Pomiar i kontrola geometrii ustawienia kół i osi pojazdów. Część III.
Konstrukcje i zasada działania przyrządów kontrolno-pomiarowych.
Pomimo znacznego zaawansowania technicznego w zakresie konstrukcji i zasady działania przyrządów do kontroli i pomiaru geometrii ustawienia kół i osi pojazdów obecnych jest na rynku wyposażenia warsztatów samochodowych coraz więcej producentów tego typu urządzeń. Poszczególne rozwiązania konstrukcyjne różnią się między sobą przede wszystkim sposobem realizacji pomiaru, wynikającym z konstrukcji przyrządu i zastosowanymi elementami pomiarowymi parametrów geometrii kół.
W przeszłości ze względu na zdecydowanie prostsze konstrukcje zawieszeń pojazdów oraz mniejsze wymagania ustawowe dotyczące mierzonych parametrów geometrii kół wykorzystywane były przyrządy dwu-głowicowe, umożliwiające dokonanie pomiaru tylko względem osi symetrii samochodu. Obecnie ze względu na stosowane konstrukcje zawieszeń oraz wymogi urzędowe przy okresowych badaniach technicznych pojazdów konieczne jest stosowanie przyrządów czterogłowicowych umożliwiających wykonywanie pomiarów względem geometrycznej osi jazdy pojazdu.
Produkowane obecnie urządzenia do kontroli i pomiaru geometrii ustawienia kół i osi pojazdów można podzielić na trzy grupy:
- urządzenia optyczno-mechaniczne,
- urządzenia komputerowe a kamerami CCD,
- urządzenia pracujące w systemie 3D.
Pierwszą konstrukcją przyrządów kontrolno-pomiarowych do geometrii kół była wersja optyczno-mechaniczna, produkowana zresztą do dnia dzisiejszego. Zasada działania tego typu oparta jest na wykorzystywaniu zmian kątów padania wiązki lasera (w pierwszych konstrukcjach światła emitowanego przez żarówkę) przez założony na badanym kole projektor w głowicy pomiarowej na odpowiednie ekrany pomiarowe w zależności od pochylenia kątowego koła. Kąty poziome (zbieżność kół, nierównoległość osi i odchylenie geometrycznej osi jazdy od osi symetrii) w tej konstrukcji urządzeń mierzone są na drodze optycznej, a kąty pionowe (kąty pochylenia kół oraz kąty wyprzedzenia i pochylenia osi sworzni zwrotnic) w sposób mechaniczny.
Układ optyczny przyrządów wykorzystujących tego typu metodę pomiarową posiada lasery półprzewodnikowe, zapewniające wystarczający komfort pracy (zapewniający dobrą widoczność plamki wiązki lasera) również w przypadku wykonywania pomiaru przy znacznym nasłonecznieniu stanowiska pomiarowego.
Zasilanie laserów realizowane jest z wykorzystaniem pakietów akumulatorów niklowo-kadmowych, dzięki czemu praca na urządzeniu przebiega bez konieczności przyłączenia przewodów zasilających do głowic pomiarowych, co w znaczny sposób ułatwia pracę i podwyższa jej komfort. Przewody tzw. zasilania można podłączyć do głowic w trakcie pracy w przypadku rozładowania akumulatorów.
Przyrządy tego typu oferowane są w wersjach dwugłowicowych i czterogłowicowych. Wersja dwugłowicowa zawiera w wyposażeniu dwie głowice pomiarowe, dwa zaciski mocujące głowice pomiarowe na koła, ekrany pomiarowe na tylne koła, rozpórki pedału hamulca, blokady kierownicy, dwie obrotnice mechaniczne oraz stanowisko odkładcze na głowice pomiarowe (w postaci odpowiedniego wieszaka lub specjalnej szafki na kółkach) umożliwiające automatyczne ładowanie baterii akumulatorów głowic pomiarowych po zakończonym pomiarze.
