Diagnostyka

układów kierowniczych (część 1)

Układ kierowniczy samochodu powinien samoczynnie utrzymywać kierunek jazdy na wprost, zapewniać toczenie się bez poślizgu kół kierowanych podczas jazdy na zakręcie oraz umożliwiać samoczynne powracanie kół kierowanych do położenia środkowego.

W celu spełnienia tych wymagań stosuje się odpowiednią geometrię ustawienia kół i osi pojazdu. Parametry związane z ustawieniem kół i osi pojazdu w decydujący sposób wpływają na bezpieczeństwo jazdy. Dlatego należy okresowo kontrolować prawidłowość ich ustawienia. W ostatnim okresie wytwórcy oferują wiele rodzajów urządzeń do sprawdzania geometrii ustawienia kół i osi pojazdu. Obecnie można zauważyć zróżnicowanie w metodach badania układów kierowniczych pojazdów w zależności od zasadniczego celu badań. Zróżnicowanie metod pociąga za sobą odmienność stosowanych urządzeń pomiarowych. Wykształciły się wyraźnie dwie zasadnicze grupy konstrukcyjne przyrządów diagnostycznych:
- przyrządy do badania układu kierowniczego w warunkach dynamicznych (kontrola wstępna),
- przyrządy do badania układu kierowniczego w warunkach statycznych (kontrola dokładna).
Pierwsza grupa to przyrządy możliwie proste, do badań podczas ruchu pojazdu, o bardzo krótkim czasie pomiaru, pozwalające na przybliżoną ocenę prawidłowości funkcjonowania całości układu kierowniczego, bez precyzowania, który z parametrów jest przyczyną niewłaściwego działania. Druga grupa to urządzenia precyzyjne, do badań w warunkach statycznych, umożliwiające pomiary poszczególnych parametrów z dużą dokładnością.

Przyrządy do badania układu w warunkach dynamicznych
Zasada działania tej grupy przyrządów polega na wstępnej ocenie geometrii ustawienia kół na podstawie pomiarów bocznych przemieszczeń (poślizgów) występujących między toczącym się kołem i przesuwną powierzchnią (płytą, rolką). Urządzenia tego typu mogą być wykonywane w wersji przenośnej lub stanowiskowej.
Ze względu na przeznaczenie rozróżnia się urządzenia:
- do oceny ustawienia kół pojazdów o dmc do 3,5 t,
- do oceny ustawienia kół pojazdów o dmc powyżej 3,5 t,
- uniwersalne.

Rys. 1. Urządzenie do oceny prawidłowości ustawienia kół jezdnych (źródło: Unimetal): a – płyta najazdowa,

b – kaseta pomiarowa.

W praktyce spotyka się trzy podstawowe rodzaje tych przyrządów:
- płyta najazdowa pojedyncza (pod jedno koło) z przesuwem bocznym (rozwiązanie najczęściej stosowane),
- płyta najazdowa pojedyncza ze skrętnym (obrotowym) przesuwem elementu ruchomego,
- płyta najazdowa podwójna (pod obydwa koła pojazdu) ze sprzężonym przesuwem bocznym dwóch elementów ruchomych dla prawego i lewego koła.
Współczesne testery do oceny wstępnej ustawienia kół jezdnych są najczęściej stanowiskami płytowymi (rys. 1).
Badanie wykonuje się w warunkach dynamicznych, w czasie ruchu pojazdu z prędkością 5-10 km/h. Składają się z jednej płyty pomiarowej lub niekiedy dwóch płyt (kompensacyjnej i pomiarowej) mogących przesuwać się w kierunku prostopadłym do ruchu pojazdu oraz urządzenia odczytowego w postaci wyświetlacza lub monitora. Wartość bocznego przesunięcia uzależniona jest od ustawienia kół (przede wszystkim od zbieżności). Przesuw płyty pomiarowej rejestrowany jest przez elektroniczny układ pomiarowy (potencjometr liniowy) i wyświetlany na urządzeniu odczytowym. Korzystniejsze jest stosowanie urządzenia dwupłytowego, ponieważ płyta kompensacyjna pozwala na usunięcie naprężeń występujących między oponą i nadwoziem, które mogą wpływać na wartość ocenianego parametru.

