nie przegap

Procesy przetwarzania energii w pracę są związane z przenoszeniem energii do elementów wykonawczych. Przykładem przenoszenia energii mechanicznej do elementów wykonawczych może być układ napędowy pojazdu samochodowego. Efektywność działania układu napędowego zależy od stanu technicznego jego zespołów i mechanizmów. Podczas eksploatacji pojazdu, na skutek oddziaływania zewnętrznych i wewnętrznych czynników wymuszających, stan techniczny układu napędowego ulega pogorszeniu. Zachodzi więc konieczność sprawdzania stanu technicznego tego układu.

Badania diagnostyczne układu napędowego obejmują sprawdzenie stanu technicznego silnika oraz układu przeniesienia napędu, tzn. sprzęgła, skrzyni biegów i skrzyni rozdzielczej (w samochodach o dwu lub więcej osiach napędowych), przekładni głównej mostu napędowego wraz z mechanizmem różnicowym, półosi napędowych, ewentualnie innych przekładni pośrednich oraz wałów napędowych i ich połączeń.
Koniecznym warunkiem prawidłowego przeprowadzenia oceny stanu technicznego układu napędowego jest znajomość ogólnych wymagań, jakie stawiane są całemu układowi napędowemu i jego zespołom (elementom) oraz niezbędnych danych technicznych odnoszących się do określonego pojazdu.

1. Kryteria oceny stanu technicznego układu
Stan techniczny całego układu napędowego pojazdu można ocenić na podstawie znajomości:
- wartości ogólnych parametrów diagnostycznych samochodu (tj. mocy na kołach napędowych, drogi wybiegu, zużycia paliwa),
- wartości sumarycznego luzu kątowego układu napędowego.

Moc na kołach napędowych pojazdu mierzy się na hamowni podwoziowej przy ustalonej prędkości jazdy, przy pełnym naciśnięciu na pedał przyspieszenia. Otrzymane wyniki pomiarów należy porównać z wartościami granicznymi. Ogólne kryteria oceny stanu technicznego pojazdów na podstawie pomiarów mocy na kołach napędowych (Nk) są następujące:
Nk ≥ 80% Nsmax – zdatny silnik i układ przeniesienia napędu (jezdny), samochód ma mniej niż 50% przebiegu,
Nk ≥ 75% Nsmax – zdatny silnik i układ przeniesienia napędu (jezdny), samochód przekroczył 50% przebiegu,
Nk < 50% Nsmax – niezdatny silnik lub układ przeniesienia napędu (jezdny),

gdzie: Nsmax – maksymalna moc efektywna silnika.

Przykładowo na rys. 2 przedstawiono uzyskane na hamowni podwoziowej wyniki pomiarów mocy silnika, mocy na kołach napędowych, mocy strat w układzie przeniesienia napędu oraz momentu obrotowego silnika w zależności od prędkości jazdy.
Jeżeli wyniki pomiarów mocy na kołach napędowych przekraczają wartości graniczne, to oznacza, że silnik lub układ przeniesienia napędu (jezdny) znajdują się w stanie niezdatności. W celu stwierdzenia, który z tych układów jest w stanie niezdatności, należy wykonać próbę wybiegu.
Drogę wybiegu określa się podczas próby wybiegu. Parametr ten pozwala na ocenę oporów tarcia w łożyskach, przekładniach układu przeniesienia napędu i mechanizmach układu jezdnego. Pomiary wykonywane są przy włączonym kole zamachowym hamowni podwoziowej i liczniku przebytej drogi. Należy rozpędzić samochód do określonej prędkości (np. 50 km/h), wyłączyć zapłon, dźwignię zmiany biegów ustawić w położeniu neutralnym. Odczytaną po zatrzymaniu samochodu wartość drogi wybiegu porównuje się z wartością graniczną. Ogólne kryteria oceny stanu technicznego układu napędowego (jezdnego) na podstawie pomiaru drogi wybiegu (Sw) są następujące:
Sw ≥ Swgr – niezdatny silnik,
Sw < 90% Swgr – niezdatny układ przeniesienia napędu (jezdny).


Rys. 2. Przykładowe przebiegi mocy silnika (1), mocy na kołach napędowych (2), mocy strat w układzie przeniesienia napędu (3) i momentu obrotowego silnika (4) od prędkości jazdy otrzymane na hamowni podwoziowej LPS 3000 (źródło: Maha).

