Source: https://docplayer.cz/17785916-Vysoke-uceni-technicke-v-brne-ustav-soudniho-inzenyrstvi.html
Timestamp: 2019-10-21 08:21:42+00:00

Document:
Vysoké učení technické v Brně. Ústav soudního inženýrství - PDF
Download "Vysoké učení technické v Brně. Ústav soudního inženýrství"
1 Vysoké učení technické v Brně Ústav soudního inženýrství ZKOUŠENÍ VOZIDEL Ing. Vladimír Panáček Brno 2012
2 Tyto e-learningové studijní opory byly napsány a vytisknuty za přispění prostředků z operačního programu pro vzdělávání a konkurenceschopnost MŠMT prostřednictvím realizace projektu registrační číslo: CZ.1.07/2.2.00/ Modernizace výuky magisterského studijního programu Soudní inženýrství na Vysokém učení technickém v Brně. Název: Autor: Vydalo: Zkoušení vozidel Ing. Vladimír Panáček Vysoké učení technické v Brně Ústav soudního inženýrství Vyšlo: 2012 Vydání: první ISBN: Oponoval: doc. RNDr. Karel Pellant, CSc. Neprošlo jazykovou úpravou. 2
3 Obsah Úvod Technická diagnostika a zkoušení vozidel - základní pojmy a názvosloví. Diagnostický systém. Principy technické diagnostiky. Národní a mezinárodní legislativní požadavky pro motorová vozidla Druhy a podmínky provádění zkoušek. Měřicí přístroje. Vyhodnocování naměřených dat, chyby měření Hmotnostní parametry a výkonové vlastnosti vozidel, ekonomika provozu. Tribotechnická diagnostika Diagnostika podvozkových částí vozidel - geometrie řízení a zavěšení kol, vyvažování vozidlových kol Zkoušení brzd vozidel, předpisy, druhy zkušeben. Brzdná zkouška vozidla s decelerometrem - metodika, vyhodnocení Diagnostika a zkoušení odpružení vozidel (tlumení, pérování). Vibrodiagnostika Zkoušky ovladatelnosti vozidel, kritéria ovladatelnosti, směrová stabilita. Jízdní zkoušky Zkoušení převodovek, rozvodovek a spojek. Zkoušky a vady lakovaných povrchů vozidel Aktivní a pasivní bezpečnost, životnostní zkoušky vozidel Metody technické diagnostiky vozidlových motorů, diagnostika zážehových motorů s příslušenstvím Diagnostika vznětových motorů s příslušenstvím, evropská palubní diagnostika (EOBD) Schvalovací zkoušky vozidel. Princip schvalování a autocertifikace. Harmonizace předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel. Nárazové zkoušky vozidel (crash testy) Kontrola a hodnocení technického stavu vozidla na STK a SME, aplikace diagnostiky v provozu a údržbě vozidel. Základy autoopravárenství Použitá literatura Odkazy na použitou literaturu a zdroje
4 Úvod Předložený e-learningový text je určen studentům prezenční formy studia navazujícího magisterského studijního programu Soudní inženýrství, oboru Expertní inženýrství v dopravě. Pro porozumění a dobrou orientaci v textu jsou nutným předpokladem znalosti konstrukce motorových vozidel na úrovni bakalářského stupně studia nebo kurzu CŽV. Doplňujícím předpokladem pro pochopení obsahu této e- learningové opory jsou též znalosti z teorie vozidel na úrovni bakalářského stupně studia. Studijní opora nenahrazuje závazně určenou studijní literaturu a odborné prameny, které jsou uvedeny v jednotlivých kapitolách, event. které jsou doporučeny vyučujícím nebo garantem předmětu. Na konci každé kapitoly budou uvedeny další (alternativní) studijní prameny. E-learningový text je zaměřen na problematiku diagnostiky a zkoušení motorových vozidel s využitím moderních metod. Text Vám přijatelnou formou poskytne základní informace k problematice zkoušení a diagnostiky motorových vozidel a pomůže tak rozvinout Vaše odborné kompetence. Tato studijní opora sestává ze 13 kapitol. Kapitola 1 až 3 Vás seznámí s technickou diagnostikou a zkoušením, základními pojmy a názvoslovím, diagnostickým systémem, principy technické diagnostiky, národními a mezinárodními legislativními požadavky pro motorová vozidla, druhy a podmínkami provádění zkoušek, měřicími přístroji, vyhodnocováním naměřených dat, chybami měření, hmotnostními parametry, výkonovými vlastnostmi, hospodárností vozidel a tribotechnickou diagnostikou. Po prostudování kapitoly 4 až 6 získáte informace, jakým způsobem se provádí diagnostika geometrie řízení a zavěšení kol, vyvažování vozidlových kol, zkoušení brzd vozidel, diagnostika a zkoušení odpružení a tlumení, vibrodiagnostika. Z pohledu bezpečnosti provozu vozidla na pozemních komunikacích budete v 7. kapitole seznámeni se zkouškami ovladatelnosti vozidel, kritérii ovladatelnosti, směrovou stabilitou a dalšími jízdními zkouškami. Zkoušením spojek, převodovek, rozvodovek společně se zkouškami a vadami lakovaných povrchů se zabývá kapitola 8. Systémy pro eliminaci vzniku silniční dopravní nehody, tedy aktivní bezpečností a systémy (opatřeními) pro snížení následků silniční dopravní nehody, tj. pasivní bezpečností se bude zabývat 9. kapitola této studijní opory společně se životnostními zkouškami vozidel. Kapitola 10 a 11 je věnována obecným zásadám diagnostiky motorů, diagnostice zážehových i vznětových motorů a evropské palubní diagnostice (EOBD). Závěrečné kapitoly 12 a 13 Vás seznámí s homologačními zkouškami vozidel, principy schvalování a autocertifikace, harmonizací předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel, nárazovými zkouškami vozidel (crash testy), kontrolou a hodnocením 4