Wynik pomiaru podawany jest w postaci:
- poślizgu bocznego koła, tj. wartości poprzecznego przesunięcia płyty pomiarowej w mm, odniesionej do długości płyty pomiarowej w m. Wielkość ta, wyrażona w jednostkach miary mm/m lub m/km, określa tendencję koła do zbaczania z wyznaczonego kierunku jazdy pod wpływem siły bocznej;
- wskaźnika prawidłowości ustawienia kół, tj. poślizgu bocznego koła przeliczonego na umowną średnicę tarczy koła w m i wyrażonego w jednostkach miary liniowej lub kątowej zbieżności (mm lub stopnie).
Wynik pomiaru może być przedstawiony w protokole z badań w sposób liczbowy i graficzny.
Urządzenia do oceny wstępnej ustawienia kół jezdnych znajdują się w ofercie większości znanych firm produkujących wyposażenie do diagnozowania samochodów.

W przypadku stwierdzenia występowania nadmiernego poślizgu bocznego kół jezdnych powinno się wykonać bardziej precyzyjne pomiary parametrów ustawienia kół i osi w warunkach statycznych.

Przyrządy do badania układu w warunkach statycznych
Przyrządy do badania układu kierowniczego w warunkach statycznych można podzielić na następujące grupy:
- do diagnozowania wstępnego,
- do pomiaru kątów (przenośne),
- uniwersalne (stanowiskowe) umożliwiające pomiar wszystkich parametrów geometrii ustawienia kół i osi pojazdu,
- o specjalistycznym przeznaczeniu (do pomiaru określonego parametru),
- do diagnozowania mechanizmu wspomagającego układu kierowniczego.

1. Przyrządy do diagnozowania wstępnego
Dla przedstawionego wyżej zakresu badań wykorzystuje się zasadniczo:
1) Ogólnodostępne przyrządy pomiarowe (np. czujnik zegarowy z podstawką do sprawdzania bicia osiowego obręczy koła, manometr do sprawdzania ciśnienia powietrza w ogumieniu itd.).
2) Przyrządy do pomiaru sumarycznego luzu w układzie kierowniczym
Do pomiaru sumarycznego luzu w układzie kierowniczym można wykorzystać krajowy przyrząd LUZ-1, który składa się z dwóch zasadniczych zespołów (rys. 2):
- nakładki kierownicy z podziałką kątową, diodą świecącą i wskaźnikiem,
- czujnika z iglicą, który mocowany jest na statywie.
Na kierownicy badanego samochodu mocuje się nakładkę z podziałką kątową. Do nieruchomej części kabiny (najczęściej szyby przedniej) samochodu mocuje się wskaźnik, który umożliwia odczytanie kąta sumarycznego luzu układu kierowniczego.
Aby stwierdzić początek ruchu koła, w przyrządzie zastosowano czujnik ustawiony bezpośrednio przy kole kierowanym samochodu. Czujnik, w którym iglica uruchamia mikrowyłącznik, powodujący świecenie diody, pozwala wykryć ruch skrętny koła jezdnego już o wartości 0,35 mm. Czujnik połączony jest z nakładką kierownicy przewodem rozłączalnym przy pomocy wtyku wkładanego w gniazdo nakładki kierownicy.
3) Przyrządy do pomiaru siły na kole kierownicy
Do pomiaru siły na kole kierownicy wykorzystywany jest dynamometr sprężynowy o zakresie pomiarowym 0¸5 daN lub 0¸20 daN. Dla ułatwienia mocowania go na kole kierownicy posiada on specjalnie wykonane zaczepy z jednej strony i uchwyt z drugiej strony.

