Контрольно-диагностические, регулировочные и другие работы по ходовой части автомобиля

Из применяющихся  стендов для проверки углов установки  управляемых колес наибольшее распространение  за последние годы получили оптические (рисунок 5), как наиболее точные. На этих стендах углы развала, схождения, продольного наклона шкворня и соотношение углов поворота колес измеряются оптическим методом, а угол поперечного наклона шкворня — по уровню, смонтированному на зеркальном отражателе. Измерение углов установки колес на оптическом стенде заключается в определении углов наклона зеркального отражателя, установленного параллельно плоскости вращения колеса и регистрации изменения этих углов при повороте колеса на 20° (для замера продольного наклона шкворня и соотношения углов поворота колес). При отсутствии развала и схождения колес изображение шкалы стойки, наблюдаемое через измерительный микроскоп, после отражения в зеркалах, закрепленных на колесе и стойке, точно накладывается на неподвижное перекрестие окуляра. Так, если колесо имеет развал, то шкала сместится относительно неподвижного перекрестия окуляра по вертикали (вверх или вниз), а при наличии схождения — по горизонтали (вправо или влево). Величины этих смещений. Дают соответственно углы развала и схождения колес. 
 

а) определение  схождения колес; б) определение  развала колес; в) определение соотношения  углов поворота колес; I – плоскость  вращения колеса;

II – плоскость  зеркала колеса; III – плоскость шкалы;

1, 2, 3 – зеркало,  окуляр и шкала микроскопа  соответственно.

Рисунок 5 – Проверка углов установки колес автомобиля при помощи оптического стенда

У автомобилей  с неразрезной передней осью углы развала колес и наклона шкворней не регулируются. У автомобилей с независимой подвеской углы развала регулируют поворотом эксцентриковых втулок. Максимальные углы поворота передних колес регулируют ограничительными болтами, которые ввернуты в поворотные рычаги и упираются при зависимой подвеске в кулаки переднего моста, а при независимой — в выступы стоек подвески.

Схождение передних колес автомобиля диагностируют  с помощью специальных линеек. При замере схождения линейку  устанавливают спереди колес  так, как показано на рисунке 6. Затем  автомобиль перекатывают вперед до тех пор, пока линейка не займет симметричное положение за передней осью. Перемещение стрелки укажет на величину схождения колес. При проверке схождения колес автомобиль должен быть ненагружен, а положение колес должно соответствовать движению по прямой. На автомобилях с неразрезной поперечной тягой схождение колес регулируют изменением длины поперечной тяги, а с разрезной осью (при независимой передней подвеске) — изменением длины боковых рулевых тяг.

1 – линейка; 2 – отвесы; 3 и 4 – шкала и  движок линейки

Рисунок 6 – Проверка схождения передних колес

1.3 Шины

При движении автомобиля шина работает в очень сложных  условиях. В процессе качения на шину действуют различные по величине и направлению нагрузки: внутреннее давление воздуха, силы динамические, а также силы, вызванные весом автомобиля и перераспределением его между колесами.

Силы, действующие  на шину, изменяются по величине, а иногда и направлению в зависимости от скорости движения, состояния дорожного покрытия, температуры окружающего воздуха, уклона, характера поворота дороги и т. д. При качении колеса автомобильная шина в различных зонах непрерывно изменяет свою форму, причем отдельные ее части изгибаются, сжимаются и растягиваются. При продолжительном движении шина нагревается, что приводит к повышению внутреннего давления воздуха в ней и снижению прочности отдельных ее элементов, особенно резиновых. Под действием многократно действующих сил и повышенной температуры материал шины постепенно «утомляется», т. е. теряет свою прочность, протектор изнашивается.

По данным НИИ  шинной промышленности, около половины покрышек в АТП преждевременно выходят  из строя вследствие нарушения правил эксплуатации и ТО шин. К основным причинам неисправностей шин относятся: отклонение величины внутреннего давления воздуха в шине от нормального, перегрузка шин, нарушение правил вождения автомобиля, неисправности автомобиля, неправильный подбор шин для конкретных условий эксплуатации, нарушение правил ТО шин.

