Diagnostyka

Badania techniczne pojazdów samochodowych powinny być rzetelne i wiarygodne, z możliwością uzyskania powtarzalnych wyników pomiaru. Pierwszy z warunków zależy od wykonującego badanie diagnosty, a drugi uwarunkowany jest metodyką badań i rodzajem urządzeń kontrolnych.

Do najważniejszych czynności wykonywanych w stacji kontroli pojazdów należą czynności związane z diagnozowaniem układów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy i ochronę środowiska. Urządzenia kontrolno-pomiarowe pozwalające na diagnozowanie układów odpowiedzialnych za bezpieczeństwo jazdy są obecnie integrowane w jednolite linie diagnostyczne. Zakres diagnozowania podwozi pojazdów samochodowych obejmuje określenie stanu technicznego układów: napędowego, jezdnego, zawieszenia, kierowniczego oraz 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 za pomocą urządzeń kontrolnych wchodzących w skład linii diagnostycznych. Najczęściej spotyka się następujące odmiany linii diagnostycznych: do badania pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej (dmc) do 3,5 t (wersja osobowa), do badania pojazdów o dmc powyżej 3,5 t (wersja ciężarowa) oraz umożliwiające badanie pojazdów o dmc zarówno do 3,5 t, jak i powyżej 3,5 t (wersja uniwersalna).

Linie uniwersalne
Umożliwiają badanie na tych samych stanowiskach kontrolnych pojazdów o dopuszczalnej masie całkowitej do 3,5 t i powyżej 3,5 t. Urządzenia do badania układów podwozia wyposaża się wówczas w dwa zakresy pomiarowe – oddzielne do kontroli samochodów osobowych oraz pojazdów ciężarowych (dot. maksymalnej wartości mierzonych sił hamowania, prędkości obrotowej rolek hamulcowych, siły wymuszającej i skoku płyt urządzenia szarpiącego). Pozwala to na znaczne zmniejszenie kosztów wykonania (wyposażenia) stanowiska kontrolnego stacji diagnostycznej. Linie uniwersalne do kontroli pojazdów samochodowych oferują tylko nieliczni producenci sprzętu diagnostycznego. Na rys. 1 przedstawiono uniwersalną linię diagnostyczną Uniline 5000 Quantum firmy Unimetal, umieszczoną na stanowisku kontrolnym okręgowej stacji kontroli pojazdów.
Wybór linii uniwersalnej jest uzasadniony, jeżeli struktura rodzajów badanych pojazdów jest w miarę jednorodna. Tego typu stanowiska będą więc odpowiednie dla zajezdni samochodowych oraz stacji diagnostycznych znajdujących się w rejonach rolniczych. Wobec tego linie uniwersalne należy polecać obiektom do kontroli samochodów osobowych i ciągników rolniczych oraz stacjom przeznaczonym do badania samochodów ciężarowych i autobusów.
W przypadku linii uniwersalnych są różne możliwości usytuowania urządzenia do badania układu zawieszenia. Ze względu na technologię prowadzenia badań urządzenie to umieszcza się najczęściej między testerem płytowym do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych a urządzeniem rolkowym do badania hamulców. Takie umieszczenie może utrudnić kontrolę większych samochodów na stanowiskach o ograniczonej długości (poniżej 27 m). W takim przypadku urządzenie do badania zawieszenia można zamontować na początku linii diagnostycznej lub w końcowej części linii, obok stanowiska do wymuszania szarpnięć kołami jezdnymi. Dla większości pojazdów ciężarowych stworzy to możliwość badania sił hamowania osi ustawionej na urządzeniu rolkowym bez obciążania sąsiednią osią urządzenia szarpiącego. Należy wówczas zwracać uwagę, aby podczas badania samochodów ciężarowych na urządzeniu szarpiącym nie obciążać urządzenia do kontroli układu zawieszenia.

