzyszenie Producentów Amortyzatorów. W tej metodzie zastosowano czterostopniową skalę oceny skuteczności tłumienia zawieszenia oraz ustalono dopuszczalną różnicę między stroną lewą i prawą. Wyniki pomiarów podawane są w procentach (%). Kryteria oceny są jednakowe dla wszystkich pojazdów. Nie ma potrzeby tworzenia bazy danych charakterystyk wzorcowych. Urządzenie TUZ-1 zbudowane jest z dwóch mechanicznych zespołów wibracyjnych z wmontowanym układem pomiarowym (czujniki tensometryczne) i jest zespolone z wagą. Dopuszczalny nacisk na zespół wibracyjny wynosi 10 kN. Częstotliwość drgań płyty pomiarowej wynosi 24 Hz, a skok płyty 6 mm. Czas badania jednego pojazdu wynosi około dwóch minut. Sterowanie procesem pomiarowym jest automatyczne. Sygnał elektryczny z czujników przez wzmacniacz przekazywany jest do centralnej jednostki sterującej. Wyniki pomiaru prezentowane są na ekranie monitora w formie liczbowej i graficznej.
Rys. 6. Widok urządzeń osobowej linii diagnostycznej Certus umieszczonych na stanowisku kontrolnym stacji kontroli pojazdów (źródło: WSOP).
Następnym modułem pomiarowym linii diagnostycznej jest uniwersalne stanowisko rolkowe RHE-30/6S do badania hamulców. Przeznaczone jest do kontroli hamulców samochodów osobowych, ciężarowych, autobusów, ciągników rolniczych, przyczep i naczep oraz motocykli. Umożliwia badanie hamulców w pojazdach dwuosiowych oraz wieloosiowych (z osiami wleczonymi lub międzymostowymi mechanizmami różnicowymi). W razie potrzeby można wykonywać pomiary sił hamowania z wykorzystaniem urządzenia dociążającego osie pojazdu. Stanowisko rolkowe składa się z dwóch zespołów napędowych, tablicy wskaźnikowej, przewodowych mierników ciśnienia w instalacji pneumatycznej (0-1 MPa) i siły nacisku na pedał hamulca (0-1 kN). W celu uzyskania uniwersalności zastosowano dwa zakresy pomiarowe sił hamowania (0-6 kN i 0-30 kN) oraz dwa zakresy prędkości obwodowych rolek napędowych (2,54 km/h i 5,08 km/h). Maksymalny nacisk osi wynosi 160 kN, a zakres średnic obręczy kół 12-22,5”. Po włączeniu urządzenia automatycznie realizowany jest test elektronicznego systemu pomiarowego. Badanie układu hamulcowego można wykonywać w cyklu automatycznym lub ręcznym. Urządzenie rolkowe umożliwia wykonanie pomiarów oraz obliczeń: oporów toczenia kół, wskaźników stabilności siły hamowania każdego koła, wartości sił hamowania, wskaźnika skuteczności hamowania, różnicy sił hamowania kół jednej osi, wartości ciśnień w powietrznym układzie przenoszącym lub siły nacisku na pedał hamulca. Zapewnione jest sporządzenie raportu z przeprowadzonych badań. Wyposażenie dodatkowe stanowiska obejmuje: rolki wolnobieżne (mobilne lub stacjonarne), hydrauliczne urządzenie dociążające osie pojazdu, układ pomiarowy wagi, nakładki do badania motocykli oraz bezprzewodowe mierniki ciśnienia i siły nacisku na pedał hamulca. Do niedawna w celu umożliwienia badania hamulców w pojazdach z nierozłączalnym napędem na wszystkie koła najczęściej stosowano stacjonarne rolki wolnobieżne wbudowane w posadzkę stanowiska z obu stron urządzenia rolkowego. Znacznie wygodniejszym i tańszym sposobem jest stosowanie mobilnych rolek wolnobieżnych, które są wytwarzane w dwóch odmianach - osobowej i uniwersalnej. Jeden komplet składa się z dwóch płyt z rolkami, które należy podstawić pod koła osi niebadanej na urządzeniu rolkowym. Płyty wyposażone są w kółka i rączkę ułatwiające ich przemieszczanie. Mobilne rolki wolnobieżne mogą stanowić uzupełnienie dowolnego typu urządzenia rolkowego każdego producenta.