5 technického stavu vozidla na STK a SME, aplikací technické diagnostiky v provozu a údržbě motorových vozidel a základy autoopravárenství. Po prostudování textu a vypracování úkolů v rámci studijní opory budete umět: základní pojmy, názvosloví a principy technické diagnostiky; druhy a podmínky provádění zkoušek; druhy měřicích přístrojů; diagnostiku podvozkových částí vozidel; zkoušení hnacích a převodných ústrojí; metody zkoušení lakovaných povrchů vozidel; jízdní zkoušky vozidel; homologační zkoušky vozidel, princip schvalování a autocertifikace; nárazové zkoušky. Po prostudování textu a vypracování úkolů v rámci studijní opory budete schopni: se orientovat v legislativních předpisech pro schvalování technické způsobilosti motorových vozidel; posoudit výkonové vlastnosti a hmotnostní parametry vozidel; využít možnosti tribotechnické diagnostiky; provést základní technickou diagnostiku vozidla; na základě výsledku technické diagnostiky vozidla, příp. skupiny vozidla, rozhodnout o odstranění příp. zjištěné poruchy vč. způsobu opravy; posoudit směrovou stabilitu vozidla; rozpoznat vady lakovaných povrchů vozidel; rozlišit systémy aktivní a pasivní bezpečnosti vozidel; provést hodnocení a kontrolu technického stavu vozidla. Prostudováním textu a vypracováním úkolů v rámci studijní opory získáte: informace o možnostech technické diagnostiky a zkoušení vozidel; znalosti postupů při zkoušení a diagnostice vozidel; kompetence pro řízení a rozhodování v oblasti zkoušení, provozu, údržby a oprav vozidel. Čas potřebný k prostudování učiva opory: hodin (teorie + řešení úloh) 5
6 Klíčová slova Korespondenční úkol Úkol k textu Pro zájemce Shrnutí Příklad Pro zájemce Otázky a úkoly k zamyšlení Úkol Průvodce studijní oporou Průvodce textem Další zdroje Řešení úkolů 6
7 1 Technická diagnostika a zkoušení vozidel - základní pojmy a názvosloví. Diagnostický systém. Principy technické diagnostiky. Národní a mezinárodní legislativní požadavky pro motorová vozidla. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: základní pojmy a názvosloví technické diagnostiky a zkoušení vozidel; principy technické diagnostiky; provést diagnostickou kontrolu vozidla. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozlišit technickou diagnostiku a zkoušení vozidel; popsat diagnostický systém; aplikovat principy technické diagnostiky. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o technické diagnostice a zkoušení vozidel; znalosti diagnostických systémů; přehled o národních a mezinárodních legislativních požadavcích pro motorová vozidla. Klíčová slova kapitoly: technická diagnostika, zkoušení, diagnostický systém. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 2hodin (teorie + řešení úloh) První kapitola této opory se zabývá technickou diagnostikou a zkoušením, dalšími základními pojmy, diagnostickými systémy, principy technické diagnostiky a legislativními požadavky kladenými zejména na technickou způsobilost motorových vozidel. Technická diagnostika vychází z řeckého slova dia-gnozis, což v překladu znamená skrze poznání; zkoumá technické objekty (např. vozidlo, skupinu vozidla, součást) za účelem zjištění a posouzení jejich technického stavu, tj. schopnosti vykonávat určenou činnost (funkci); 7
8 výsledkem posouzení technického stavu objektu může být zjištění správného, mezního či nesprávného technického stavu objektu. Etapy technické diagnostiky: anamnéza - historie technického života objektu (anamnéza poruchy); diagnóza - změny či odchylky funkce od normálního stavu, o detekce a identifikace poruchy, o lokalizace poruchy; prognóza, predikce - extrapolace vývoje technického stavu objektu; geneze - analýza příčin poruchy z kontroly po destrukci (původ vzniku poruchy). Podle účelu můžeme technickou diagnostiku rozdělit následovně: diagnostika dílenská - zkoumá vozidlo jako celek; diagnostika provozní - zkoumá funkční skupiny vozidla; diagnostika výzkumná - uplatňuje se ve vývoji a zkoušení vozidel. Metody technické diagnostiky vozidel: sériová (vnitřní) diagnostika - prostřednictvím palubní diagnostiky (OBD I, OBD II, EOBD) jsou kontrolovány jednotlivé soustavy vozidla; paralelní (vnější) diagnostika - zabývá se zejména diagnostikou akčních členů (např. kontrola stavu lambda sondy pomocí osciloskopu, atd.); funkční diagnostika - zabývá se zejména diagnostikou snímačů (např. validace signálu, atd.). Zkoušení zkoušením rozumíme činnost, při které zjišťujeme vlastnosti objektu (např. brzdné či výkonové vlastnosti vozidla); zkouškou zjištěné vlastnosti objektu porovnáme s vlastnostmi jiných (tzv. etalonových) objektů; po komparaci vlastností etalonového a zkoušeného objektu můžeme provést evaluaci (hodnocení) zjištěných vlastností zkoušeného objektu, po které je objektu vystaven protokol s kladným či záporným stanoviskem zkoušky (vyhovuje x nevyhovuje) a činnost je ukončena. Druhy zkoušených objektů: hmotné (např. vozidlo) nehmotné (např. software počítačový program) 1 Pozn.: Pokud technickou prohlídkou či kontrolou zjišťujeme vlastnosti objektu, má potom taková prohlídka či kontrola shodný význam jako zkoušení. Úkol k textu: Uveďte rozdíl mezi technickou diagnostikou a zkoušením. 8
