Autonaprawa 5/2011

Pomiar i kontrola geometrii ustawienia kół i osi pojazdów. Część IV.

Konstrukcje i zasada działania przyrządów kontrolno-pomiarowych.

Przyrządy komputerowe.

Kolejną grupę urządzeń do kontroli i pomiaru geometrii stawienia kół i osi pojazdów, zresztą obecnie najbardziej rozpowszechnioną i używaną najczęściej w warsztatach samochodowych i stacjach kontroli pojazdów stanowią przyrządy mikroprocesorowe, których zasada działania opiera się na współpracy z komputerem, przetwarzającym dostarczane do niego odpowiednie parametry pomiarowe. Zasadnicza różnica w pracy pomiędzy urządzeniami optyczno-mechanicznymi, a komputerowymi polega na tym, że w przypadku tych pierwszych odczyt wszystkich mierzonych parametrów geometrii kół i osi pojazdu realizowany jest przez obsługującego bezpośrednio z elementów (ekranów) pomiarowych urządzenia, natomiast w urządzeniach komputerowych, dzięki zastosowaniu w nich technologii przetwarzania sygnałów i przesyłania informacji odczyt wartości mierzonych następuje w sposób automatyczny, a wyniki zapamiętywane są w pamięci komputerowej jednostki centralnej urządzenia i prezentowane na ekranie monitora.

Obsługa urządzeń jednej i drugiej grupy różni się między sobą znacznie. Przy pierwszym rozwiązaniu (przyrządy optyczno-mechaniczne) diagnosta musi posiadać większy zakres wiedzy w zakresie metodologii pomiaru parametrów geometrii kół i osi pojazdów. W drugim rozwiązaniu (przyrządy komputerowe) obsługujący przyrząd diagnosta prowadzony jest od początku do końca przez program komputerowy urządzenia, w związku z czym wykonuje czynności sugerowane w odpowiedniej kolejności przez program przyrządu.

W przypadku urządzeń optyczno mechanicznych popełniane przez obsługującego nawet drobne błędy, automatycznie przekładają się na dokładność, a tym samym i wiarygodność całego cyklu pomiarowego. W urządzeniach komputerowych odpowiednie procedury pomiarowe automatycznie wychwytują i eliminują ewentualne błędy obsługowe popełniane przez obsługującego, co skutecznie zapobiega powstawaniu błędów pomiarowych w trakcie prowadzenia cyklu pomiarowego.

Przyrządy komputerowe posiadają obecnie bardzo przydatne przy wykonywaniu pomiarów parametrów geometrii bazy danych parametrów wzorcowych poszczególnych pojazdów wraz z odpowiednimi grafikami ukazującymi ewentualne punkty regulacji poszczególnych parametrów, zalecane sposoby obciążenia pojazdów w trakcie wykonywania pomiarów oraz bardzo przydatne animacje instruktażowe poszczególnych etapów pomiarowych. Umożliwiają prowadzenie bazy danych wszystkich wykonywanych w tym zakresie usług oraz wydruk protokołu pomiarowego. Wszystkie te funkcje programowe powodują, że przyrządy komputerowe są zdecydowanie wygodniejsze w obsłudze i chętniej używane przez diagnostów.

W urządzeniach komputerowych każda z czterech głowic pomiarowych posiada dwa czujniki położenia, czyli cały przyrząd wyposażony jest w osiem takich czujników. W przeszłości urządzenia posiadały tylko sześć sztuk takich czujników, po dwa w każdej z przednich głowic pomiarowych i po jednym w tylnych głowicach pomiarowych. Tego typu konstrukcją przyrządu nie można było jednak uzyskać pomiarów wszystkich parametrów ustawienia kół tylnych i osi względem siebie.

W przeszłości w starszych rozwiązaniach konstrukcyjnych przyrządów jako czujniki położenia, do pomiaru kątów poziomych wykorzystywane były czujniki rezystancyjne. Przy tej konstrukcji informacje o wzajemnym położeniu względem siebie czujników kątów poziomych przekazywane były za pomocą elastycznych cięgien (linek) łączących wszystkie czujniki rezystancyjne wszystkich głowic pomiarowych, opasających pojazd wokół.

Obecnie najnowsze konstrukcje tego typu przyrządów wykorzystują czujniki optyczne, czyli tzw. kamery CCD, w których informacja o wzajemnym położeniu względem siebie czujników kątów poziomych przekazywana jest przez zastosowanie promieniowania podczerwonego. W tego typu konstrukcji badany w zakresie geometrii kół i osi pojazd również opasany jest wokół lecz w tym przypadku poprzez tzw. elektroniczną ramę wykorzystującą promieniowanie podczerwone.

Przyrządy komputerowe do kontroli i pomiaru parametrów geometrii ustawienia kół w swych pierwotnych rozwiązaniach konstrukcyjnych posiadały zasilanie przewodowe, tzn. pomiędzy wszystkimi czterema głowicami pomiarowymi i jednostką centralną konieczne było połączenie przewodami, którymi dostarczane było napięcie zasilania czujników oraz przekazywane były mierzone parametry. Obecnie, w najnowszych rozwiązaniach konstrukcyjnych wykorzystywane jest zasilanie akumulatorowe głowic pomiarowych, w którym baterie ładowane są każdorazowo po odwieszeniu głowic pomiarowych na stanowisko odkładcze. Stosowane głowice są w trakcie normalnej pracy pozbawione połączeń przewodowych, ponieważ przekazywanie danych z poszczególnych głowic pomiarowych do jednostki centralnej realizowane jest drogą radiową. Istnieje możliwość zasilania przewodowego głowic pomiarowych w przypadku zbyt długiej pracy urządzenia na zasilaniu akumulatorowym bez przerw na doładowanie. W takim przypadku używane są tzw. przewody zasilania awaryjnego.

