Mechanical engineering | Vehicles » Futómű beállítás

Futómű beállítás 1. A mellső futómű geometriája A gépjármű iránytartásához az irányváltoztatáshoz szükséges kormányzási erő csökkentéséhez a kerekeknek, valamint a kormánycsapnak a jármű geometriai tengelyeihez viszonyítva meghatározott helyet kell elfoglalniuk. A futómű beállítás jelentősége a gépjármű menettulajdonságain túl a gumiköpenyek igénybevételével is magyarázható. Helytelen paraméterek esetén a gumikopás a normál kopáshoz viszonyítva többszörösen növekedhet, ami a gépjármű üzemeltetési költségére előnytelenül hat A futómű ellenőrzése a csatlakozó alkatrészek kopásának és a külső hatások által előidézett deformációk értékelése miatt javítóipari szinten éppen olyan fontos, mint a járművek karbantartása során. A futómű teljes ellenőrzése több műveletből áll Független felfüggesztésű első futómű esetén meg kell határozni a kerekek dőlését, összetartását, a

csapdőlést (utánfutást), a csapterpesztést és a kanyarodási szögeltérést. Ezen túlmenően értékelni kell a hátsó kerekek hossztengelyhez viszonyított helyzetét, az ún. nyomkövetést, a hátsó híd első futóműhöz viszonyított helyzetét, vagyis a két tengelyvonal párhuzamosságát, független felfüggesztésű hátsó futómű esetén a hátsó kerekek dőlését és összetartását. A futómű ellenőrzése nem tekinthető egyszerű feladatnak, mivel az előírt beállítási adatok mérését nagyméretű, geometriailag határozatlan vagy nehezen megközelíthető alkatrészeken 0,2 – 0,5 mm, illetve 15 – 30’ pontosságon belül kell végezni. Ebből adódóan a korszerű szervizek ma már optikai futómű ellenőrző készülékeket alkalmaznak. 1.1 Kerékdőlés: Kerékdőlésen azt értjük, hogy a mellső kerekek függőleges síkja kifelé dől. Ennek értéke személygépkocsiknál 0 - 2°, tehergépkocsiknál 1 - 4°. A kerékdőlés egy

oldalra szorítja a kerékagy és a tengelycsonk-csapszeg csapágyainak a hézagait, ezzel csapágykopás esetén sem lesz a keréknek szitáló mozgása. Merev rendszerű mellső tengely tengelycsonkját úgy alakítják ki, hogy a kormányzott keréknek megfelelő dőlése legyen. Ez a dőlésszög sem a terheléssel, sem a rugó állapotával nem változik, legfeljebb a tengelycsonk-csapszeg perselyeinek helytelen dörzsárazásakor módosulhat. Keresztirányú lengőkaros kerékfelfüggesztés esetén viszont a terheléstől és a rugó állapotától nagymértékben függ a kerékdőlés. Ennek ellensúlyozására állíthatóra készítik a lengőkart. 1 A kerékdőlés értéke lehet pozitív (többnyire első kerekeknél), vagy negatív (főleg hátsó kerekeknél). Pozitív kerékdőlés esetén kisebb a kormány-legördülési sugár, a kerék támaszkodik a tengelycsonkra. Negatív kerékdőlés esetén a jármű súlypontja mélyebben van, jó az oldalirányú

vezetés. A helyesen megválasztott kerékdőlés csökkenti a kormányzási nyomatékot, és a kerékcsapágy játék korlátozottsága miatt a kerékanyák kevésbé terheltek. Kormányzáskor bekövetkező kerékdőlésváltozás pörgettyű nyomatékot eredményez Túl nagy kerékdőlésnél a gumiabroncsok egy oldalon kopnak. 1.2 Kerékösszetartás A kerékösszetartás a kerékdőlés hátrányát semlegesíti. A kifelé döntött kerekek – a gumiabroncs féloldalas benyomódása miatt – úgy viselkednek, mint a csúcsaikkal kifelé fektetett kúpok, amelyek a tolóerő hatására szétfutnak. A széttartás (szétfutás) együtt növekszik a kerék átmérőjével és a dőlés szögével. Mivel a kerekek széttartását a nyomtávrúd akadályozza, ezért ott nyomó igénybevétel keletkezik. A nyomtávrúd kihajlását a kerékösszetartással létrehozott húzó igénybevétel küszöböli ki. Ha az összetartás mértékét a kerékdőlésnek megfelelően