9 V technické diagnostice a zkoušení vozidel rozlišujeme tyto čtyři stavy 2 : Normální stav - je takový stav, při kterém vozidlo a jeho části vyhovují všem základním i vedlejším parametrům stanoveným pro jeho funkci. Vozidlo je provozuschopné, bez poruch a vad. Vada - je stav, kdy vozidlo nesplňuje některý ze základních nebo vedlejších parametrů. Provozuschopný stav - je takový stav vozidla, při kterém vozidlo splňuje všechny základní parametry jako při normálním stavu, ale některé vedlejší parametry nejsou splněny (např. matný lak karoserie, hlučná převodovka, neúčinná antikorozní ochrana, atd.). Porucha - je stav spočívající v úplné nebo částečné ztrátě schopnosti provozu vozidla. Příčinou poruchy je vada, ale ne každá vada vede k poruše. Úkol k textu: Zjistěte význam diagnostické veličiny, uveďte její konkrétní příklady. Technická prohlídka vozidla Zahrnuje údržbu, při níž se zkouší funkce vozidla a jeho dílů po určitém výkonu (zátěži, počtu ujetých km) nebo čase (době provozu); současně s technickou prohlídkou se zpravidla provádějí potřebné úkony denní obsluhy (údržby) vozidla a odstraňují se příp. zjištěné závady. Periodická technická prohlídka vozidla Představuje technickou prohlídku vozidla v periodicky se opakujících a předem stanovených časových intervalech. Technická kontrola vozidla Je souhrn činností zaměřených na kontrolu funkce vozidla nebo jeho dílů, zejména z hlediska bezpečnosti silničního provozu (např. STK). Diagnostická kontrola Představuje zjišťování technického stavu a funkce jednotlivých dílů vozidla za použití diagnostických přístrojů a zařízení za účelem zjišťování hodnot diagnostických veličin. Technická způsobilost vozidla Vozidlo je způsobilé pro provoz na pozemních komunikacích, pokud jeho technický stav splňuje vlastnostmi konstrukce a technickými parametry legislativní předpisy platné v době schvalování vozidla pro provoz na pozemních komunikacích; Technická způsobilost vozidel je pravidelně kontrolována ve stanicích technické kontroly (STK), které zabezpečují státní dozor nad technickým stavem vozového parku ČR. Stejně tak jako znalost základních pojmů patří i znalost názvosloví v problematice zkoušení a diagnostiky motorových vozidel k nezbytným 9
10 předpokladům pro dosažení nejen stanovených cílů kapitoly, ale následně pak v praxi k úspěšnému porozumění např. výsledkům provedených zkoušek vozidel. Přenos sil mezi pneumatikou a vozovkou Brzdná síla síla vyvozená brzdovou soustavou vozidla, jež působí na obvodu brzděných kol ve stopě kol mezi pneumatikou a vozovkou v podélném směru pohybu vozidla. Zajišťuje zpomalení nebo ustálení vozidla na určité rychlosti či jeho úplné zastavení. Hnací síla síla působící ve stopě kola v podélném směru pohybu vozidla v opačném smyslu než brzdná síla. Zajišťuje pohyb vozidla. Boční vodicí síla síla působící ve stopě kola v příčném směru k pohybu vozidla (tj. ve vodorovné rovině vozovky kolmá k brzdné či hnací síle), generovaná vlivem odstředivé síly, která působí na vozidlo např. při průjezdu zatáčkou. Adhezní síla - největší síla, kterou lze přenést ve stopě kol s vozovkou při daném zatížení a určitém technickém stavu povrchu vozovky, pneumatiky a jejich vlastnostech. Adhezní tíha - tíha připadající na kola vozidla, jež působí na vozovku a zahrnuje aktuální stav vozidla (např. dynamické klonění či klopení, geometrické parametry vozovky, atd.). Závisí tedy na okamžitých provozních podmínkách. Součinitel adheze - poměr adhezní síly k adhezní tíze při daných provozních podmínkách. Je to charakteristická veličina pro styk pneumatiky s daným druhem a stavem povrchu vozovky 3. Úkoly k textu: 1. Vyjmenujte síly, které mohou působit ve stopě kola tj. ve stykové ploše pneumatiky s vozovkou. 2. Uveďte rozdíl mezi součinitelem smykového tření a součinitelem adheze. 3. Na čem závisí maximální přenesitelná síla kola? Diagnostický systém Prostřednictvím diagnostického systému jsme schopni provést technickou diagnostiku vozidla. Diagnostický systém zahrnuje: objekt technické diagnostiky (např. vozidlo); diagnostické prostředky - soubor technických prostředků a postupů, o vnitřní - jsou trvalou součástí diagnostikovaného objektu, o vnější - samostatné (univerzální) složky (např. osciloskop); obsluha (člověk). Typy diagnostického systému: diagnostický systém ON-LINE- diagnostika provozní či funkční, o diagnostika při provozu vozidla (stroje, zařízení), o monitorovací systém je trvale aktivní; 10
11 diagnostický systém OFF-LINE- testová diagnostika, o provádíme testování (nezávislé, kombinační, závislé, sekvenční), o procesy datalogger / analyzátor. Principy technické diagnostiky Princip č. 1: Objektivnost diagnóza musí být určena pouze na základě technického stavu objektu; musí být vyloučen vliv lidského faktoru. Princip č. 2: Racionálnost diagnostická měření se konají bez demontáže vozidla či jeho skupin; demontáž a opětovná montáž jsou totiž velmi nákladné, časově náročné a často velmi pracné. Vliv demontáže na průběh opotřebení ložisek uložení kol vozidla je zřejmý z obr. 1. Úkol k textu: Obrázek 1 Vliv demontáže na průběh opotřebení 4. V čem spočívá výhoda technické diagnostiky v porovnání s periodickou kontrolou technického stavu spojenou s rozložením součásti? Legislativní požadavky pro motorová vozidla Technický stav vozidla či jeho konstrukčních celků zjištěný při diagnostické prohlídce či zkoušce (event. homologační zkoušce více viz kapitola 12) je nutno porovnat s aktuálními legislativními požadavky pro danou kategorii vozidla. Legislativní předpisy stanovují požadavky na vlastnosti konstrukce vozidla nebo vlastnosti jeho konstrukčních celků, které musí být splněny, aby bylo vozidlo možné schválit pro provoz a následně jej užívat (provozovat) na pozemních komunikacích. Mezinárodní legislativa pro schvalování technické způsobilosti vozidel: předpisy EHK (Evropské hospodářské komise); Legenda: t k - proběh vozidla, při kterém se provádí kontrola technického stavu; t M - proběh do mezního opotřebení, není-li prováděna kontrola spojená s demontáží; t M - proběh do mezního opotřebení, je-li prováděna kontrola spojená s demontáží; h M - hodnota mezního opotřebení. 11
