KURZUS: Járműdiagnosztika II.

MODUL: Elmélet

3. hét: Futómű-diagnosztika: Kerék-beállítási jellemzők

| A lecke célja: A járműbe épített kerekek (különösen a kormányzott kerekek) diagnosztikához szükséges beállítási jellemzőinek megismerése.
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 90 percre lesz szüksége.
Kulcsfogalmak:
kerékösszetartás, kerékdőlés, csapterpesztés, utánfutás, kormányzási szögeltérés, max. alákormányzási szög. tengely-helyzetek
Tananyag
A gépjármű és az útfelület között a futómű teremt kapcsolatot, eközben erőket, forgatónyomatékot továbbít az úttestre. Kanyarodáskor a futóművet oldalvezető erő terheli.
A gumiabroncsok és az úttest közötti optimális erőátvitel csak akkor valósul meg, ha a gumiabroncsok felfekvési felülete legördül az úttesten (tapadási súrlódás) és nem csúszik (csúszó súrlódás). Az úttesten csúszó gumi már nem képes erőátvitelre. A tapadás ilyen jellegű befolyásolása már akkor bekövetkezik, ha a gumiabroncs felfekvési felületének akár egyes részei is, egyéb befolyásoló erők (pl. oldalerő/fékerő) következtében megcsúsznak.
A gumiabroncsok és az útpálya közötti lehető legjobb erőátvitel akkor valósul meg, ha a gumiabroncsok felfekvési felülete - megcsúszás nélkül - gördül le az úttesten (tapadási súrlódás). Az úttesten csúszó (csúszó súrlódás) gumiabroncs már képtelen az erőátvitelre.
A futóművet több különböző irányba ható erő és nyomaték terheli. A cél, hogy a gumiabroncs felfekvési felülete az összes ilyen erőt és nyomatékot azonos mértékben átadja az útfelületnek (kerékterhelés), illetve átvegye attól (oldalvezető erő).
A kerékre ható erők (jelölések magyarázata az alábbi táblázatban)
Jelölés | Megnevezés | Jelölés | Megnevezés
Fv | Kerékterhelés | Fre | Eredő erő
Fu | Vonóerő | K | Maximális erő
Fs | Oldalvezető erő | X,Y,Z | Koordinátatengelyek
Futómű-beállítási jellemzők
A futómű diagnosztika a kerék- és futómű-beállítási paraméterek méréstechnikáját jelenti. Ehhez elsőként a mérési viszonyítási rendszert kell definiálnunk:
A futómű-beállítási jellemzőket térbeli Descartes-féle koordináta-rendszerben definiáljuk és mérjük. Ennek jellemzői az alábbiak:
Függőleges tengely:
A futómű-beállító készülékek a futómű geometriai jellemzői közül számosat a gravitációs erőtér irányához (a gravitáció-vektor által kijelölt függőleges irány) viszonyítanak. Emiatt előfeltétel, hogy a mérés során a jármű vízszintes síkon álljon.
Vízszintes sík:
A többi futómű jellemző mérése pedig valamilyen - a járműre jellemző - jellegzetes tengelyhez viszonyítva történik.
A vízszintes síkban két lehetőségünk van járműhöz "köthető" vontakoztatási tengelyt definiálni:
1. | A jármű szimmetria tengelye, amely már kétfejes mérőműszerek esetében is alkalmazható. Ez azonban az első tengely paramétereinek mérésekor nem ad megfelelően pontos eredményt. A jármű ugyanis a hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője által meghatározott irányba halad.
2. | A hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője az ún. tényleges menettengelynek. Menet közben ugyanis a jármű kormányzott kerekei ennek megfelelően állnak be egyenes-menetben. Célszerű tehát, ha az első kerekek beállítási paramétereit a tényleges menettengelynek megfelelően mérjük meg. A négy mérőfejes műszerek erre alkalmasak, hiszen a hátsó két mérőfej által meghatározott tényleges menettengely képezi az első kerekek mérésének alapját.
A jármű vonatkoztatási tengelyei
(1 - kerék középsík, 2 - kerék-talppont,
3 - tényleges menettengely, 4 - jármű szimmetria-tengely)
A kerék-beállítási paraméterek
A kerék-beállítási paraméterek alapvetően befolyásolják a jármű egyenes- és ívmeneti tulajdonságait, a tapadási viszonyokat és a gumiabroncsok kopását.