Gdy droga wybiegu jest większa od wartości granicznej, w stanie niezdatności znajduje się silnik. Jeżeli zmierzona droga wybiegu jest mniejsza od wartości granicznej więcej niż o 10%, to oznacza, że układ przeniesienia napędu (jezdny) znajduje się w stanie niezdatności.
Próbę wybiegu można wykonać na stanowisku hamowni podwoziowej lub podczas badań drogowych (trakcyjnych) samochodu.

Zużycie paliwa przez pojazd jest istotnym, ogólnym parametrem diagnostycznym. Na hamowni podwoziowej można wykonać pomiar tzw. kontrolnego zużycia paliwa przy jednej, ustalonej prędkości jazdy (np. 80 km/h) lub pomiar zużycia paliwa przy różnych prędkościach jazdy. Otrzymane wyniki kontrolnego zużycia paliwa (Qk) porównuje się z wartościami granicznymi:
Qk ≤ Qkgr – zdatny pojazd (silnik, układ przeniesienia napędu, jezdny),
Qk > Qkgr – niezdatny pojazd (silnik, układ przeniesienia napędu, jezdny).

Jeżeli zmierzone kontrolne zużycie paliwa przekracza wartości graniczne, należy sprawdzić zużycie paliwa przy innych prędkościach jazdy, czyli uzyskać tzw. charakterystykę zużycia paliwa. Jeżeli otrzymana charakterystyka znajduje się poniżej krzywej granicznej, to stan techniczny samochodu jest dobry. Gdy dla dowolnej prędkości zmierzona wartość zużycia paliwa znajduje się nad krzywą graniczną, to pojazd (zwłaszcza silnik) znajduje się w stanie niezdatności.
Zastosowanie hamowni podwoziowej zwiększa efektywność i obiektywność diagnostycznej oceny stanu technicznego układu napędowego pojazdu.
Sumaryczny luz kątowy układu napędowego należy do geometrycznych parametrów stanu technicznego. Diagnostyczna ocena stanu technicznego obiektu polega na pośrednim określeniu wartości parametrów stanu (luzów, zużyć) za pomocą parametrów diagnostycznych. W pewnych przypadkach wartości parametrów stanu można określić przez wykonanie pomiarów bezpośrednich. Takie parametry stanu nazywane są geometrycznymi parametrami stanu technicznego. Za pomocą zmierzonych wartości parametrów geometrycznych (np. luzów promieniowych, osiowych, kątowych, skoku jałowego, niewspółosiowości) ocenia się stan techniczny układów sterowania, przekładni zębatych, łożysk, połączeń sworzniowych i innych. Stan techniczny układu napędowego można ocenić za pomocą sumarycznego luzu kątowego. Sumaryczny luz kątowy łańcucha kinematycznego, jakim jest układ napędowy, zależy od wartości luzów każdego skojarzenia. Jeżeli zatem jest znana jego wartość, można wnioskować o wielkości luzów i zużyciu zespołów układu napędowego. Diagnostyczny pomiar luzu kątowego układu napędowego polega na zmierzeniu kąta lub łuku zataczanego przez koło napędzane w ramach luzu. Otrzymany w taki sposób wynik jest sumą wszystkich luzów od koła napędzanego po koło zamachowe silnika. Zależnie od punktu mocowania przyrządu pomiarowego możliwy jest pomiar luzu kątowego całego układu napędowego, wybranych grup zespołów oraz poszczególnych zespołów. Ogólnie kryterium oceny stanu technicznego układu napędowego na podstawie pomiarów wartości sumarycznego luzu kątowego (LUN) jest następujące: LUN ≤ LUNgr
Ocena stanu technicznego układu napędowego polega na porównaniu wyników pomiarów z ustalonymi eksperymentalnie granicznymi wartościami sumarycznych luzów kątowych. W przypadku braku danych doświadczalnych dla samochodów ciężarowych można przyjąć następujące graniczne wartości sumarycznych luzów kątowych [2]:
LSBgr = 5  15o – dla skrzyni biegów,
LWNgr = 5  10o – dla wału napędowego,
LMNgr = 50  60o – dla mostu napędowego (przekładnia główna z mechanizmem różnicowym).