12 směrnice EHS/ES (Evropského hospodářského společenství/evropského společenství); nařízení Rady ES. Národní legislativa z pohledu technické způsobilosti vozidel: zákon č. 56/2001 Sb., o podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích a o změně zákona č. 168/1999 Sb., o pojištění odpovědnosti za škodu způsobenou provozem vozidla a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o pojištění odpovědnosti z provozu vozidla), ve znění zákona č. 307/1999 Sb.; vyhláška č. 302/2001 Sb., o technických prohlídkách a měření emisí vozidel účinnost od do současnosti ve znění pozdějších předpisů (od vyhláška č. 99/2003 Sb.); vyhláška č. 341/2002 Sb., o schvalování technické způsobilosti a o technických podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích, ve znění pozdějších předpisů. Úkol: S využitím dalších zdrojů stanovte, kdy je v ČR vozidlo technicky nezpůsobilé pro provoz na pozemních komunikacích. Shrnutí: První kapitola vymezila technickou diagnostiku a zkoušení vozidel, představila možné typy diagnostických systémů. Dále byly uvedeny principy technické diagnostiky, které je třeba při zjišťování technického stavu respektovat. Závěr kapitoly patří národní a mezinárodní legislativě vztahující se na motorová vozidla. Otázky k zamyšlení: 1. Postačí vždy pouze bezdemontážní technická diagnostika ke stanovení příčin poruch vozidla, jeho skupin či dílů? 2. Je rozmanitost legislativních požadavků pro motorová vozidla optimální z pohledu zjišťování technického stavu vozidel? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
13 2 Druhy a podmínky provádění zkoušek. Měřicí přístroje. Vyhodnocování naměřených dat, chyby měření. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: rozdělit zkoušky vozidel; popsat podmínky pro provádění zkoušek; vyjmenovat druhy měřicích přístrojů; uvést a rozdělit chyby měření. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozpoznat výhody a nevýhody jednotlivých druhů zkoušek; zvolit druh zkoušky pro konkrétní případ zkoušení vozidla; vyhodnotit naměřená data; popsat chyby měření. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o prováděných zkouškách vozidel; přehled o měřicích přístrojích; informace o průběhu vyhodnocení naměřených dat; znalosti příčin chyb měření. Klíčová slova kapitoly: jízdní zkoušky, laboratorní zkoušky, měření, měřicí přístroje. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 2hodin (teorie + řešení úloh) Ve zkoušení vozidel se můžeme primárně setkat se dvěma druhy zkoušek. Jedná se buď o zkoušky ve skutečných podmínkách tj. jízdní zkoušky, nebo v podmínkách simulovaných (laboratorních) tj. laboratorní zkoušky vozidel. Jízdní zkoušky Jízdní zkoušky vozidel bývají uskutečňovány v reálných podmínkách buď přímo v běžném silničním provozu, nebo na zkušební trati (polygonu). Rozdělení jízdních zkoušek: zkoušky funkční např. zkoušení ovladatelnosti vozidel, brzdné zkoušky, zkoušky rychlosti, akcelerace, stoupavosti, spotřeby paliva, aj. 13
14 zkoušky provozní životnostní začínají obvykle současně se zkouškami funkčními. Podle časové náročnosti je dále dělíme na: o krátkodobé; o dlouhodobé. Protože jízdní zkoušky v běžné silniční síti mají řadu nevýhod či omezení, zejména z důvodu zajištění bezpečnosti a plynulosti silničního provozu, provádějí se jízdní zkoušky také na polygonech. Polygon je speciální víceúčelová zkušební dráha, která zaručuje mj. stálost zkušebních podmínek, bezpečnost a tím i vysokou jakost provedených jízdních zkoušek (viz obr. 2 a obr. 2a). Na polygonu je možné provést jízdní zkoušku (příp. manévr) několikrát za sebou, což v běžné silniční síti nelze zabezpečit (opakovatelnost měření). 1 rychlostní okruh 2 měřicí kruhová dráha 3 speciální vozovky 4 terénní okruh 5 sklápěcí okruh 6 vozovky s vysokým stoupáním 7 příjezdová dráha Obrázek 2 Zkušební polygon Tatry Kopřivnice 5. Laboratorní zkoušky Laboratorní zkoušky vozidel bývají uskutečňovány v simulovaných podmínkách v laboratoři (zkušebně). Simulované podmínky při zkoušení se snaží co nejvíce přiblížit skutečným podmínkách v provozu vozidla. Zkoušky laboratorní obvykle probíhají na zkušebních stavech současně se zkouškami jízdními. Rozdělení laboratorních zkoušek: funkční; pevnostní; životnostní. 14
15 Obrázek 2a Letecký snímek polygonu koncernu VW ve Wolfsburgu 6. Výhody laboratorních zkoušek: věrná simulace provozních podmínek; časová úspora (zejména při zkouškách životnosti). Pro ověření technického stavu vozidel se provádějí zkoušky, které zařazujeme do oblasti diagnostiky motorových vozidel. Úkoly k textu: Vyjmenujte výhody laboratorních zkoušek. Podmínky provádění zkoušek Z důvodu úspěšného provedení a vyhodnocení zkoušek se podle požadovaného cíle zkoušky (účelu) sestavuje podrobný program zkoušky (harmonogram), který obsahuje zejména: zkoušený objekt (vozidlo); zkušební dráhu (polygon, běžná silniční síť); cíl zkoušky a souhrn prováděných úkonů; prostředky, zařízení a pomůcky nezbytné pro realizaci zkoušky (např. měřicí přístroje); vnější podmínky pro provedení zkoušky (např. povětrnostní podmínky); časový harmonogram; personální zabezpečení zkoušky; organizační aparát a vazby; bezpečnostní opatření. 15