2. Przenośne przyrządy do pomiaru kątów
Przyrządy mechaniczne służą do pomiaru: kąta pochylenia koła, kąta pochylenia osi sworznia zwrotnicy, kąta wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy oraz zależności między kątami skrętu koła zewnętrznego i wewnętrznego. Ten rodzaj przyrządów jest wyposażony w dwie podziałki - jedną do odczytu wartości kąta pochylenia koła, a drugą do odczytu wartości kąta pochylenia i kąta wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy. Wskaźnik z poziomnicą umożliwia pionowe ustawienie przyrządu. Podziałki tarcz obrotowych, na których ustawia się koło badane, umożliwiają odczyt wartości kątów skrętu kół. Współczesne konstrukcje układów kierowniczych i jezdnych wymagają na tyle dużej dokładności pomiarów, że nie powinny być stosowane przyrządy mechaniczne (spotykane jeszcze w niektórych warsztatach samochodowych), które obecnie nie spełniają wymogów nowoczesnej diagnostyki geometrii kół.

3. Urządzenia uniwersalne (stanowiskowe)

Charakterystyczne cechy urządzeń uniwersalnych
Urządzenia uniwersalne umożliwiają najczęściej pomiary wszystkich podstawowych parametrów ustawienia kół samochodu:
- zbieżności (całkowitej i połówkowej) kół przednich, tylnych i kół osi pośrednich;
- kątów pochylenia kół przednich, tylnych i kół osi pośrednich;
- kątów pochylenia osi sworzni zwrotnic;
- kątów wyprzedzenia osi sworzni zwrotnic;
- kąta odchylenia osi geometrycznej jazdy od osi symetrii pojazdu lub kąta nieprostopadłości osi kół do osi symetrii ramy;
- kątów skrętu kół przednich (kontrolnych i maksymalnych);
- nierównoległości osi kół pojazdu i przesunięcia bocznego kół (śladowości kół).
Ponadto zapewniają sprawdzenie:
- bicia bocznego obręczy kół (umożliwiona kompensacja bicia),
- ustawienia kół do jazdy na wprost.
Urządzenia uniwersalne mają niekiedy wbudowane niektóre elementy w nawierzchnię stanowiska, usytuowane są najczęściej na stanowisku kanałowym lub na podnośniku, co umożliwia wygodną i równoczesną z pomiarem regulację ustawienia kół.

Ze względu na konstrukcję układu pomiarowego rozróżnia się najczęściej następujące rodzaje urządzeń uniwersalnych:
- optyczne,
- optyczno-mechaniczne,
- optyczno-elektroniczne (laserowo-mikroprocesorowe),
- elektroniczne,
- komputerowe.

Jeśli uwzględnimy zakres stosowania, to urządzenia te można podzielić na dwie grupy:
- do pomiaru geometrii kół w pojazdach o dmc do 3,5 t (osobowych i dostawczych),
- do pomiaru geometrii kół w pojazdach o dmc powyżej 3,5 t (ciężarowych, autobusach, przyczepach i naczepach).

Możemy również wyodrębnić przyrządy:
- z dwoma zespołami pomiarowymi, dokonujące pomiaru względem osi symetrii samochodu;
- z czterema zespołami pomiarowymi, wykonujące pomiar względem osi geometrycznej jazdy pojazdu.
Analizując obowiązujące przepisy oraz wartości parametrów diagnostycznych podawane przez producentów pojazdów samochodowych, można określić zakresy pomiarowe oraz dokładność odczytu lub obliczeń dla przyrządów do pomiaru geometrii ustawienia kół.

Wymagania stawiane współczesnym przyrządom zestawiono w tabeli 1.