választottuk, a nyomó- és húzóerők eredője zérus. Ezt az összhangot a gépkocsi tervezők megteremtettek, ezért előírásaiktól nem szabad eltérni. A rugók kifáradása, a kopások, valamint a helytelen beállítások miatt felborulhat az egyensúly, ami a kormányszerkezet rendellenes működését eredményezi. Ezért szükségszerű a futómű rendszeres és pontos ellenőrzése, beállítása. A kerékösszetartás értéke személygépkocsiknál A-B=-1 – +3 mm, tehergépkocsiknál A-B=1 – 5 mm. Elsőkerék hajtás esetén a kerékösszetartás leginkább 0, vagy akár negatív értékű A helyesen megválasztott kerékösszetartás korlátozza a kormány-holtjátékot, a kerekek szitálása csökken, a nyomtartás javul. Túl nagy kerékösszetartásnál nő a gumiabroncs-kopás 2 1.3 Csapterpesztés A mellső kerekek tengelycsonk-csapszege nem függőleges, hanem felső vége általában a függőlegestől személygépkocsiknál 2 – 7°-kal,

tehergépkocsiknál 3 – 9°-kal a gépkocsik középvonala felé dől. A csapterpesztéssel a csapszeg középvonala, valamint a kerék talppontja közötti távolságot csökkentették. E távolság csökkenéséhez a kerékdőlés is hozzájárul Álló helyzetű gépkocsinál ez a távolság a kerék fordulási sugara, vagyis az az erőkar, amelyen keresztül a kormányerő a kereket elfordítja. A csapterpesztés a fordulási sugár csökkentésével könnyíti a kormányzást, ugyanakkor a lökőerők is kisebb nyomatékkal terhelik a kormányszerkezetet. A mellső kerekek elfordításakor a mellső tengely megemelkedik. Egyenes haladáskor van a legmagasabban a tengelycsonk vége, és ha 180 °-ot fordulhatna, akkor a legalacsonyabbra süllyedne. Mivel a kerék mindig az útfelületen fekszik, a mellső tengely emelkedik a rá nehezedő fődarabokkal együtt. Ez a súly segíti majd az egyenes irányba való visszatérést, mivel a kocsi tömege az alsó súlyponti helyzetbe

igyekszik visszatérni, ami csak a kerekek egyenesbe állásával jöhet létre. 1.4 Csapdőlés (utánfutás) Az utánfutás a tengelycsonk-csapszeg felső végének γ = 0,5 – 3°-os hátradőlését jelenti. A tengelycsonk-csapszeg középvonala előbb érinti a talajt, mint a kerék függőleges középvonala. A kerék folyamatosan ráfut a csapszeg középvonalának a talajjal érintkező pontjára, illetve utána fut, ezért nevezhető utánfutásnak ez a csaphelyzet. 3 A gépkocsi haladása közben a mellső kerekekre ható oldalirányú erők igyekeznek azokat az egyenes irányból kitéríteni. Ha a kormányzott kerék kitér eredeti irányából, nem kell a gépkocsivezetőnek azt visszakormányoznia, ugyanis az utánfutás miatt a kerék önműködően követi a tolóerő irányát, és beáll a haladási irányba. Kanyarmenet után a kerék önműködően visszaáll egyenes helyzetbe, a helyesen megválasztott utánfutási szög csökkenti a kerekek szitálását. Az