Rys. 7. Fragment stanowiska kontrolnego stacji okręgowej z uniwersalną linią diagnostyczną Certus (źródło: WSOP).
W części końcowej stanowiska umieszcza się uniwersalne urządzenie SZ-16 do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi w celu kontroli luzów w układach zawieszenia i kierowniczym. Urządzenie składa się z dwóch płyt szarpiących (najazdowych), zasilacza hydraulicznego z rozdzielaczem, szafki sterującej i lampy halogenowej z przyciskami sterującymi. Płyty najazdowe zamontowane są w wannach fundamentowych i osadzone na prowadnicach zapewniających swobodę ruchu w kierunkach wzdłużnym i poprzecznym. Ruch płyty wymuszany jest przez jeden z czterech siłowników jednostronnego działania, zasilanych przez zasilacz hydrauliczny z wbudowanym układem elektrozaworów. W celu zapewnienia uniwersalności stanowiska wprowadzono dwa zakresy skoku płyt najazdowych (±30 mm i ±50 mm). Siła wymuszająca ruch płyt wynosi 30 kN, maksymalny nacisk osi 160 kN, a ciśnienie robocze 15,2 MPa.
Linie diagnostyczne Certus
Firma WSOP przedstawiła ofertę stworzonych od podstaw linii diagnostycznych Certus. Są to urządzenia wysoce innowacyjne, stanowiące harmonijne połączenie nowoczesnych rozwiązań technicznych, interesującego wzornictwa i przystępnej ceny. Obecnie oferowane są trzy rodzaje linii diagnostycznych Certus: osobowe – do badania pojazdów o dmc do 3,5 t (rys. 6), ciężarowe – do badania pojazdów o dmc powyżej 3,5 t oraz uniwersalne – do badania pojazdów o dmc zarówno do 3,5 t, jak i powyżej 3,5 t (rys. 7). Linie diagnostyczne kompletowane i dostarczane przez firmę WSOP wykorzystują nowy system informatyczny do komunikacji między urządzeniami kontrolnymi, analizy wyników pomiaru i gromadzenia danych. Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne, sposoby pomiaru oraz oprogramowanie w zakresie wykorzystania techniki cyfrowej są nowatorskie i dopiero od niedawna stosowane na świecie. Niżej opisano przykładowo linię uniwersalną Certus, która składa się z następujących zasadniczych modułów:
- centralnej jednostki sterującej,
- testera płytowego do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych,
- stanowiska do kontroli układu zawieszenia w pojazdach o dmc do 3,5 t (ze wzmocnieniem przystosowującym urządzenie do przejazdu pojazdów o dmc powyżej 3,5 t),
- urządzenia rolkowego do badania układu hamulcowego,
- urządzenia do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi w celu kontroli luzów w układzie jezdnym i zawieszeniu.
Podstawowe dane techniczne urządzeń kontrolnych uniwersalnej linii diagnostycznej Certus przedstawiono w tabeli. Wyżej wymienione urządzenia stanowią podstawowy zespół urządzeń linii diagnostycznej umożliwiający kompleksowe diagnozowanie układów podwozia w zakresie bezpieczeństwa jazdy. Każde z urządzeń linii jest sterowane niezależnie, co umożliwia dowolny dobór procedur pomiarowych. Jednostka centralna z komputerem klasy PC umożliwia bezpośredni odczyt wyników badania, co ma istotne znaczenie w przypadku stosowania systemów doradczych wspomagających ocenę stanu technicznego pojazdu oraz podłączenia systemu pomiarowego stacji kontroli pojazdów do centralnej ewidencji pojazdów i kierowców. Nowoczesna szafa sterownicza (rys. 8) wykonana w postaci szkieletu stalowego obudowanego elementami z tworzywa, zapewnia dobrą ergonomię obsługi i wymagane warunki pracy dla elektronicznego zespołu sterującego i zestawu komputerowego. Zastosowanie kilku pulpitów do różnych urządzeń pomiarowych (np. analizatora spalin, dymomierza, urządzenia do kontroli geometrii) umożliwia harmonijne uporządkowanie przestrzeni na stanowisku kontrolnym. Standardowe oprogramowanie zawiera wiele funkcji i jest przystosowane do współpracy z urządzeniami dodatkowymi dostarczanymi przez innych producentów. Intuicyjne w obsłudze oraz czytelne w formie oprogramowanie ułatwia diagnoście szybką i bezbłędną obsługę. Jednostka sterująca umieszczona jest w uszczelnionej szafce. Wyposażenie zawiera łatwy w obsłudze pilot zdalnego sterowania, czujnik ciśnienia w pneumatycznym układzie hamulcowym i miernik siły nacisku na pedał hamulca.