Podstawę przyrządu optyczno-mechanicznego stanowią dwie przednie głowice pomiarowe, które składają się z:
-
korpusu z płytą zawierającą uchwyt i wysięgnik. Płyta korpusu wyposażona jest w odpowiednią tuleję zaciskową, umożliwiającą mocowanie głowicy pomiarowej na zacisku koła. Na wysięgniku zamocowana jest poziomica zapewniająca poprawne ustawienie głowicy pomiarowej w trakcie wykonywania pomiaru. W korpusie osadzony jest laser symetrii, wysyłający wiązkę promieniowania na tylną głowicę pomiarową (w przypadku wersji czterogłowicowej) lub odpowiedni ekran (w przypadku wersji dwugłowicowej), która po odbiciu wraca na ekran symetrii przedniej głowicy pomiarowej. W osłonie korpusu usytuowane jest gniazdo zasilające, wykorzystywane w razie konieczności do zasilania przewodowego, włącznik zasilania, dioda sygnalizująca pracę laserów oraz ewentualne rozładowanie baterii akumulatorów. Na końcu korpusu umieszczony jest pakiet akumulatorów wraz z diodą, sygnalizującą rozpoczęcie procesu ładowania akumulatorów po odwieszeniu głowicy pomiarowej na stanowisko odkładcze;
-
mechanizmu kątów pionowych, zamocowanego do korpusu pokrętłem, umożliwiającym obrót mechanizmu o kąt 900. Na obudowie umieszczone jest pokrętło kompensacji bicia oraz poziomica, która wraz z pokrętłem kąta pochylenia koła i pokrętłem kątów osi sworznia zwrotnicy służy do pomiarów kątów pionowych;
-
- mechanizmu zbieżności osadzonego na końcu wysięgnika korpusu. W korpusie umieszczony jest laser zbieżności, emitujący promień wiązki promieniowania na przeciwległy zespół pomiarowy przedni. Zewnętrzne pokrętło zbieżności służy do przeprowadzania pomiaru kąta zbieżności połówkowej koła.
Korzystanie z czterech głowic pomiarowych wymagane jest przy prowadzeniu pomiarów względem geometrycznej osi jazdy pojazdu. Wykorzystywane są wówczas dwie dodatkowe głowice pomiarowe na tylne koła oraz dwa dodatkowe zaciski. Tylna głowica pomiarowa przyrządu optyczno-mechanicznego składa się z:
-
korpusu wraz z tuleją do osadzania głowicy na zacisku koła i poziomicą do ustalania poziomu w trakcie wykonywania pomiaru;
-
mechanizmu kątów pionowych mocowanego do korpusu. Na obudowie umieszczone jest pokrętło kompensacji bicia i poziomica, która wraz z pokrętłem służy do pomiaru kąta pochylenia koła oraz zbieżności połówkowej;
-
zespołu lustra, usytuowanego na mechanizmie kątów pionowych. Wyposażony jest on w uchylny ekran na który rzutowany jest promień lasera z przedniej głowicy pomiarowej. Pod uchylnym ekranem znajduje się lustro niezbędne do odbicia wiązki promieniowania lasera na ekran symetrii przedniej głowicy pomiarowej.
Poza głowicami pomiarowymi każdy przyrząd, nie tylko optyczno-mechaniczny musi być wyposażony w komplet (odpowiednio dwóch lub czterech) zacisków, umożliwiających zamocowanie zespołów pomiarowych na kołach. Dzięki odpowiedniej konstrukcji możliwe jest dopasowanie mechanizmu mocowania na obręczach o wymiarach od 12 do 20”. Do przeprowadzenia pomiaru konieczne jest również wyposażenie przyrządu w komplet dwóch obrotnic podkładanych pod przednie koła mierzonego pojazdu. Służą one do pomiaru różnicy kątów skrętu kół oraz maksymalnych kątów skrętów kół. Jednocześnie dzięki swej konstrukcji ułatwiają one skręt kół podczas pomiarów.
Zaletą przyrządów optyczno-mechanicznych jest ich cena. Są one obecnie najtańszym rozwiązaniem urządzeń umożliwiających wykonanie pomiaru i kontroli geometrii ustawienia kół i osi pojazdów. Ze względu jednak na brak bezpośredniej współpracy z komputerem, a w związku z tym i wspomagania odpowiednim programem pomiarowym prowadzący pomiar parametrów geometrii diagnosta musi posiadać większy zakres wiedzy umożliwiający właściwe wykonywanie poszczególnych etapów procedury pomiarowej. Brak wspomagania czynności pomiarowych przez odpowiedni program nie zapewnia w trakcie pomiaru kontroli nad prawidłowością wykonywania tych czynności co w przypadku popełniania błędów przez obsługującego powoduje uzyskiwanie błędnych wyników pomiarów. Brak bezpośredniej współpracy z komputerem może być w sposób pośredni zastępowany poprzez zastosowanie dowolnego komputera i odpowiedni program zawierający bazę danych parametrów wzorcowych pojazdów i umożliwiający prowadzenie historii wykonywanych pomiarów oraz wydruk protokołu pomiarowego.