utánfutás hátránya: a nagyobb oldalszél érzékenység. 1.5 Kanyarodási szögeltérés A csúszásmentes gördülés feltétele akkor teljesített, amikor a gépkocsi kormányszerkezetének megszerkesztésekor biztosították, hogy a mellső kerekek a saját körpályájukra minden pillanatban érintőlegesek legyenek. Ívmenetben a négy kerék négy nyomot hagy az útfelületen A gépkocsi fordulási középpontja a hátsó tengely meghosszabbításán található. Ha a mellső kerekek valóban érintőlegesek a körpályájukra, tengelycsonkjaik meghosszabbítása a fordulási középpontban találkozik. Szembetűnő az eltérés a két mellső kerék fordulási sugarának a hátsó tengellyel bezárt szöge, a kerekek elfordításának mértéke, valamint a két kerék síkja között. A kisebb sugarú köríven haladó kormányzott kereket nagyobb mértékben kell elfordítani a csúszás megelőzése céljából. Ennek megfelelően ívmenetben a két kormányzott kerék

síkja nem párhuzamos. A kormánytrapéz látja el azt a fontos feladatot, hogy a kormányzott kerekek síkjait egyenes haladáskor párhuzamosan tartja, ívmenetben pedig biztosítja a fordulási szögeltérést. A kormánytrapéz a kormányszerkezet mellső futóműhöz tartozó része. Elnevezése onnan származik, hogy a mellső tengely a két nyomtávkar és a nyomtávrúd trapéz alakot alkot 4 Mivel a mellső kerekek elfordításának mértéke a gépkocsi tengelytávolságával összefüggésben van, a kormány-trapézt úgy kell megszerkeszteni, hogy a két nyomtávkar meghosszabbítása a hátsó tengely közepén találkozzon. A kormánytrapéz a mellső tengely mögött és előtt egyaránt elhelyezhető. Az utóbbi ritkán alkalmazzák, mert a kerekek elejére oldalirányban ható lökőerő, a szükségszerűen hosszabbra készített nyomtávrudat kihajlíthatják. A mellső tengely mögött elhelyezett rövidebb nyomtávrúd az oldalirányú lökőerők által

létrehozott húzó igénybevételt jobban bírja. A független kerék felfüggesztésű mellső futóműhöz tartozó kormánytrapéz nyomtávrúdját két vagy három darabból kell készíteni, hogy a kerekek mozgását követni tudja. A lengést végző nyomtávrúd-darabok hossza megegyezik a lengőkarok hosszúságával. Alsó kereszt-laprugó és hosszirányú lengőkar alkalmazása esetén a nyomtávrudat csak középen kell két egyenlő részre osztani. 2. Futómű ellenőrzése és beállítása A hibás kerékállást gépjármű javítóműhelyben futómű ellenőrzéssel állapítják meg. A mérésnél a járművet vízszintes sík felületre kell állítani A mérés megkezdése előtt ellenőrizni kell, hogy a következő feltételek teljesülnek-e: - kerékcsapágy holtjátéka megfelelő, - kormány holtjátéka megfelelő, - keréktengely játéka megfelelő, - a gumiabroncsok levegőnyomása az előírásoknak megfelelő értékű, - a gumiabroncsok

elhasználódása azonos mértékű, - a rugózás és a lengéscsillapítók kifogástalan állapotú. Amennyiben a felsorolt paraméterek eltérnek a gyárilag előírt értékektől, a futóműbeállítás megkezdése előtt ezen hibákat el kell hárítani., mert a mért geometriai adatok téves információt szolgáltatnak számunkra 2.1 Optikai futóműellenőrző berendezések Az optikai futóműellenőrző berendezések elősegítik a futógeometria nagy pontosságú ellenőrzését. Ezen berendezések több részből állnak: - kerékre szerelhető mérőegységek (2 darab), melyeket az első kerekekre kell rögzíteni, és általában a vízszintező mércét és a fénysugár vetítőt is magukba foglalják; 5 - önközpontosító kerékszorítók, melyeket az első kerékre kell felszerelni és ezekhez kapcsolódnak a mérőegységek. A kerék kiegyensúlyozatlanságát ezek segítségével tudjuk orvosolni - csúszó referenciaskálák, melyeket a hátsó kerekekre