Tabela. Podstawowe dane techniczne urządzeń uniwersalnej linii diagnostycznej Certus.
System cyfrowych połączeń urządzeń kontrolnych w sieć komputerową pozwala na ich wzajemną współpracę. Wykorzystano cyfrowe interfejsy sieciowe, które umożliwiają na dowolne konfigurowanie urządzeń linii diagnostycznej oraz programowanie i wybór opcji z jednostki centralnej pełniącej funkcję serwera (programów i danych). Pozwala to na gromadzenie danych oraz komunikację z innymi jednostkami w sieci lokalnej i w sieciach rozległych (po rozbudowie). Tego typu rozwiązania komunikacji sieciowej powinny być w najbliższym czasie wprowadzane do stacji kontroli pojazdów, jako modyfikacja już funkcjonujących systemów.
Analiza wyników pomiaru wykonywana jest w czasie rzeczywistym, a nie dopiero po zakończeniu całego procesu badania (dostosowanie funkcjonowania urządzeń kontrolnych do warunków badania). Możliwość otrzymywania wyników pomiaru w formie cyfrowej i ich przesyłania do jednostki sterującej pozwala na stosowanie systemów doradczych bezpośrednio po wykonaniu każdego pomiaru oraz automatyczny wybór następnego etapu badania w zależności od wyników badania poprzedniego. Uzyskane wyniki badania mogą być przesyłane do każdego systemu bazy danych oraz w dowolny sposób przetwarzane dla potrzeb statystycznych i administracyjnych. Urządzenie płytowe do wstępnej oceny ustawienia kół, które jest zwykle montowane na początku stanowiska, powinno charakteryzować się znaczną odpornością na korozję. Z tego powodu do wykonania elementów testera zastosowano ocynkowaną blachę, wyeliminowano sprężyny (centrowanie płyty pomiarowej przez ustawienie w nacięciu ramy) i w fundamencie wykonano dwa odwodnienia liniowe na brzegach płyty. Urządzenie można zaprogramować do pomiaru jednej lub wielu osi. Płytowy tester ustawienia kół działa na podstawie pomiaru bocznego odchylenia toru jazdy koła podczas przetaczania pojazdu. Czujnik przemieszczenia płyty pomiarowej współpracuje z cyfrowym systemem rejestracji wyników pomiaru. Urządzenie do badania skuteczności tłumienia zawieszenia działa według zmodyfikowanej metody drgań wymuszonych Boge. W oprogramowaniu zastosowano unikalne współczynniki korygujące dla różnych nacisków osi, co pozwala na wiarygodne badanie zarówno lekkich, jak i cięższych samochodów. Otrzymane wyniki pomiarów są przetwarzane przez system analizujący wpływ obciążenia płyt wymuszających drgania na wartość mierzonych parametrów. System automatycznie dobiera odpowiednie współczynniki korekcyjne. Jest to rozwiązanie nowatorskie w zakresie analizy parametrów diagnostycznych układu zawieszenia. Innowacyjność tego rozwiązania dotyczy odczytu i rejestracji wyników pomiarów i polega na cyfrowej analizie przebiegu drgań z bezpośrednim przesyłaniem wartości mierzonych do układu doradczego, który ocenia stan techniczny badanego układu zawieszenia.
Rys. 8. Widok centralnej jednostki sterującej linii diagnostycznej Certus (źródło: WSOP).