Nowoczesne przyrządy do kontroli geometrii kół i osi pojazdów samochodowych są wytwarzane przez takich producentów, jak np. Beissbarth, Bosch, CEMB, Corghi, Facom, Hofmann, Hunter, John Bean, Josam, MAHA, Nussbaum, Optimo, Precyzja Technik, Ravaglioli, SPACE. O wyborze urządzenia konkretnego wytwórcy powinny przede wszystkim decydować: względy techniczne i ekonomiczne, organizacja jego serwisu, sposób szkolenia przewidziany przez producenta lub importera, poziom techniczny i ranga stacji diagnostycznej lub warsztatu, posiadanie certyfikatu zgodności (potwierdzającego spełnienie dodatkowych wymagań) wydanego przez Instytut Transportu Samochodowego (dotyczy urządzeń pracujących w stacjach kontroli pojazdów), posiadanie systemu jakości zgodnego z wymaganiami jednej z norm serii ISO 9000 (lub dążenie do jego uzyskania), umiejętności diagnosty itp.

Rys. 2. Elementy przyrządu LUZ-1 do pomiaru sumarycznego luzu układu kierowniczego:
1 – czujnik z iglicą, 2 – statyw, 3 – wskaźnik, 4 – podziałka kątowa, 5 – dioda, 6 – nakładka kierownicy, 7 – przewód elektryczny.

Porównując różne typy przyrządów do pomiaru geometrii kół, należy zwracać uwagę na:
- w przyrządach optycznych - czy promień pomiarowy projektora jest wysyłany przez żarówkę, czy przez laser;
- w przyrządach elektronicznych – czy istnieje możliwość transmisji i rejestrowania wyników w komputerze;
- w przyrządach komputerowych – czy zespoły pomiarowe połączone są między sobą linkami pomiarowymi, czy też bezprzewodowo (za pomocą kamer wysyłających promienie podczerwone) oraz czy komunikowanie się z komputerem odbywa się przewodowo, czy też bezprzewodowo (drogą radiową);
- czy zasilanie zespołów pomiarowych realizowane jest przewodowo, czy za pomocą baterii akumulatorów.


Rys. 3. Zastosowanie czterech zespołów pomiarowych do kontroli ustawienia kół jezdnych.

Urządzenia do kontroli ustawienia geometrii kół i osi pojazdów samochodowych powinny spełniać następujące warunki:
- realizować pomiar 4 zespołami pomiarowymi (rys. 3), co pozwala na jego wykonanie (zwłaszcza sprawdzenie zbieżności połówkowych kół przednich) względem geometrycznej osi jazdy, tj. osi, wzdłuż której porusza się pojazd;
- zapewniać sprawdzanie geometrii kół tylnych w samochodach ciężarowych względem osi symetrii ramy pojazdu (jest to szczególnie istotne przy długich zestawach);
- umożliwiać zamocowanie zespołów pomiarowych na różnych typach obręczy kół zarówno stalowych, jak i aluminiowych o średnicach co najmniej 12-20” ( samochody osobowe) lub 16-24” ( samochody ciężarowe);
- zapewnić możliwość wykonania kompensacji bicia poprzecznego układu tarcza koła – zespół pomiarowy o wartości co najmniej 1030’ lub stosowania technologii pomiaru eliminującej bicie (np. zaciski szybkomocujące specjalne bazowane na otworach ustalających w piaście koła) bądź w inny sposób uwzględniającej zjawisko bicia;
- umożliwić wykonanie pomiaru dla rozstawu kół badanych pojazdów co najmniej 1100-1800 mm (pojazdy o dmc do 3,5 t) lub co najmniej 1500-2300 mm (pojazdy o dmc ponad 3,5 t);
- umożliwić wykonanie pomiaru dla rozstawu osi badanych pojazdów co najmniej 1800-4700 mm (pojazdy o dmc do 3,5 t) lub co najmniej od 2500 mm, długość pojazdu maksymalnie 18 m (pojazdy o dmc powyżej 3,5 t);
- dopuszczalna nośność pojedynczej obrotnicy powinna być nie mniejsza niż 10 kN (wersja osobowa) lub 57,5 kN (wersja ciężarowa);
- umożliwiać w miarę możliwości pracę na samochodzie wyposażonym w spojlery;
- wykazywać się dużą trwałością, niezawodnością (odporność na zanieczyszczenia, wstrząsy, zmiany temperatury i wilgotności powietrza) i zapewniać bezpieczeństwo pracy;
- gwarantować powtarzalność wyników pomiarów i stabilność obwodów pomiarowych przez co najmniej 6 miesięcy bez potrzeby ich kalibrowania;
- zapewniać możliwość sprawdzenia dokładności wskazań oraz umożliwiać przywrócenie utraconej zdolności pomiarowej przez ponowną kalibrację;
- posiadać instrukcję oraz napisy w języku polskim lub czytelne znaki graficzne (piktogramy) identyfikujące elementy kontrolne i sterownicze.
Ponadto przyrządy komputerowe powinny dodatkowo:
- umożliwiać zdalne sterowanie urządzeniem;
- wynik pomiaru porównywać z danymi producenta samochodu i przechowywać go w pamięci;
- posiadać w pamięci wartości obciążeń dla różnych typów pojazdów;
- umożliwić komunikowanie w relacji urządzenie - użytkownik (komunikaty powinny być czytelne i jednoznacznie zrozumiałe) oraz wydrukowanie protokołu w języku polskim;
- przeprowadzać automatyczny program samotestowania;
- w miarę możliwości być odporne na błędy diagnosty.
Jeżeli urządzenie samodzielnie nie przelicza zbieżności kół ze stopni na milimetry w zależności od średnicy obręczy koła lub odwrotnie, to wówczas powinno być wyposażone w tablicę przeliczeniową.