kell felszerelni. Ezek a skálák nyújtanak segítséget az első kerekek centírozásánál, illetve a kerékösszetartás beállításánál. - forgózsámolyok, melyeket az első kerekek alá kell helyezni. A forgózsámolyoknak szögbeosztású skálái vannak, melyek segítségével ellenőrizhető a kanyarodási szögeltérés értéke - magasságkiegyenlítő alátétzsámolyok, melyeket a hátsó kerekek alá kell helyezni; - kormánykerék rögzítő bak, mely megakadályozza mérés közben a kormánykerék nemkívánatos elfordulását. 2.2 Mérési alapelvek Ha egy gépjármű futóművének beállítására kerül sor, azt kell először eldönteni, hogy egy teljes, négykerekű beállítást kell-e elvégezni, vagy csak egy kétkerekű beállítást, amely a mellső kerekek beállítását jelenti. A legtöbb korszerű mellső kerék meghajtású autónak és számos hátsó kerék meghajtású autónak is ma már független hátsó kerék felfüggesztése van. Ez azt

jelenti, hogy számtalan esetben a hátsó kerékdőlés és a hátsó kerékösszetartás is állítható, és bármilyen beállítatlanság befolyásolja a gumikopást, a vezetési stabilitást és a kormánykerék központosítását. Ezeknél a gépjárműveknél tökéletes beállítás csak négykerekes beállítással érhető el 2.21 Négykerekű beállítás A négykerekű beállítás esetén a mérőegységeket elsőként a hátsó kerekekre kell felszerelni, a csúszó referenciaskálákat pedig a mellső kerekekre. Elsőként a hátsó kerekek dőlését kell megmérni, majd azok összetartását Szükség esetén a hátsó kerekek dőlését és összetartását be kell állítani. A mérőegységet az önközpontosító kerékszorítókkal együtt át kell szerelni az első kerekekre, és természetesen a csúszó referenciaskálákat a hátsó kerekekre. Ekkor meg kell mérni a mellső kerekek utánfutását, kerékdőlését és kerékösszetartását. Ha szükséges,

az értékeket beállítással korrigáljuk. 2.22 Kétkerekű beállítás A mérőegységeket az önközpontosító kerékszorítókkal együtt az első kerekekre szereljük, míg a csúszó referenciaskálákat a hátsó kerekekre. Elsőként az utánfutást, majd a kerékdőlést és kerékösszetartást kell megmérni. Szükség esetén a beállításokat elvégezzük 6 Mindkét beállítási eljárás szerint fontos betartani a sorrendet, mert ha állítunk az utánfutáson, akkor a kerékdőlés és a kerékösszetartás értékei normál esetben megváltoznak. Ha a kerékdőlést állítjuk be, akkor a kerékösszetartás értéke megváltozhat. Ezért az említett sorrend biztosítani fogja azt, hogy a beállított szögek korrektek maradnak, és a jármű tökéletesen fog üzemelni minimális gumikopással és maximális vezetési stabilitással. 2.3 Futómű geometria ellenőrzése HPA-1002 mérőberendezéssel 2.31 Mérőegységek felerősítése a kerékre Ezen

mérőműszer az önközpontosító kerékszorítók állíthatósági határa miatt 10” – 17” közötti gumiabroncsokhoz alkalmazható. A mérőegység felszerelését követően ütéskompenzációt kell végrehajtani, mely kiküszöböli az olyan káros tényezőket, mint a sérült abroncsok, a kerekek oldalirányú ütése és elhajlott kerékszorító bilincsek. A megfelelő ütéskompenzáció után az összes mérés a kerekek valódi tengelyére fog vonatkozni. Az ütéskompenzációt felemelt futómű mellett a kerekek forgatásával és az önközpontosító kerékszorítókon lévő négy állítótárcsával tudjuk elvégezni. Az ütés értékét a hátsó kerekekre szerelt referenciaskálán olvassuk le 2.32 Mellső kerékdőlés mérése Kerékdőlés méréséhez a kormánykereket abba a helyzetbe kell állítani, ahol mindkét oldalon ugyanolyan értéket kapunk a referenciaskálákon. Be kell szintezni a mérőegységeket, majd rögzíteni kell a