A kerék-beállítási és kormányzási paraméterek az alábbiak:
tengelytávolság, nyomtáv, kerékösszetartás, kerékdőlés, csapterpesztés, utánfutás, kanyarodási szögeltérés, maximális alákormányzási szög.
Tengelytávolság:
A tengelytávolság az első tengely és a hátsó tengely középvonala között mért távolságot jelenti. Többtengelyes járművek esetén az egyes tengelytávolságokat elölről hátrafelé adják meg. Nagyobb tengelytávolság esetén nagyobb hasznos teret lehet kialakítani a járműben és jobb a menetkomfort is. A jármű ilyenkor kevésbé érzékeny a bólintó lengésekre. Kis tengelytávolság esetén viszont könnyebben vehetők be a szűk kanyarok.
Tengelytávolság
Nyomtáv:
A nyomtáv az azonos tengelyen levő kerekek talpfelület középpontjainak távolsága.
Nyomtáv
Ikerkerekek esetében az ikerkerék-középpontok közötti távolságot értjük rajta.
A nyomtáv nagysága jelentős hatással van a jármű ívmeneti tulajdonságaira. A nagyobb nyomtáv nagyobb ívmeneti sebességet tesz lehetővé.
A kereszt- és ferde-lengőkaros független kerékfelfüggesztések esetében ki- és berugózáskor nyomtáv-változás lép fel. Ez növeli a gördülési ellenállást és az abroncskopást. Ilyen esetekben romlanak a jármű egyenes-meneti tulajdonságai is.
Kerékösszetartás:
1. | A kerékösszetartás a kétoldali keréksíkok kerékpánt átmérőnyi hosszon vett távolságváltozásának nagysága a vízszintes síkban. A definíció szerinti mértékegysége mm.
2. | Amennyiben azonban a jármű vonatkoztatási tengelyéhez (szimmetriatengely, tényleges menettengely) viszonyítva mérjük, fok-szögperc dimenzióban kapjuk meg értékét.
3. | Végül, ha a kerékpánt átmérőnél nagyobb hosszra vonatkoztatjuk (pl. a tengelytávra), akkor mértékegysége mm/m.
A kerékösszetartás pozitív, ha a kerékpántok távolsága a menetirány szerint elől kisebb, mint hátul.
Az egyedi kerékösszetartás az egyik oldali kerék vonatkoztatási tengellyel bezárt szögét jelenti. Négyfejes műszer esetén a vonatkoztatási tengely a hátsó tengelynél a jármű szimmetriatengelye, míg az első tengelynél a tényleges menettengely.
Kerékösszetartás
A jármű első kerekeinél azonos egyedi kerékösszetartás értékeket kell beállítani a tényleges menettengelyhez viszonyítva.
Egyenesmeneti helyzet:
A kormányzott kerekek egyenesmeneti helyzetén azt értjük, ha az első kerekek egyedi kerékösszetartása megegyezik.
Menettengely szög:
A menettengely szög a tényleges menettengely és a jármű szimmetriatengelye által bezárt szög. Értéke pozitív, ha a tényleges menettengely előre és balra mutat. A jármű a tényleges menettengely által meghatározott irányban halad egyenesen.
Kerékdőlés:
A kerékdőlés a kerék síkja és a jármű menetirányára merőleges sík metszésvonalának a függőlegessel bezárt szöge.
Kerékdőlés
Értéke pozitív, ha a kerék a függőlegeshez képest kifelé és negatív, ha befelé dől.
A dőlést fokban mérjük az alábbi peremfeltételek mellett:
1. | hátsó kerekek dőlése: egyenesmeneti helyzetben,
2. | első kerekek dőlése: kormánykerék középhelyzetben.
Csapterpesztés:
A csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetirányra merőleges síkon. Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felső vége a függőlegestől befelé dől.
Csapterpesztés
A csapterpesztés értéke alákormányzáskor megnő, ami visszatérítő erőt eredményez.
Utánfutás (csaphátradőlés):
Az utánfutás a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetiránnyal párhuzamos függőleges síkon.
Utánfutás
Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felső vége a függőlegestől hátrafelé dől.
A csapterpesztés és az utánfutás értéke csupán közvetetten, balra-jobbra 20°-kal (illetve egyes esetekben 10°-kal) történő alákormányzás során mérhető meg. Indoklás a méréssel foglalkozó leckében
Kormánylegördülési sugár:
A kormánylegördülési sugár (Ro, 3 jelölés az ábrán) a gumiabroncs felfekvési talpfelületének középpontja és a meghosszabbított kormányzási tengely útfelülettel alkotott metszéspontja közötti távolság.