Przyrządy uniwersalne do badania geometrii kół w pojazdach o dmc do 3,5 t
1) Przyrządy optyczne
Działanie przyrządów optycznych polega na wykorzystaniu zmian kąta padania wiązki promieni świetlnych, wysyłanych przez zamocowany na badanym kole rzutnik, na odpowiednio wykonane tablice lub drążki pomiarowe. Podziałki przyrządu ustawia się w odpowiednich położeniach względem kół osi przedniej, zależnie od mierzonego parametru. Do tej grupy urządzeń należą np. przyrządy rodziny PKO firmy Precyzja, które charakteryzują się dużą niezawodnością oraz prostotą budowy i obsługi. Przyrządy te znajdują się jeszcze w niektórych warsztatach, ale nie spełniają obecnych wymagań (zbyt mała dokładność pomiaru, pomiar względem osi symetrii samochodu) i są stopniowo zastępowane przez urządzenia optyczno-mechaniczne.

2) Przyrządy optyczno-mechaniczne
Zaletą tej grupy przyrządów jest prostota obsługi i niska awaryjność. Mały koszt oraz wystarczająca dokładność pomiarowa powodują, że są to obecnie najbardziej popularne urządzenia diagnostyczne. Ich praca może być dodatkowo wspomagana przez niezależnie działający program komputerowy. Zawiera on komputerową bazę danych parametrów wzorcowych badanych pojazdów oraz bazę prowadzonych usług. Przykładami urządzeń optyczno-mechanicznych są: Dynaliner 312 firmy Hofmann, GTO - Quatro i GTQ Laser produkowane przez Precyzję Technik.

Rys. 4. Przyrząd optyczno-mechaniczny GTO Laser firmy Precyzja (wersja z szafką).

Optyka przyrządów tej grupy jest aktualnie oparta na laserach półprzewodnikowych. Użyte lasery muszą być w pełni bezpieczne, czyli posiadać moc do 1 mW (2 klasa bezpieczeństwa). Zasilanie zespołów pomiarowych takich urządzeń powinno odbywać się bezprzewodowo, dzięki zastosowaniu baterii akumulatorów. W tej klasie przyrządów interesującym rozwiązaniem jest GTO Laser oferowany przez firmę Precyzja Technik (rys. 4 i rys. 5).

Rys. 5. Przyrząd optyczno-mechaniczny GTO Laser firmy Precyzja (wersja: stanowisko ścienne).