Практика показывает, что эксплуатационные дефекты шин (неравномерный износ, разрушения, повреждения  и т. п.), которые преждевременно выводят  шины из строя, чаще всего возникают  вследствие несоблюдения установленных норм и низкого контроля за давлением воздуха в шинах. Повышенное против нормы давление воздуха в шине вызывает неравномерный и повышенный износ протектора покрышки (средних беговых дорожек); вызывает перенапряжения нитей корда, вследствие чего наступает разрыв каркаса. В сдвоенных колесах шина, у которой внутреннее давление воздуха завышено, испытывает большие весовые нагрузки, поскольку ее наружный диаметр больше. Это вызывает неравномерный износ протектора соседней разгруженной шины; снижается комфортабельность езды; такие шины хуже амортизируют удары, снижая долговечность деталей подвесок и мостов автомобилей. Шина больше подвержена различным порезам, разрывам нитей корда при наезде на препятствия. По данным многолетних наблюдений установлено, что повышение давления воздуха в шинах на 10—20 % снижает их пробег на 5—10 %. 
 

Рисунок 7 – Влияние  внутреннего давления воздуха на пробег шины

1 – нормальная  нагрузка на шину; 2 – нормальный  пробег шины; 3 – пробег шины  при ненормированных нагрузках

Рисунок 8 – Пробег шины в зависимости от нагрузки

Значительное влияние на пробег шины оказывает пониженное против нормы давление воздуха в ней (рисунок 7). У протектора при этом интенсивно изнашиваются крайние беговые дорожки, повреждается каркас покрышки. Начавшееся разрушение каркаса сопровождается появлением темного кольца вдоль боковых стенок внутри покрышки и на стенках камеры. Затем нити корда отслаиваются от резины, перетираются и рвутся. Происходит кольцевой излом каркаса. Шина с таким дефектом не подлежит восстановлению. Недостаточное давление воздуха в шине может также вызвать и расслоение каркаса, отслоение протектора и боковин покрышки. Перечисленные дефекты, а также повышенный износ протектора при пониженном давлении воздуха в шине возникают вследствие изменения профиля шины во время движения, повышения напряжений в ее материале, теплообразования. Наибольший вред пониженное давление наносит шинам ведущих колес. Каркасы обеих сдвоенных покрышек разрушаются за счет соприкосновения и трения их боковин. Крайне вредна даже кратковременная эксплуатация шин с пониженным внутренним давлением. Это можно объяснить тем, что начавшийся процесс разрушения каркаса практически никак не проявляется внешне. Со временем же он приведет к преждевременному износу и выходу покрышек из строя. Пониженное давление воздуха в шинах вызывает перерасход топлива.

На срок службы шин влияют неправильные углы установки  передних колес, повышенный люфт в рулевом  управлении, повреждения рулевых  тяг, прогиб или перекос мостов, течь масла, выступающие детали кабин, кузова. Отрицательный развал передних колес, прогиб балок мостов вызывают ступенчатый износ внутренних дорожек протектора шин. Повышенное схождение управляемых колес приводит к износу наружной части протектора. Кромки истертых дорожек в этом случае острые. Такой же износ, но только внутренних дорожек, будет наблюдаться при отрицательном угле схождения колес. Причиной волнистого неравномерного износа протектора могут стать изношенные или ослабленные подшипники передних колес, поврежденные поворотные кулаки, погнутые рулевые тяги, неотрегулированное рулевое управление. Перекос мостов вызывает интенсивное истирание протектора. Причины местного пятнистого износа шин — дисбаланс колес, неисправные амортизаторы (у легковых автомобилей), затяжное торможение с заблокированными колесами.

На долговечности шин сказываются и механические их повреждения, сопутствующие чаще всего неаккуратной езде. К механическим повреждениям относятся потертости, порезы, пробои покрышек о бордюрный камень, выступающие острые кромки горных пород, битых камней, кирпича и даже о выступающие поврежденные детали ходовой части и оперения кабины.

На практике автомобили и шины часто перегружают. Это приводит к снижению долговечности  шин (рисунок 8) вследствие повреждения  каркаса практически таким же образом, как и при эксплуатации шин с пониженным давлением воздуха. Кроме того, на боковинах покрышки со временем появляются характерные прямые или извилистые довольно крупные разрывы. В зоне же боковой дорожки перегруженная шина хуже противостоит пробоям от наезда на дорожные препятствия и другим механическим повреждениям.