keresztreteszekkel A szögmérőfejeket a kerekekhez képest derékszögben kell rögzíteni Ekkor a skála jobb oldalán leolvasható a kerékdőlés értéke 2.33 Utánfutás és csapterpesztés mérése A forgózsámolyok szögbeosztású skáláját le kell nullázni. Ezután a bal oldali kereket 20°-kal be kell fordítani. A szögmérőfej vezérlőkarját el kell csúsztatni, amíg a bal oldali skála 0-vonalára nem kerül a világos nyíl. A szögmérőfejet párhuzamos pozícióba kell fordítani a kerékkel Ezután a keresztreteszt fel kell lazítani, és az optikai csövet elfordítani, ameddig a világos nyíl újból a 0vonalra kerül. Vigyázni kell, hogy a szabályozókar ne mozduljon el eközben, mert az utánfutás értéke inkorrekt lesz. Ezután a bal mellső kereket 20°-kal kifelé kell fordítani (összesen 40°-os elfordítás). Ekkor a szögmérőfej bal oldali skáláján leolvasható a csapterpesztés értéke Ezután a szögmérőfejet a kerekekre

merőlegesre kell fordítani és ugyanazon a bal oldali skálán leolvasható az utánfutás értéke. Ezután az egész eljárást meg kell ismételni a másik keréken is. Ha szükséges el kell végezni az utánfutás és kerékdőlés beállítását. 7 2.34 Kerékösszetartás mérése Mindkét mérőegységet be kell szintezni, majd rögzíteni kell őket a keresztreteszekkel. Le kell ellenőrizni, hogy a mellső kerekek teljesen egyenesen előre helyzetben legyenek, ráirányítva a hátsó projektorokat az azonos leolvasási értékekre a hátsó referenciaskálákon. Ezután az összetartásbeállító gombokat el kell dönteni oly mértékben, hogy a világos nyilak hozzáérjenek a skálához az ellenkező keréken azon a vonalon, amely a megfelelő kerékméretet jelzi Ezt követően leolvasható az összetartás értéke a bal- és jobb oldali skálákon, majd az értékeket össze kell adni, és ez lesz a teljes kerékösszetartása a mellső kerekeknek. 2.35

Kanyarodási szögeltérés A kanyarodási szögeltérést a kerekek alatti forgózsámolyon elhelyezett fokbeosztással határozhatjuk meg. Ha a jobb oldali kerék kanyarodási szögeltérését kívánjuk mérni, a bal oldali kereket jobbra 20°-kal elfordítjuk, majd a jobb kerék szögskáláján leolvassuk a belső kisebb fordulókörhöz tartozó nagyobb kanyarodási szöget. A bal kerék vizsgálatát ellentétes irányban hasonló módon végezzük, csak ekkor a jobb kereket kell balra 20°-kal elfordítani. A futómű geometriájának helyes beállítása elengedhetetlen a biztonságos közlekedéshez. Nem szabad elfeledkezni viszont a jó állapotú lengéscsillapítás és rugózás, a megfelelően kiegyensúlyozott kerekek és a jó minőségű és állapotú gumiabroncsok jelentőségéről. Ugyanis hiába a precízen beállított a futómű, ha az előbbiek állapota nem megfelelő 8 FELHASZNÁLT IRODALOM  Dr. Laib Lajos – Dr Vas Attila: Traktorok-Autók 

Dr. Flamisch Ottó: Gépjármű-diagnosztika Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1973  Wilfried Staudt: Gépjárműtechnika „OMÁR” Könyvkiadó, Székesfehérvár  HPA-1002 Futóműellenőrző készülék használati utasítása 9