Zasada działania przyrządu polega na wykorzystaniu zmian kątów padania wiązki lasera, emitowanej przez projektor głowicy pomiarowej założonej na badane koło, na ekrany pomiarowe. W tych urządzeniach kąty poziome (zbieżność kół, nierównoległość osi, odchylenia geometrycznej osi jazdy od osi symetrii) mierzy się na drodze optycznej przy użyciu projektora laserowego, a kąty pionowe (kąt pochylenia koła oraz kąty pochylenia i wyprzedzenia osi sworznia zwrotnicy) w sposób mechaniczny - jako wskaźnik wykorzystano poziomnicę, a odczytu dokonuje się na podziałkach umieszczonych na obrotowych pokrętłach. W porównaniu z wcześniejszymi przyrządami optycznymi (żarówkowymi) charakteryzuje się większą dokładnością, zwartością konstrukcji, prostym przeprowadzeniem kompensacji bicia obręczy. Nowy układ optyczny zapewnia wyraźniejszy i ostrzejszy obraz.
Projektor wyposażony jest zamiast żarówki w dwa lasery. Dzięki temu nawet przy dużym nasłonecznieniu wyraźnie widać plamkę lasera na ekranach. Przyrząd może być zasilany bezprzewodowo (akumulatorami niklowo-kadmowymi) lub przewodowo - zasilacz 6 V (w przypadku rozładowania się akumulatorów podczas pomiaru). Urządzenie jest wyposażone w dodatkowe elementy (belka kontrolna, przyrząd do kalibracji luster) umożliwiające przeprowadzenie sprawdzenia dokładności wskazań. W skład wyposażenia czteroczujnikowej wersji przyrządu GTO - Laser wchodzą: zespoły pomiarowe (czujniki) przednie i tylne, zaciski mocujące z łapami uniwersalnymi i specjalnymi, obrotnice mechaniczne, płyty rolkowe, szafka lub stanowisko ścienne, rozpórka pedału hamulca i blokada kierownicy, przyrząd kalibracyjny wraz z belką kontrolną.

Rys. 6. Zespół pomiarowy przedni przyrządu GTO Laser z zaciskiem mocującym i obrotnicą (źródło: Precyzja).

Zasadniczymi elementami przyrządu GTO Laser są zespoły pomiarowe przednie (rys. 6). Składają się one z trzech podstawowych podzespołów:
- Korpusu z płytą zakończoną uchwytem i wysięgnikiem. Płyta wyposażona jest w tuleję zaciskową umożliwiającą zamocowanie zespołu pomiarowego na zacisku koła. Na wysięgniku umieszczona jest poziomnica, służąca do ustawienia całego zespołu pomiarowego w poziomie. W korpusie zamocowany jest laser symetrii wysyłający promień na zespół pomiarowy tylny, który następnie zostaje odbity i wraca na ekran symetrii przedniego zespołu pomiarowego. W osłonie znajduje się gniazdo zasilające, włącznik zasilania, diody sygnalizujące pracę laserów oraz rozładowanie baterii akumulatorów. W tylnej części korpusu na pojemniku akumulatorów znajduje się dioda sygnalizująca rozpoczęcie procesu szybkiego ładowania akumulatorów po odwieszeniu zespołu pomiarowego przedniego na stanowisku.
- Mechanizmu kątów pionowych zamocowanego do korpusu pokrętłem, którego poluzowanie umożliwia obrót mechanizmu o kąt 900. W obudowie umieszczone jest pokrętło kompensacji bicia oraz poziomnica, która wraz z pokrętłem kąta pochylenia koła i pokrętłem kątów osi sworznia zwrotnicy służy do pomiaru kątów pionowych.
- Mechanizmu zbieżności zamocowanego na końcu wysięgniku korpusu. W korpusie umieszczony jest laser zbieżności wysyłający za pomocą dźwigni promień na przeciwległy zespół pomiarowy przedni. Zewnętrzne pokrętło zbieżności służy do przeprowadzania pomiaru kąta zbieżności połówkowej koła. Wewnętrzne pokrętło zbieżności służy do ułatwienia przeprowadzenia regulacji tego parametru.
Zespół pomiarowy przedni montuje się na kole zakładając na trzpień mocujący zacisku i blokuje śrubą.
Zespoły pomiarowe tylne (rys. 7) wykorzystuje się w przypadku wykonywania pomiarów względem geometrycznej osi jazdy pojazdu. Składają się z:
- Korpusu z tuleją zakładanego na zacisk i blokowanego śrubą, na którym osadzona jest poziomnica służąca do
wypoziomowania głowicy pomiarowej.