Увеличивает нагрузку и износ шин ведущих колес  также тяговое усилие, передаваемое на ведущие колеса. На дорогах с  усовершенствованным покрытием  износ примерно на 20 % выше, чем износ  шин ведомых колес. На практике диспропорции такого износа можно избежать предварительной обкаткой шин на ведомых колесах (рисунок 9).

На долговечность  шин влияет и скорость движения автомобиля. Езда на высоких скоростях приводит к быстрому истиранию протектора, выкрашиванию резины, повышает температуру шины.

Шины устанавливают  на автомобили в строгом соответствии с их назначением. Например, шины с  дорожным рисунком протектора следует  применять только при эксплуатации автомобилей на дорогах с твердым  покрытием. Периодически проверяют зазор между сдвоенными шинами. Визуально осматривают и определяют износ протектора и другие неисправности. Давление воздуха в шинах измеряют шинными манометрами. При необходимости подкачивают шины сжатым воздухом на воздухораздаточных колонках, снабженных регулятором давления.

В соответствии с ГОСТ 25478—82 (раздел «Требования  к техническому состоянию шин  и колес») регламентируется минимально допустимое значение остаточной высоты рисунка протектора шин: 1 мм для  грузовых и 1,6 мм для легковых автомобилей; 2 мм для автобусов, Высота рисунка протектора проверяется не по центру беговой дорожки, а по зоне предельного износа. Она имеет следующие размеры: ширина — не более половины ширины беговой дорожки, длина — не более 1/6 длины окружности. Для упрощения замера отметим, что 1/6 длины окружности шины численно равна ее радиусу. Осуществляют его измерительным инструментом, обеспечивающим погрешность не более + 0,1 мм.

В настоящее  время шины легковых автомобилей  выпускаются с индикаторами предельного  износа протектора. На них допускаемое значение остаточной высоты рисунка протектора определяют: при равномерном износе беговой дорожки — по появлению одного индикатора, при неравномерном — по появлению индикаторов в двух местах (по два индикатора в каждом).

1 – эксплуатация  шины на ведущих колесах без  обкатки; 2 – обкатка на передних  колесах; 3 – дальнейшая эксплуатация  шин на ведущих колесах после  обкатки

Рисунок 9 – Влияние предварительной обкатки шин на их износ и пробег 

Стандарт оговаривает, что шины не должны иметь порезов  или разрывов, которые обнажают корд. Причем даже при небольших размерах эти повреждения в процессе эксплуатации могут привести к опасным последствиям. Не допускается также расслоение каркаса, отслоение протектора, наличие инородных предметов (стекла, камней и т. п.) в протекторе и между сдвоенными колесами.

В последние  годы для диагностирования давления воздуха в шинах находит применение вибрационный метод. Сущность этого метода состоит в том, что если к шине приложить внешнюю периодически возмущающую силу, то ее колебания будут зависеть от внутреннего давления. С изменением внутреннего давления изменяется собственная частота колебаний, а следовательно, и все параметры колебаний: перемещение, скорость, ускорение, резкость, угол сдвига фаз и др. В производственных условиях при известных зависимостях между параметрами колебаний и внутренним давлением после измерения величин параметров, служащих диагностическим симптомом, можно судить о внутреннем давлении в шинах автомобилей.

При осмотре  шин удаляют застрявшие острые предметы. Изношенные шины следует периодически переставлять по мере их износа. Шины с  изношенным протектором сдают в  ремонт для наваривания нового протектора. Операции, связанные с заменой шин, перестановкой их на автомобиле, а также демонтаж и монтаж покрышек относятся к трудоемким работам, занимающим значительный объем в ТО. Поэтому механизации этих работ в условиях АТП следует уделять большое внимание.

На АТП применяют  универсальные механизированные посты  для демонтажа и монтажа автомобильных  шин. Они входят в состав шиномонтажных  участков и размещаются вблизи от поста смены колес и шиноремонтного отделения. Установленное на посту  оборудование обеспечивает комплексную механизацию трудоемких операций по демонтажу и транспортировке покрышек, дисков и колес, установку и снятие их со стенда демонтажа шин, демонтаж и монтаж шин и накачивание их сжатым воздухом.