Obecnie na rynku najbardziej rozchwytywane są przyrządy wykorzystujące głowice pomiarowe, wyposażone w tzw. kamery CCD.

Przykładem tej konstrukcji urządzenia jest przyrząd X-631 firmy LAUNCH, którego możliwości oraz dokładności prowadzenia pomiaru poddane były sprawdzeniu w trakcie procesu certyfikacji przez Instytut Transportu Samochodowego i zostały pozytywnie ocenione, dzięki czemu przyrząd ten posiada stosowny certyfikat zgodności z wymogami ustawy, uprawniający do stosowania tego urządzenia w trakcie prowadzonych badań technicznych na stacjach kontroli pojazdów.

W urządzeniu tym wykorzystano technologię kamer CCD, polegającą na emitowaniu i odbieraniu przez głowice pomiarowe promieniowania podczerwonego, które oplata pojazd wokół wiązkami promieniowania tworząc tzw. elektroniczną ramę, pozwalającą na określenie względem siebie położenia poszczególnych czujników umieszczonych w głowicach pomiarowych, zamocowanych na kołach, a w efekcie ustalenie położeń kątowych wszystkich kół pojazdu.

Głowice zasilane są akumulatorowo. Ich ładowanie odbywa się po odwieszeniu na szafce urządzenia. Przesyłanie danych do jednostki centralnej przyrządu (komputera) oraz wzajemna wymiana informacji pomiędzy głowicami realizowana jest z wykorzystaniem transmisji radiowej.

Urządzenie ma bardzo przyjazne dla obsługującego oprogramowanie prowadzące diagnostę przez cały cykl pomiarowy. Wbudowana baza danych parametrów wzorcowych umożliwia porównanie wartości wzorcowych określanych przez producenta pojazdu z otrzymywanymi wartościami w trakcie wykonywania pomiaru. Oprogramowanie zawiera ponadto graficzne obrazy punktów regulacyjnych poszczególnych pojazdów, przydatne animacje przedstawiające sposób prowadzenia poszczególnych czynności obsługowych w trakcie przeprowadzania pomiaru oraz zalecane wartości obciążenia pojazdów i wymagane wartości ugięcia zawieszenia.

Niezbędną w trakcie każdego pomiaru parametrów geometrii kół i osi pojazdów czynnością, zarazem dość czasochłonną jest wykonywanie kompensacji bicia obręczy wszystkich kół, której celem jest wyeliminowanie błędów pomiarowych wynikających z odkształcenia obręczy. Urządzenie X-631 firmy LAUNCH daje możliwość przeprowadzenia tej czynności trzema różnymi sposobami, poprzez:

• obrót uniesionego koła o 90⁰,

• obrót uniesionego koła o 180⁰,

• przetoczenie pojazdu.

Kompensacja przez uniesienie i obrót koła o 180⁰ jest standardowym trybem pracy realizowanym w pełnym cyklu pomiarowym, tzn. po kolei dla wszystkich kół pojazdu. Kompensacja przez uniesienie i obrót koła o 90⁰ możliwa jest do przeprowadzenia w trybie niepełnym, tzn. dla wybranego koła pojazdu.

Zdecydowanie najwygodniejszą i najszybszą metodą przeprowadzania kompensacji jest ta z zastosowaniem przetoczenia pojazdu. Funkcja ta umożliwia przeprowadzenie czynności pełnej kompensacji wszystkich kół jednocześnie w trakcie przetoczenia pojazdu do przodu i do tyłu o wartość kąta obrotu kół wynoszącą 45⁰.

Przyrząd X-631 ma ciekawą funkcję ułatwiającą znacznie pomiar pojazdów ospojlerowanych i posiadających niskie zawieszenie. Warunkiem zapewnienia odpowiednich warunków do wzajemnego komunikowania się głowic danej osi jest odpowiedni prześwit pomiędzy ławą pomiarową stanowiska, a dolną krawędzią podwozia pojazdu. W przypadku zbyt małego prześwitu pomiędzy podłożem a podwoziem pojazdu wykorzystuje się odpowiednią funkcję programową umożliwiającą pochylenie głowic pomiarowych w celu zapewnienia wystarczającego prześwitu pod podwoziem pojazdu. W przyrządzie X-631 dokonuje się pochylenia końców głowicy o wartość 1,5, 3 lub 4,5 mm, co w zupełności umożliwia komunikację między głowicami i przeprowadzenie pomiaru. Przy pochylaniu głowic pomiarowych wykorzystywana jest funkcja tzw. poziomowania elektronicznego głowicy, zapewniająca uwzględnienie kompensacji odchylenia głowicy od poziomu.

Przyrząd X-631 posiada również funkcję kompensacji pomiaru wartości regulowanych. Konieczności dokonania regulacji niektórych parametrów geometrii kół wymusza czynność uniesienia osi pojazdu, a tym samym zwolnienie obciążenia kół i spowodowanie innego ułożenia się elementów zawieszenia. Ponieważ powoduje to uzyskanie innych wartości pomiaru mierzonych parametrów, po dokonaniu pomiaru regulowanych wartości program zapamiętuje je i odpowiednio przelicza po uniesieniu kół, w taki sposób, aby zapewnić uzyskanie kompensacji bieżących parametrów w oparciu o wartości początkowe, tzn. te, gdy koła były dociążone.