Rys. 7. Zespół pomiarowy tylny przyrządu GTO Laser z zaciskiem mocującym i płytą rolkową (źródło: Precyzja).

- Mechanizmu kątów pionowych mocowanego do korpusu. Na obudowie umieszczono pokrętło kompensacji bicia i poziomnicę, która wraz z pokrętłem służy do pomiaru kąta pochylenia koła i zbieżności połówkowej koła.
- Zespołu lustra osadzonego z boku mechanizmu kątów pionowych. Zespół lustra wyposażony jest w ekran uchylny, na który rzutowany jest promień lasera z zespołu pomiarowego przedniego. Po opuszczeniu ekranu uchylnego widoczne jest lustro. Promień lasera po odbiciu od lustra jest rzutowany na ekran symetrii zespołu pomiarowego przedniego.

Zaciski mocujące służą do mocowania zespołu pomiarowego na obręczy koła. W otwory we wspornikach zacisku wciska się łapy uniwersalne lub specjalne, zależnie od budowy obręczy koła. Obracanie pokrętłem powoduje rozsunięcie wsporników zacisku na odpowiednią odległość, wynikającą ze średnicy obręczy. Na trzpień mocujący zacisku zakłada się zespół pomiarowy. Obrotnice służą do pomiaru różnicy kątów skrętu kół samochodu i maksymalnych kątów skrętu oraz ułatwiają skręt kół podczas pomiarów. Powierzchnia tarczy obrotnicy jest użebrowana lub pokryta materiałem antypoślizgowym, co uniemożliwia poślizg koła przy skręcaniu. Na tarczy umocowana jest podziałka kątowa, która przesuwa się względem noniusza obrotnicy. Obrotnica posiada ponadto wyjmowany kołek blokujący ruchy tarczy. Łożysko oraz mechanizm obrotnicy osłonięte są obudową.
Wykonywanie pomiarów laserowym GTO jest łatwe i szybkie. Przyrząd nadaje się do kontroli ustawienia kół o średnicach obręczy od 12” do 16”. Jego zaletą jest pomiar zbieżności połówkowej kół przednich względem geometrycznej osi jazdy (z uwzględnieniem nierównoległości osi). Wykonywanie pomiarów przyrządem GTO Laser może być wspomagane niezależnie działającym programem komputerowym, zainstalowanym na dowolnym komputerze w stacji diagnostycznej lub warsztacie. Ważnym składnikiem oprogramowania jest możliwość współpracy z bazą danych parametrów wzorcowych (udostępnianych przez wytwórców pojazdów). Komputerowa baza danych zawiera około 3000 modeli pojazdów i jest ciągle aktualizowana.

Program komputerowy umożliwia:
- korzystanie z bazy danych parametrów wzorcowych dotyczących geometrii ustawienia kół i osi pojazdów (z możliwością łatwego ich wyszukiwania),
- tworzenie własnej niezależnej bazy danych parametrów wzorcowych,
- rejestrowanie w komputerze wykonanych usług wraz z dokonanymi regulacjami,
- szybki dostęp do zarejestrowanych usług (wg daty badania lub numeru rejestracyjnego pojazdu),
- korzystanie z samodzielnie utworzonych notatek,
- wydruk danych fabrycznych dotyczących geometrii ustawienia kół i osi pojazdu,
- sporządzanie protokołu z wykonanych badań.
Prosta konstrukcja tej grupy przyrządów umożliwia diagnoście sprawdzenie dokładności wskazań we własnym zakresie po zastosowaniu belki kontrolnej i przyrządu do kalibracji luster.