Urządzenie rolkowe do kontroli hamulców wykonano w oparciu o znane rozwiązania techniczne stosowane do pomiaru sił hamowania kół jezdnych. Zastosowano nowy układ napędowy oraz cyfrowy system odczytu i rejestracji sygnałów z automatycznym rozpoznawaniem rodzaju napędu pojazdu. Innowacyjność rozwiązania polega na wykorzystaniu układu przekładni planetarnych do napędu rolek, co zapewnia niezawodność i trwałość urządzenia. Do zasilania silników elektrycznych użyto falowniki umożliwiające prawidłowy pomiar sił hamowania w całym zakresie obciążeń badanej osi. Takie rozwiązanie układu napędowego i zasilania spowodowało znaczne ograniczenie poboru energii elektrycznej podczas eksploatacji urządzenia rolkowego. Opcja automatycznego rozpoznawania rodzaju napędu i badania samochodów 4x4 eliminuje ryzyko uszkodzenia pojazdu podczas badania i zapewnia prawidłowy pomiar sił hamowania. Pierwszym etapem badania jest automatyczne rozpoznanie rodzaju napędu (chronione patentem). Etap drugi to pomiar sił hamowania dostosowany do rodzaju napędu. Automatyczne przejście urządzenia w tryb pomiarowy 4x4 nastąpi w wyniku impulsu sił o przeciwnych zwrotach lub na skutek narastania oporów toczenia w kierunku symulowanego ruchu pojazdu. Pierwszy przypadek dotyczy napędu stałego, występującego w samochodach ciężarowych oraz niektórych rodzajach samochodów osobowych i terenowych. Drugi przypadek występuje w samochodach osobowych z napędem dołączanym automatycznie. Pomiar sił hamowania następuje przy rolkach obracających się w przeciwnych kierunkach (lewe koło do przodu, prawe do tyłu). W razie wykrycia różnicy sił hamowania na kołach badanej osi powyżej 15 proc. pomiar jest powtarzany dla odwrotnego kierunku obracania się rolek. Do analizy przyjmowane są wtedy wartości sił hamowania uzyskane dla kół obracających się do przodu. Wyłączenie napędu rolek następuje po osiągnięciu maksymalnej siły hamowania, co zabezpiecza przed uszkodzeniem opon. Urządzenie może również współpracować z wagą i hydraulicznym układem wymuszania dodatkowego obciążenia badanej osi, co pozwala na wyznaczenie zależności zmian sił hamowania na kołach od obciążenia pojazdu. Jest to niezbędne do określenia skuteczności działania hamulców (szczególnie w samochodach ciężarowych) oraz poprawności działania korektorów siły hamowania. Dostępna jest również opcja badania motocykli i pojazdów sportowych z obniżonym zawieszeniem (próg podnoszący). Oferowane są również wykonania specjalne dla przyczep wieloosiowych (zwiększona długość rolek), ciężkich pojazdów budowlanych i ciągników o dużych rozmiarach kół (zwiększony rozstaw osi rolek). Urządzenie do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi pozwala na jednoczesne przemieszczanie płyt w przeciwnych kierunkach (funkcja podstawowa). Można również wykonywać synchroniczne ruchy płyt w tych samych kierunkach (ocena luzów między siodłem i sworzniem naczepy). Ruch jednej płyty ze zwiększoną prędkością wykorzystywany jest szczególnie podczas badania samochodów osobowych. Duże, o zwiększonej sztywności, prostokątne płyty szarpiące pozwalają na badanie zarówno samochodów osobowych (o małym rozstawie kół), jak i kół bliźniaczych w samochodach ciężarowych. Sterowanie płytami przewodowe lub bezprzewodowe (transmisja radiowa).
Linie diagnostyczne Certus zaprojektowano w oparciu o najnowsze osiągnięcia wzornictwa przemysłowego i ergonomii. Mogą stanowić ważny element całościowej koncepcji architektonicznej obiektu stacji kontroli pojazdów. Zapewniają wysokie parametry jakościowe, nowoczesne rozwiązania techniczne, duży wybór opcji oraz prostą obsługę. Zastosowanie wielu innowacyjnych rozwiązań ułatwia pozyskanie środków z funduszy unijnych na zakup tych urządzeń.
dr inż. Kazimierz Sitek
Komentarze (0)