Kormánylegördülési sugár (3)
Kanyarodási szögeltérés:
A kanyarodási szögeltérés a kétoldali kormányzott kerekek talpfelületének elfordulási szögkülönbsége (amely a kormánytrapéz konstrukciójából adódik) az egyik (általában a belső) kerék 20°-os bekormányzása esetén. Szükségessége a külső és belső íven haladó kerekek fordulási sugár-eltéréséből adódik. A kanyarodási szögeltérés mérése a kormánytrapéz megfelelő működéséről ad felvilágosítást.
Kanyarodási szögeltérés
Maximális alákományzási szög:
A maximális alákormányzási szög a kerék középsík és a jármű szimmetriatengelye által bezárt szöget jelenti, bal- illetve jobboldali teljes alákormányzás esetén.
Amennyiben a két irányban mérhető értéke nem egyezik meg, különböző fordulási körátmérővel kell számolnunk jobbra, illetve balra.
Tengelyhelyzet hibák
A tengelyhelyzet hibák gyűjtőkategóriába a rendellenes első és hátsó tengelyhelyzeteket soroljuk.
Tengely ferdeállási szög
A tengely ferdeállási szög az azonos tengelyen lévő keréktalppontokat összekötő egyenes és a tényleges menettengelyre merőleges egyenes által bezárt szög. A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerék tolódott el előbbre.
A szög mind első, mind hátsó tengely esetén értelmezhető.
Keréktáveltérés
A keréktáveltérés az első kerekek és a hátsó kerekek talppontjait összekötő egyenesek által bezárt szög. A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerekek távolsága nagyobb, mint a baloldali kerekeké.
Tengely ferdeállási szög (bal oldali ábra) és keréktáveltérés (jobb oldali ábra), (1 - tényleges menettengely)
Oldalankénti kerékeltolódás
Az oldalankénti kerékeltolódás a tényleges menettengely és a jobb- illetve a bal-oldali kerekek talppontjait összekötő egyenes által bezárt szög.
Értéke pozitív, ha a hátsó kerék az első kerékhez képest kifelé tolódott el.
Nyomtávkülönbség
A nyomtávkülönbség a baloldali kerekek talppontjait és a jobboldali kerekek talppontjait összekötő egyenesek által bezárt szög. Értéke pozitív, ha a hátsó nyomtáv nagyobb, mint az első.
Oldalankénti kerékeltolódás (bal oldali ábra) és nyomtávkülönbség (jobb oldali ábra)
Tengelyeltolódás
A tengelyeltolódás a nyomtávkülönbség szögének szögfelezője és a tényleges menettengely által bezárt szög. Értéke pozitív, ha a hátsó tengely jobbra tolódott el.
A kimért tengely-helyzet hibák a karosszériajavítás előtt fontos információkkal szolgálhatnak. Ezek a rendellenességek ugyanis általában mechanikai sérülésekre vezethetők vissza.
Tengelyeltolódás

| Önellenőrző kérdések
1. Milyen koordináta rendszerben történik a futóművek bemérése?
| A futómű-beállítási jellemzőket vízszintes síkban mérjük, polár koordinátásan.
| A futómű-beállítási jellemzőket térbeli Descartes-féle koordináta-rendszerben mérjük, amelynek függőleges tengelye a gravitáció vektor.
| A futóműveket a tengelyükre illesztett koordináta rendszerben mérjük.
2. Mit jelent a tényleges menettengely fogalma?
| A hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője az ún. tényleges menettengely.
| Az azonos tengelyen elhelyezkedő kerekek talppontjainak felező pontjait összekötő egyenes.
| A kormányzott kerekek által meghatározott menetirány.
3. Mi a kerékösszetartás definíciója?
| A kerékösszetartás a kétoldali keréksíkok kerékpánt átmérőnyi hosszon vett távolságváltozásának nagysága a függőleges síkban.
| A kerékösszetartás a kétoldali keréksíkok kerékpánt átmérőnyi hosszon vett távolságváltozásának nagysága a vízszintes síkban. A definíció szerinti mértékegysége mm. Amennyiben azonban a jármű vonatkoztatási tengelyéhez (szimmetriatengely, tényleges menettengely) viszonyítva mérjük, fok-szögperc dimenzióban kapjuk meg értékét. A szerkezet műszaki-üzemi állapotának értékelése
| A kerékösszetartás a kétoldali keréksíkok kerékpánt sugárnyi hosszon vett távolságváltozásának nagysága a vízszintes síkban.