3) Przyrządy laserowo-mikroprocesorowe
W przyrządach tego typu są zastosowane rozwiązania konstrukcyjne umożliwiające efektywne i optymalne wykorzystanie różnych metod pomiaru. Producenci stosują w nich różne czujniki, poczynając od laserów półprzewodnikowych, a kończąc na specjalnych precyzyjnych układach optoelektronicznych. Całością zarządza układ mikroprocesorowy, co umożliwia zautomatyzowanie samego pomiaru. Przyrządy takie cechuje również duża dokładność pomiarowa i niezawodność. Urządzenia laserowo-mikroprocesorowe opisane zostaną bardziej szczegółowo w części dotyczącej przyrządów do badania geometrii kół samochodów ciężarowych.

4) Urządzenia elektroniczne
Urządzenia elektroniczne charakteryzują się dużą dokładnością pomiarową i automatyzacją wszystkich czynności. Z góry określony i narzucony algorytm postępowania nie wymaga od osoby posługującej się tego typu przyrządem dobrego opanowania samej metodologii pomiaru. W tego rodzaju urządzeniach zastosowana elektronika powinna opierać się na technice mikroprocesorowej. Przyrządy powinny być wyposażone w drukarkę i mieć możliwość transmisji danych do komputera. Do przyrządów elektronicznych umożliwiających badanie geometrii kół w samochodach osobowych i dostawczych zaliczane są m. in.: GTR 300 firmy Facom (rys.8) i GTE Geoaxis wytwarzane do niedawna przez firmę Precyzja Technik

Rys. 8. Urządzenie elektroniczne GTR 300 do pomiaru ustawienia kół (źródło: Facom).

W urządzeniu GTE Geoaxis (rys. 9) do pomiaru wykorzystywane są cztery zespoły pomiarowe, które mają łącznie osiem czujników położenia połączonych ze sobą linkami pomiarowymi. W ten sposób pojazd opasany jest ze wszystkich stron. Wyniki pomiarów pokazywane są na dwóch dużych wyświetlaczach cyfrowych umieszczonych na płycie czołowej. Na niej umieszczono również:
- 12 przycisków pomiarowych wraz z piktogramami, które w sposób symboliczny określają mierzone kąty,
- 12 przycisków funkcjonalnych, które ustalają tryb pracy przyrządu i uruchamiają funkcje dodatkowe,
- diodowe strzałki kierunkowe, które nakazują wykonanie skrętu kół w określonym kierunku podczas pomiaru kąta pochylenia i wyprzedzenia sworznia zwrotnicy,
- schemat podwozia pojazdu, na którym diody umieszczone w kołach informują o wykonanej lub niewykonanej kompensacji bicia obręczy.

Urządzenie GTE Geoaxis może pracować z wykorzystaniem zdalnego sterowania (pilot jest w wyposażeniu podstawowym). Ponadto przyrząd może być wyposażony w obrotnice elektroniczne i zaciski szybkomocujące uniwersalne ułatwiające mocowanie, zwłaszcza na obręczach o nietypowych, owalnych kształtach wykonanych ze stopów lekkich. Kompensację bicia obręczy przeprowadza się w pełni elektronicznie, czteropunktowo, podczas obrotu koła o 1800.

Rys. 9. Urządzenie elektroniczne GTE Geoaxis firmy Precyzja kontroli geometrii kół.

Po wykonaniu pomiaru istnieje możliwość wydruku protokołu pomiarowego na drukarce (format A 4). Możliwa jest również transmisja danych do komputera typu PC, w którym dzięki specjalnemu programowi można porównać otrzymane wyniki z danymi wzorcowymi, uzyskać informację o sposobie obciążenia pojazdu w trakcie pomiarów itd. Wykorzystując dowolny samochód, można za pomocą specjalnej procedury pomiarowej sprawdzić dokładność wskazań przyrządu.

dr inż. Kazimierz Sitek