16 Při schvalování technické způsobilosti vozidel jsou podmínky jednotlivých zkoušek předepsány v předpisech EHK event. směrnicích EHS/ES. Měřicí přístroje 7 Měřicí přístroje představují nezbytnou součást diagnostického systému. Ve zkoušení a technické diagnostice vozidel se s ohledem na zobrazení měřené veličiny používají tři druhy měřicích přístrojů: analogové, digitální, registrační. Analogové měřicí přístroje Měřicí přístroje se stupnicí s vyznačenými měřenými veličinami. Velikost měřené veličiny ukazuje na stupnici ukazatel ručička (viz obr. 3). Měření probíhá spojitě v celém měřicím rozsahu. Často se analogovým přístrojem určitého druhu měří nepřímo úměrná (analogická) veličina zcela jiného druhu. Stupnice přístroje je pak cejchována přímo ve veličinách, které se měří. Obrázek 3 Analogový měřicí přístroj pro měření teploty 8. Digitální měřicí přístroje Měřicí přístroje ukazují přímo číselné hodnoty měřených veličin na vhodně uspořádané soupravě svíticích LED diod, nebo tzv. tekutých krystalů LCD, u nichž lze elektrickým polem měnit strukturu a tím i optické vlastnosti, jako průchod a odraz světla. Tato zařízení mají velmi malou spotřebu elektrické energie, a proto jsou vhodná pro přístroje s bateriovým napájením. Registrační měřicí přístroje Takové měřicí přístroje, které graficky zaznamenávají výsledky měření na vhodný rastr, na němž jsou zpravidla předtištěny hodnoty měřených veličin. Měření probíhá spojitě. Některé přístroje tohoto druhu zaznamenávají zároveň dvě nebo více měřených veličin a ze záznamu je pak patrná jejich vzájemná závislost (např. decelerograf na záznamovém pásku graficky zaznamená zpomalení a příp. i ovládací sílu působící na brzdový pedál v závislosti na čase). 16
17 V praxi se objevují přístroje, které naměřené údaje, popř. další informace o průběhu měření, zapisují počítačovou tiskárnou nebo podobným způsobem a nadále si informace uchovávají v paměti k dalšímu možnému využití. Telemetrická měření Měření na dálku se velmi intenzívně používá zejména v motoristickém sportu (F1, rally, aj. motoristické soutěže). Cílem je průběžné sledování technických parametrů vozidla, např. teplota a tlak motorového oleje, ale také způsobu jízdy, např. poloha akceleračního a brzdového pedálu, atd. Telemetrie se rovněž využívá při zkouškách vozidel, kdy ve vozidle nemusí být registrační či jiné záznamové zařízení, což mj. snižuje nežádoucí zatížení vozidla. Mobilní měřící systémy Pro zkoušení a technickou diagnostiku vozidel se používají přenosné počítačové měřící systémy, jež mohou být v provedení jako: dataloggery - přístroje, které měřená data ukládají do své vnitřní paměti, odtud je lze pak přenést do počítače ke zpracování; měřicí ústředny - přístroje založené na procesorech, které umožňují měřit, ukládat případně i zobrazovat měřené veličiny; autonomní měřicí přístroje, které lze spojit s přenosným PC pomocí sběrnic; Úkol k textu: notebook s úložnou stanicí nebo měřícími kartami. Vyjmenujte měřicí přístroje, se kterými se můžete setkat při zkoušení a technické diagnostice vozidel. Vyhodnocování naměřených dat, chyby měření Po zjištění naměřených hodnot pokračuje každý měřicí proces vyhodnocením naměřených dat, které výraznou měrou přispěje k výsledku měřicího procesu. Měřená veličina je z měřicího obvodu postoupena do obvodu vyhodnocovacího a prostřednictvím měřicího zařízení (např. analogový či digitální měřicí přístroj) zobrazena obsluze 9. Tedy např. s využitím měřicího modulu připojeného k diagnostickému prostředku můžeme zjistit (změřit) hodnotu napětí na snímači tlaku paliva ve vysokotlakém zásobníku paliva u systému Common-Rail vznětového motoru. Zjištěná hodnota napětí je ve vyhodnocovacím obvodu porovnána s hodnotou správnou (příp. rozmezím) pro daný provozní režim motoru a prostřednictvím diagnostického prostředku může být rozhodnuto, zda je hodnota tlaku paliva ve vysokotlakém zásobníku správná (odpovídající, v rozmezí) či nikoliv. 17
18 Chyby měření 10 Chybu měření můžeme definovat jako odchylku (rozdíl) změřené hodnoty od hodnoty skutečné. Rozdělení chyb měření: Chyby systematické (soustavné) při použití jednoho měřicího přístroje je nemusíme vůbec odhalit, ačkoliv nám mohou velmi nepříznivě zkreslit výsledek měření. Mohou být způsobeny chybou: měřicího přístroje; obsluhy; měřicí metody; vlivem nevhodného prostředí pro měření. Chyby nahodilé způsobeny náhodnými vlivy. Rozborem a zkoumáním náhodných chyb se zabývá teorie pravděpodobnosti. Nahodilé (někdy též náhodné) chyby můžeme odstranit provedením opakovaného měření. Chybu (nejistotu) s jakou přesností stanovíme měřenou veličinu, můžeme zjistit pomocí střední kvadratické chyby. Střední kvadratickou chybu můžeme určit buď z třídy přesnosti použitého přístroje (tj. z jeho relativní chyby) nebo ze zpracování opakovaných měření. Shrnutí: Ve druhé kapitole byly rozděleny zkoušky vozidel. Dále byly uvedeny podmínky zkoušek, které je třeba pro úspěšné dokončení zkoušek splnit. Druhy měřicích přístrojů, možnosti vyhodnocení naměřených dat a časté chyby, kterými mohou být provedená měření ovlivněna, jsou obsahem závěru kapitoly. Otázka k zamyšlení: Dokázali byste ještě doplnit podmínky pro provádění zkoušek vozidel? Úkol: S využitím dalších zdrojů uveďte, které konkrétní zkoušky vozidel nelze provést laboratorně. Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