4. Mikor pozitív a kerékösszetartás?
| A kerékösszetartásnak nincs előjele.
| A kerékösszetartás pozitív, ha a kerékpántok távolsága a menetirány szerint hátul kisebb, mint elől.
| A kerékösszetartás pozitív, ha a kerékpántok távolsága a menetirány szerint elől kisebb, mint hátul.
5. Hogyan definiáljuk az egyenesmeneti kerékhelyzetet?
| A kormányzott kerekek egyenesmeneti helyzetén azt értjük, ha a kormánykerék középen áll.
| A kormányzott kerekek egyenesmeneti helyzetén azt értjük, ha az első kerekek egyedi kerékösszetartása megegyezik.
| A kormányzott kerekek egyenesmeneti helyzetén azt értjük, ha a jármű egyenesen halad.
6. Mi a beállítás definíciója?
| A jármű pontos vízszintes helyzetének meghatározása.
| A vizsgálatok előtt a jármű beállítása a műhelybe.
| A rögzítendő paraméter beállításának folyamatában a jellemző tényleges értékének azonos idejű ismerete (analóg mérés).
| A járművezető helyzetének megfelelő beállítások elvégzése.
7. Mi a kerékdőlés definíciója?
| A kerékdőlés az alákormányzott kerék dőlési szöge.
| A kerékdőlés a kerék síkja és a jármű menetirányával párhuzamos sík metszésvonalának a függőlegessel bezárt szöge.
| A kerékdőlés a kerék síkja és a jármű menetirányára merőleges sík metszésvonalának a függőlegessel bezárt szöge.
8. Mi a csapterpesztés definíciója?
| A csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetirányra merőleges síkon.
| A csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetiránnyal párhuzamos síkon.
| Csapterpesztés csak a függőcsappal ellátott járművek esetében definiálható.
9. A járműdiagnosztika csoportosítása az információhordozó fajtája szerint: melyik a kakukktojás?
| Az utánfutás a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetirányra merőleges síkon.
| Utánfutás csak a függőcsappal ellátott járművek esetében definiálható.
| Az utánfutás a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetiránnyal párhuzamos síkon.
10. Mi a kanyarodási szögeltérés definíciója?
| A kanyarodási szögeltérés a kétoldali kormányzott kerekek talpfelületének elfordulási szögkülönbsége (amely a kormánytrapéz konstrukciójából adódik) az egyik (általában a belső) kerék 20°-os bekormányzása esetén.
| A kanyarodási szögeltérés a kétoldali kormányzott kerekek talpfelületének elfordulási szögkülönbsége (amely a kormánytrapéz konstrukciójából adódik) az egyik (általában a belső) kerék 10°-os bekormányzása esetén.
| Nincs ilyen.
11. Mi a tengely ferdeállási szög?
| A tengely ferdeállási szög az azonos tengelyen lévő keréktalppontokat összekötő egyenes és a tényleges menettengelyre merőleges egyenes által bezárt szög. A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerék tolódott el előbbre.
| Az első kerekek és a hátsó kerekek talppontjait összekötő egyenesek által bezárt szög.
| A tényleges menettengely és a jobb- illetve a bal-oldali kerekek talppontjait összekötő egyenes által bezárt szög
12. Mit jelent a tényleges menettengely fogalma?
| A hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője az ún. tényleges menettengelynek
| A tényleges menettengely és a jobb- illetve a bal-oldali kerekek talppontjait összekötő egyenes által bezárt szög.
| A jármű ténylegesen meghajtott tengelye.
13. Mit jelent a tényleges menettengely fogalma?
| A hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője az ún. tényleges menettengelynek
| A tényleges menettengely és a jobb- illetve a bal-oldali kerekek talppontjait összekötő egyenes által bezárt szög.
| A jármű ténylegesen meghajtott tengelye.
14. Milyen hibákat-eltéréseket sorolunk a tengelyhelyzet hibák közé?
| A tengelyhelyzet hibák gyűjtőkategóriába a rendellenes első és hátsó tengelyhelyzeteket soroljuk.
| A jármű ténylegesen meghajtott tengelyeinek hibáit.
| A jármű hajtott és nem hajtott tengelyeinek hibáit