Linie motocyklowe
Stanowiska przeznaczone są do kontroli pojazdów jednośladowych. Umożliwiają pionowe ustawienie motocykla podczas badań. Wyposażone są w rampę z uchwytami pneumatycznymi (możliwość blokowania koła przedniego i tylnego). Konstrukcja i wyposażenie takich linii umożliwia realizację pełnego zakresu badań motocykli i zapewnia całkowite bezpieczeństwo diagnoście wykonującemu pomiary. Uzyskanie pełnego bezpieczeństwa nie jest możliwe w przypadku stosowania do badania hamulców motocykli urządzeń rolkowych samochodowych (z tzw. nakładkami motocyklowymi). Z doświadczenia wiadomo, że istnieje wówczas możliwość przewrócenia się obsługującego motocykl w czasie wykonywania pomiarów. Jest to szczególnie niebezpieczne w przypadku, gdy urządzenie rolkowe zainstalowane jest na obrzeżach kanału przeglądowego (diagnosta powinien zakryć kanał podczas kontroli hamulców motocykla).
Linie do badania pojazdów jednośladowych rozpowszechnione są w krajach o dużej liczbie motocykli. Motocyklowe linie diagnostyczne są oferowane przez takich wytwórców, jak: Cartec, Giuliano, Italcom, Maha (rys. 2), Ryme i innych.
Po wjeździe motocyklem na stanowisko i ustawieniu jednego koła na rolkach drugie koło jest unieruchamiane (blokowane) przez szczęki uchwytu i motocykl jest utrzymywany w pozycji pionowej. Podesty rampy (obok kół pojazdu) są tak zbudowane, że gdyby obsługujący przechyli się na motocyklu podczas pomiaru sił hamowania i oprze o nie nogą, to urządzenie rolkowe zostanie wyłączone awaryjnie. Stanowisko jest wyposażone w specjalistyczne przyrządy do pomiaru siły nacisku na pedał hamulca nożnego oraz na dźwignię hamulca ręcznego, połączone z jednostką sterującą linii diagnostycznej. Program sterujący umożliwia pomiar sił hamowania w funkcji nacisku na pedał i dźwignię hamulca oraz pozwala na określenie wskaźnika skuteczności hamowania.
Analizatory spalin wchodzące w skład linii motocyklowych powinny być przystosowane do pomiaru emisji spalin w silnikach dwusuwowych (np. analizatory spalin firm AVL i Bosch). Są wówczas wyposażone w niezbędny osprzęt (rys. 3): adapter umożliwiający pobór spalin z końcówek rur wylotowych motocykla, separator oleju i dodatkowy filtr, zestaw sond do poboru spalin o długości zwiększonej do 750 mm, specjalne przewody od sondy do analizatora oraz statyw.

Linie segmentowe
Rozwiązanie to polega na grupowaniu urządzeń linii diagnostycznej w kilka oddzielnych stanowisk kontrolnych, które są ustawione w jednym ciągu technologicznym. Zwykle występują trzy lub cztery stanowiska pomiarowe ustawione w pewnej odległości od siebie. Pozwala to na znaczne zwiększenie przepustowości stanowiska. Na każdym stanowisku pomiarowym znajdują się pulpity sterownicze lub terminale komputerowe z monitorami. Na rys. 4 przedstawiono segmentową linię diagnostyczną firmy Maha. W skład stanowiska pierwszego wchodzą: wieloskładnikowy analizator spalin, dymomierz, przyrząd do sprawdzania świateł i tester jakości płynu hamulcowego. Stanowisko drugie zawiera: tester płytowy do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, stanowisko do badania układu zawieszenia (z wagą), urządzenie rolkowe do kontroli działania hamulców. Stanowisko trzecie składa się z podnośnika nożycowego (przystosowanego do kontroli ustawienia kół) oraz obrotnic elektronicznych i detektora luzów, wbudowanych w płyty najazdowe podnośnika. Czwartym stanowiskiem jest biuro diagnosty, w którym znajdują się: komputer centralny (serwer) zarządzający siecią całej linii diagnostycznej (w tym jej systemami pomiarowymi) oraz stanowisko komputerowe diagnosty (terminal sieciowy klasy PC wraz z monitorem i drukarką).

Linie podwójne
W przypadku linii podwójnych jedna z nich jest linią osobową, a druga może być linią ciężarową lub uniwersalną (rys. 5). W efekcie następuje znaczne zwiększenie przepustowości stacji kontroli pojazdów. Wybór linii podwójnej jest uzasadniony w stacjach diagnostycznych znajdujących się w większych aglomeracjach miejskich o zróżnicowanej strukturze badanych pojazdów. Zwiększenie kosztów inwestycji zostanie w krótkim czasie zrekompensowane przez oszczędności związane z racjonalnym wykorzystaniem urządzeń kontrolnych (dostosowanie poboru energii elektrycznej przez urządzenia do wielkości badanych pojazdów, mniejsze obciążenie i zwiększenie trwałości urządzeń przeznaczonych wyłącznie do kontroli samochodów osobowych, a montowanych na linii uniwersalnej). Takie rozwiązanie zapewnia również możliwość lepszej organizacji pracy stacji kontroli pojazdów. W przypadku linii podwójnej stanowisko do badania samochodów o dmc do 3,5 t może być podnośnikowe lub kanałowe. W tym drugim, po odpowiednim rozmieszczeniu względem siebie obu kanałów przeglądowych, można zmniejszyć koszty związane z wykonaniem wentylacji.

Linie z hamownią podwoziową
Stanowiska kontrolne wyposażone w linię diagnostyczną i hamownię podwoziową umożliwiają kompleksowe badanie podstawowych układów pojazdu samochodowego, tj. układu jezdnego, zawieszenia, kierowniczego i hamulcowego oraz układu napędowego wraz z silnikiem (pod obciążeniem). Przykładowo na rys. 6 przedstawiono linię diagnostyczną firmy Vamag do badania pojazdów o dmc do 3,5 t, składającą się z: centralnej jednostki sterującej, testera płytowego do wstępnej oceny ustawienia kół jezdnych, urządzenia do kontroli skuteczności tłumienia drgań zawieszenia, urządzenia rolkowego do kontroli działania hamulców oraz dwuosiowej hamowni podwoziowej. Niektórzy wytwórcy (np. firmy Cartec, Maha) dostarczają także linie motocyklowe z hamownią podwoziową. Należy przypuszczać, że takie kompleksowe stanowiska kontrolne znajdą w przyszłości szersze zastosowanie.