19 3 Hmotnostní parametry a výkonové vlastnosti vozidel, ekonomika provozu. Tribotechnická diagnostika. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat hmotnostní a výkonové parametry vozidel; popsat ekonomické parametry provozu vozidel; popsat tribotechnickou diagnostiku. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: stanovit hmotnostní parametry vozidel; definovat ekonomické parametry vozidel; aplikovat tribotechnické metody diagnostiky v provozu vozidel. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o hmotnostních parametrech vozidel a jejich zjištění; přehled o možnostech ekonomiky provozu vozidel (hospodárnosti); informace o možnostech využití tribotechnické diagnostiky v provozu vozidel. Klíčová slova kapitoly: hmotnost, těžiště, moment setrvačnosti, výkon, hospodárnost, tribotechnická diagnostika. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 4 + 4hodin (teorie + řešení úloh) Z teorie vozidel je zjevné, že jízdní vlastnosti vozidla jsou závislé na jeho geometricko-hmotnostních charakteristikách, tedy na: hmotnosti vozidla; poloze těžiště; momentu setrvačnosti. Při návrhu brzdové soustavy vozidla nelze bez zjištění polohy těžiště vozidla provést rozdělení brzdných sil na jednotlivé nápravy. Pokud budeme navrhovat odpružení vozidla, musí být dříve zjištěn také moment setrvačnosti odpružené části vozidla (karoserie) vzhledem k jeho příčné ose procházející těžištěm. Jakmile se budeme zabývat směrovou stabilitou vozidla, bude nutné předně znát také moment setrvačnosti vozidla vzhledem k jeho svislé ose procházející těžištěm. 19
20 Hmotnosti vozidel 11 Základní hmotnosti vozidla můžeme rozdělit následovně: Pohotovostní hmotnost hmotnost vozidla vč. výstroje a výbavy, tj. s předepsaným nářadím, náhradními součástkami a provozními kapalinami (palivo 90 % náplně, mazivo, chladivo, aj. v plném množství 100 % náplní). Pohotovostní hmotnost zahrnuje i hmotnost pomocných nebo pracovních zařízení k vozidlu trvale pevně připojených (např. naviják, nakládací jeřáb, atd.). Provozní hmotnost = pohotovostní hmotnost + hmotnost řidiče (tj. 75 kg). Užitečná hmotnost (nosnost) hmotnost nákladu, osob a pomocného nebo pracovního zařízení přechodně i nepevně (dočasně) připojeného (např. snímatelná sněhová radlice, atd.). Celková hmotnost vozidla je definována jako součet pohotovostní a užitečné hmotnosti při plném zatížení vozidla. Největší technicky přípustná hmotnost vozidla největší hmotnost vozidla vycházející z jeho konstrukce vč. hmotnosti nákladu podle údajů výrobce. Úkol k textu: vozidla. S využitím dalších zdrojů definujte hmotnost připadající na nápravu Stanovení polohy těžiště vozidla Poloha těžiště vozidla může být definována jako bod v prostoru obrysu vozidla a jeho poloha může být vyjádřena pomocí kartézských souřadnic. Tyto souřadnice budeme dále nazývat: podélné; příčné; výškové. Pro zjištění podélné a příčné polohy těžiště vozidla se určí hmotnost vozidla připadající na přední nápravu m P vážením. Při vážení musí stát vozidlo na plošině váhy ve vodorovné poloze, součet hmotností připadajících na přední nápravu m P a na zadní nápravu m Z musí být roven celkové hmotnosti vozidla m. Zjištění podélné polohy těžiště vozidla Přední nápravu vozidla umístíme na váhy za podmínky dodržení vodorovné polohy vozidla, čímž zjistíme hmotnost přední nápravy (viz obr. 4). 20
21 + M Obrázek 4 Podélná poloha těžiště vozidla 12 Na obrázku 4 následující veličiny vyjadřují: Síly [N]: N p, resp. N z normálová složka reakce působící na přední, resp. zadní nápravu vozidla; platí: N p = m p. g [N] (1) N z = m z. g [N] (2) G tíhová síla působící v těžišti vozidla; platí: G = m. g [N] (3) Délkové rozměry[m]: l p, resp. l z podélná vzdálenost přední, resp. zadní nápravy od těžiště vozidla; Rozvor náprav: l l p l z [m] (4) Pro hmotnosti připadající na nápravy vozidla, resp. jednotlivá kola platí: Hmotnost vozidla připadající na přední nápravu: m p m 1 m 2 [kg] (5) m 1, resp. m 2 hmotnost připadající na levé, resp. pravé kolo přední nápravy; Hmotnost vozidla připadající na zadní nápravu: m z m 3 m 4 [kg] (6) m 3, resp. m 4 hmotnost připadající na levé, resp. pravé kolo zadní nápravy; Hmotnost vozidla: m m p m z [kg] (7) 21
22 Momentová rovnice statické rovnováhy k ose zadní nápravy (podle obr. 4): N p l G l z O (8) Po rozepsání (8), resp. po dosazení za N p a N z, dostáváme následující tvar rovnice: m p g l m g l O (9) z Z rovnice (9) vyjádříme podélnou vzdálenost těžiště od zadní nápravy: l z m p m p l m m m p z l (10) Z rovnice (4) získáme podélnou vzdálenost těžiště od přední nápravy: l l p l z (11) Zjištění příčné polohy těžiště vozidla Levé kolo přední, resp. zadní nápravy vozidla umístíme na váhu za podmínky dodržení vodorovné polohy vozidla, čímž zjistíme hmotnost připadající na levé kolo přední, resp. zadní nápravy (viz obr. 5). + M Obrázek 5 Příčná poloha těžiště vozidla 13 Na obrázku 5 následující veličiny vyjadřují: Síly [N]: N 1, resp. N 3 normálová složka reakce působící na levé přední, resp. levé zadní kolo vozidla; platí: N 1 = m 1. g [N] (12) 22
23 N 3 = m 3. g[ N] (13) N 2, resp. N 4 normálová složka reakce působící na pravé přední, resp. pravé zadní kolo vozidla; platí: N 2 = m 2. g [N] (14) N 4 = m 4. g[n] (15) G p, resp. G z tíha připadající na přední, resp. zadní nápravu vozidla; platí: G p = N p = m p. g [N] (16) G z = N z = m z. g [N] (17) Délkové rozměry [m]: t p, resp. t z rozchod kol přední, resp. zadní nápravy vozidla; t 1, resp. t 3 příčná vzdálenost tíhy připadající na přední, resp. zadní nápravu vozidla od střední roviny levého kola přední, resp. zadní nápravy vozidla; t 2, resp. t 4 příčná vzdálenost tíhy připadající na přední, resp. zadní nápravu vozidla od střední roviny pravého kola přední, resp. zadní nápravy vozidla; Rozchod kol přední, resp. zadní nápravy vozidla: t p t z t 1 t 2 [m] (18) t 3 t 4 [m] (19) Momentová rovnice statické rovnováhy k střední rovině pravého kola přední (21), resp. zadní (22) nápravy (podle obr. 5): G G p z t2 N1 t p t4 N3 t z O O (21) (22) Po rozepsání vztahu (21) a (22), resp. po dosazení za G p, G z, N 1 a N 3, dostáváme následující tvar rovnic: m m p z g t2 m1 g t p g t4 m3 g t z O O (23) (24) Z rovnice (23) vyjádříme příčnou vzdálenost tíhy připadající na přední nápravu od střední roviny pravého kola přední nápravy: t 2 m m 1 p t p m1 m m 1 2 t p (25) Analogicky z rovnice (24) vyjádříme příčnou vzdálenost tíhy připadající na zadní nápravu od střední roviny pravého kola zadní nápravy: 23
24 t 4 m m 3 z t z m 3 m 3 m 4 t z (26) Bod T na obrázku 6, ve kterém spojnice (sp) působišť tíhy připadající na přední (T p ) a zadní (T z ) nápravu protne příčnou osu vozidla (o přv ), se nazývá příčnou a podélnou polohou těžiště vozidla. Souřadný 2D-systém je umístěn v průsečíku osy přední nápravy se střední rovinou levého předního kola. Dále je na obrázku 6 mj. vyznačena podélná poloha těžiště vozidla x T (na obr. 4 je tato vzdálenost označena l p ) a příčná poloha těžiště vozidla y T od střední roviny levého kola přední nápravy. Příčná vzdálenost těžiště od podélné osy vozidla (o pov ) je na obrázku 6 označena jako y pov. Obrázek 6 Podélná a příčná poloha těžiště vozidla 14 Pro výpočet podélné a příčné polohy těžiště u vozidla se stejným rozchodem (t) kol přední a zadní nápravy platí podle zavedeného souřadného systému (viz obr. 6) následující vztahy (27) a (28): x T N l 3 N G 4 m3 g m4 l m g g m3 m4 l m [m] (27) y T N t 2 N G 4 m t 2 g m m g 4 g m2 m4 t m [m] (28) Zjištění výškové polohy těžiště vozidla Výšková poloha těžiště vozidel se nejčastěji zjišťuje tak, že kola jedné nápravy spočívají na váze a kola druhé nápravy jsou zvednuta do určité výšky - např. H 1, čímž se i vozidlo nakloní o úhel 1. Pro vyloučení chyb měření probíhá zvednutí vozidla do nejméně pěti různých výškových poloh (např. H 1, H 2 H 5 ). Podmínky měření výškové polohy těžiště vozidla: 24
25 1. odpružení vozidla musí být zajištěno v poloze odpovídající zatížení náprav při vodorovném stavu vozidla; 2. provozní kapaliny jsou doplněny na maximální hodnoty, aby bylo zamezeno jejich pohybu při naklánění vozidla. + M Obrázek 7 Výšková poloha těžiště vozidla 15 Momentová rovnice statické rovnováhy k ose zadní nápravy (podle obr. 7): N p1 h sin v l cos v O l cos v1 G o 1 z 1 (29) m p1 h sin v l cos v O g l cos v1 m g o 1 z 1 (30) Z rovnice (30) vyjádříme okamžitou hmotnost připadající na přední nápravu při zvednutém stavu o výšku H 1 : m ho sin v1 lz cos v1 mho sin v1 mlz m p 1 l cos v l cos v 1 1 cos v 1 m 1 m p p m ho lz tgv1 m l l (31) 25
26 Okamžitá hmotnost připadající na přední nápravu při zvednutí vozidla je větší o m p1 oproti hmotnosti připadající na přední nápravu ve vodorovném stavu vozidla: m m m p1 p p 1 (32) Přírůstek hmotnosti připadající na přední nápravu m p1 způsobený zvednutím zadní nápravy vozidla, resp. nakloněním vozidla, vyjádříme z rovnice (31) takto: m p1 m p1 m p mh l o tgv 1 (33) Přírůstek hmotnosti m p1 zjistíme vážením, proto pak můžeme jednoduše určit výškovou vzdálenost těžiště vozidla od spojnice středů náprav h o : h o m m p1 l tg v 1 (34) Pro vyloučení chyb měření výškové polohy těžiště se zjišťují přírůstky hmotnosti m p i pro několik různých poloh, resp. naklonění vozidla pod určenými úhly i. Hodnoty m p i vyneseme do grafu v závislosti na tg v i. Jednotlivé body proložíme přímkou, jejíž směrnici využijeme pro stanovení výškové vzdálenosti těžiště spojnice středů náprav v podélné rovině vozidla. h o od Obrázek 8 Závislost přírůstku hmotnosti (resp. reakce) připadající na přední nápravu na naklonění vozidla 16 Pro směrnici přímky proložené body podle obr. 8 platí: tg m pi tg v i (35) Ze soustavy rovnic (33) a (34) můžeme vyjádřit vzdálenost těžiště vozidla od spojnice středů náprav v podélné rovině vozidla následovně: h o l tg (36) m 26
27 Výšková poloha těžiště vozidla h: h = h o + r s [m], kde: (37) r s statický poloměr kola (tj. vzdálenost středu kola zatíženého radiální silou od vozovky). Korespondenční úkol: Určete podélnou a příčnou polohu těžiště vozidla, kdy jednotlivé hmotnosti připadající na kola náprav byly zjištěny vážením vozidla následovně: m LP = 625 kg, m PP = 590 kg, m LZ = 485 kg, m PZ = 470 kg, rozvor náprav l = 2,4 m, rozchod předních i zadních kol t = 1,4 m. Zjišťování momentu setrvačnosti vozidel Z hlediska dynamiky vozidel jsou významné momenty setrvačnosti vzhledem k příčné a podélné ose procházející těžištěm vozidla. Tuto geometrickohmotnostní charakteristiku budeme muset znát, pokud budeme navrhovat odpružení vozidla, kde je důležitá znalost momentu setrvačnosti odpružené části vozidla vzhledem k jeho příčné ose procházející těžištěm, či jakmile se budeme zabývat směrovou stabilitou vozidla, kde významnou roli představuje moment setrvačnosti vozidla vzhledem k jeho svislé ose procházející těžištěm. Předpokladem měření momentu setrvačnosti vozidla je kmitání bez tlumení, při němž se měří perioda kmitání. Moment setrvačnosti vozidla je konstanta, tedy nezávisí na frekvenci kmitání, ale určuje frekvenci vlastních kmitů. Základní metody pro zjišťování momentů setrvačnosti: torzní kyvadlo (závěs); fyzikální kyvadlo podepřené pružinou; fyzikální kyvadlo volně zavěšené; bifilární, trojvláknový nebo čtyřvláknový závěs. Úkol k textu: S využitím dalších zdrojů zjistěte, které z výše uvedených metod jsou nejčastěji využívány pro zjišťování polohy těžiště a momentu setrvačnosti osobních vozidel. Výkonové vlastnosti vozidel Jízdní vlastnosti vozidel jsou také závislé na rychlosti jízdy. Metody pro měření rychlosti jízdy jsou následující: otáčkoměry (tachodynamo, tachogenerátor, páté kolo); optická korelace (Correvit); 27