Linie mobilne
Mobilne linie diagnostyczne można przewozić i ustawiać w wybranym miejscu. Stanowią ofertę specjalną niektórych producentów. Mogą być przewożone w naczepie lub kontenerze. Dla tych pierwszych firma Saxon proponuje dwa rozwiązania: urządzenia kontrolne pozostają na stałe w naczepie, a rampy najazdowe rozstawia się poprzecznie do jej osi podłużnej (w przypadku linii osobowych) lub urządzenia toru pomiarowego układów podwozia mogą być wyjmowane z naczepy i ustawiane obok niej w linię diagnostyczną (dotyczy to linii ciężarowych i uniwersalnych – rys.7).
Linie mobilne przystosowane do transportu w kontenerze lub pojeździe wytwarzają między innymi firmy Maha i Unimetal. Przykładowo linia diagnostyczna mobilna LDM-30 firmy Unimetal składa się z (rys. 8):
- układu sterowania (centralna jednostka sterująca z komputerem, drukarka termiczna, tablet),
- układu zasilania (spalinowy agregat prądotwórczy),
- dwóch modułów badawczych (wyposażonych w urządzenie rolkowe i szarpak hydrauliczny),
- modułów najazdowych (płaskich i skośnych),
- przewodów elektrycznych i hydraulicznych.

Linia diagnostyczna mobilna firmy Unimetal przeznaczona jest do badania pojazdów o dmc powyżej 3,5 t (samochody ciężarowe, autobusy, ciągniki rolnicze, przyczepy).

Tendencje rozwojowe
Linie diagnostyczne stanowiące wyposażenie stanowisk kontrolnych stacji kontroli pojazdów podlegają ciągłej modernizacji i rozwojowi. W najnowszych odmianach linii diagnostycznych wprowadza się rozwiązania umożliwiające osiągnięcie:
- dokładnych i obiektywnych wyników badań,
- skrócenia czasu kontroli i rozszerzenia zakresu badań,
- optymalnego wykorzystania powierzchni stanowiska,
- usprawnienia wykonywanych czynności i zwiększenia przepustowości stanowiska,
- bezpieczeństwa podczas wykonywania badań technicznych,
- ergonomii, estetyki, nowoczesnego wzornictwa i konstrukcji zarówno samych urządzeń diagnostycznych, jak i obiektów stacji kontroli pojazdów (rys.9),
- uniwersalności urządzeń kontrolno-pomiarowych,
- właściwych standardów komunikacji sieciowej w stacji kontroli pojazdów.

Najważniejszym elementem każdej linii diagnostycznej, świadczącym o jej nowoczesności, jest odpowiednie oprogramowanie (komputerowy system sterowania, rejestracji i archiwizacji wyników pomiaru). Powinno ono być przystosowane do współpracy z siecią wewnętrzną i zewnętrzną. Przykładem nowych standardów komunikacji sieciowej w stacji kontroli pojazdów jest system STMnet firmy Norcom (opracowany wspólnie z innymi firmami w ramach Stowarzyszenia Techniki Motoryzacyjnej). System wykorzystuje sieć komputerową klasyczną, przewodową typu ethernet lub bezprzewodową Wi-Fi. STMnet jest systemem umożliwiającym komunikację między urządzeniami diagnostycznymi i elementami infrastruktury informatycznej stacji kontroli pojazdów w celu automatycznego gromadzenia danych, przesyłania i zarządzania nimi oraz zabezpieczenia ich spójności i integralności.

Komputery każdej sekcji podłączone są do serwera jako jednostki centralnej całego systemu. Rolę serwera spełnia najczęściej komputer PC znajdujący się w biurze obsługi klienta. Za pomocą odpowiednich interfejsów komunikacyjnych wszystkie urządzenia kontrolne (np. testery płytowe do oceny ustawienia kół, stanowiska do kontroli zawieszenia, rolki hamulcowe, przyrządy do kontroli świateł, analizatory spalin, dymomierze, mierniki poziomu dźwięku) łączone są do jednego komputera głównego lub komputera poszczególnej sekcji (rys. 10). Właściwe oprogramowanie zainstalowane w komputerach zapewnia komunikację urządzeń z serwerem oraz dostęp do niezbędnych informacji zarówno w serwerze, jak i w komputerach sekcji.
Możliwa jest również integracja systemu z zewnętrznymi bazami danych. Dane gromadzone w systemie STMnet mogą zasilać bazy danych CEPiK (Centralna Ewidencja Pojazdów i Kierowców) oraz można prowadzić ich weryfikację w dowolny sposób. Po wykonaniu badania pojazdu dane gromadzone są w bazie danych serwera i mogą być przedstawione na jednym wydruku.

dr inż. Kazimierz Sitek