28 stabilizovaná plošina rychlost vozidla obdržíme integrací podélného zrychlení. Metody měření výkonu jízdní zkoušky; laboratorní zkoušky: o o demontovaného motoru z vozidla; vozidla na výkonové brzdě (válcový dynamometr). Ekonomika provozu Ukazatelem ekonomiky provozu (hospodárnosti) i technického stavu vozidla je spotřeba pohonných hmot. Metody zjišťování spotřeby pohonných hmot: jízdní zkoušky prováděné podle normy ČSN ; laboratorní zkoušky prováděné na válcové zkušebně. Obrázek 9 Spotřeba paliva v závislosti na rychlosti jízdy 17 Úkoly k textu: 1. S využitím dalších zdrojů zjistěte význam měrné, dráhové, hmotnostní a hodinové spotřeby paliva. 2. S využitím dalších zdrojů objasněte efektivní účinnost spalovacího motoru. Příklad: Zážehový motor osobního vozidla má efektivní účinnost 0,28. Při rychlosti 110 km/h je jeho výkon na kolech hnací nápravy 34,5 kw. Spodní hmotnostní výhřevnost použitého paliva je kj/kg, měrná hmotnost paliva 750 kg/m 3, mechanická účinnost motoru 0,92. Určete měrnou a dráhovou spotřebu paliva. Tribotechnická diagnostika 28
29 Pro pochopení účelu tribotechnické diagnostiky je třeba nejprve stručně vymezit pojem tribologie a tribotechnika. Tribologie = vědní obor zabývající se třením, mazáním, opotřebením. Tribotechnika = aplikace tribologie ve strojírenské praxi. Tribotechnická diagnostika Aplikace tribotechnické diagnostiky je velmi často využívána např. jako jedna z metod při zjišťování technického stavu motorů a převodovek vozidel. Podstata této diagnostické metody spočívá v opakovaných odběrech a rozborech (analýzách) vzorků oleje vč. obsahu např. otěrových částic, čímž sledujeme narůstající opotřebení skupiny (např. převodovky, motoru) či součásti (tzv. trendová analýza). Materiálovým zkoumáním složení otěrových částic v oleji lze identifikovat a lokalizovat opotřebení, příp. poruchu motoru či převodovky nebo predikovat závadu. Shrnutí: Ve třetí kapitole byly rozebrány hmotnostní parametry vozidel hmotnost, poloha těžiště (podélná, příčná, výšková) vč. možnosti jejího zjištění. Následně byly uvedeny možnosti měření momentu setrvačnosti. Další část kapitoly je věnována výkonovým vlastnostem a hospodárnosti, jakožto ukazateli ekonomiky provozu a technického stavu vozidla. Závěrem je stručně představena tribotechnická diagnostika v provozu a údržbě motorových vozidel vč. její aplikace v praxi. Otázka k zamyšlení: Dokázali byste ještě doplnit možnosti využití tribotechnické diagnostiky v provozu a údržbě motorových vozidel? Úkol: S využitím dalších zdrojů popište výkonovou bilanci vozidla. Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN
30 VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
31 4 Diagnostika podvozkových částí vozidel - geometrie řízení a zavěšení kol, vyvažování vozidlových kol. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat základní parametry geometrie řízení kol; vyjmenovat základní parametry geometrie zavěšení kol; uvést druhy vyvažování vozidlových kol. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: vyznačit a popsat základní parametry geometrie řízení kol; vyznačit a popsat základní parametry geometrie zavěšení kol; popsat druhy vyvažování vozidlových kol. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o důležitosti správného nastavení parametrů geometrie řízení kol; informace o důležitosti správného nastavení parametrů geometrie zavěšení kol; informace o principech jednotlivých druhů vyvažování kol. Klíčová slova kapitoly: sbíhavost kol, odklon kola, příklon rejdové osy, záklon rejdové osy, závlek, vyvažování kol. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 3hodin (teorie + řešení úloh) Správné nastavení geometrie řízení a zavěšení kol přímou měrou ovlivňuje jízdní vlastnosti vozidla, hospodárnost, ovladatelnost, životnost mechanismu řízení a zavěšení kol. Mezi základní parametry geometrie řízení a zavěšení kol patří: sbíhavost kol; odklon kola; příklon rejdové osy (rejdového čepu); záklon rejdové osy (rejdového čepu). Mezi další doplňkové parametry geometrie řízení a zavěšení kol můžeme zařadit: diferenční úhel rejdů kol; symetrii náprav; rovnoběžnost náprav. 31
32 Sbíhavost kol Charakteristika (obr. 10): buď úhel, který svírají roviny souměrnosti kol protínající se před nebo za vozidlem, na prodloužené podélné ose vozidla; nebo rozdíl vzdáleností okrajů ráfků kol nápravy v milimetrech, měřených vzadu a vpředu ve výšce středu kol. Pokud je rozdíl záporný jedná se o rozbíhavost. Sbíhavost kol má vliv na: stabilitu vozidla, řiditelnost, zabraňuje rozkmitání kol, vymezuje vůle v mechanismu řízení, u vozidel s pohonem zadních kol kompenzuje u předních kol jejich sklon k rozbíhavosti. U pohonu předních kol je tomu naopak, proto konstruktéři volí sbíhavost menší nebo nulovou, příp. i rozbíhavost. - úhel celkové sbíhavosti [ ] Sbíhavost v milimetrech: s = a - b, a > b sbíhavost kol a < b rozbíhavost kol d - průměr okraje ráfku, na němž se měří vzdálenosti a, b. Obrázek 10 Sbíhavost kol 18 Odklon kola Charakteristika (obr. 11): úhel mezi střední rovinou souměrnosti kola a rovinou kolmou k vozovce. Odklon kola má vliv na: uložení kola - samočinné vymezení axiální vůle ložisek, která by jinak způsobila kmitání kola na čepu; zmenšuje namáhání upevňovacích šroubů kol. Příklon rejdové osy Charakteristika (obr. 11): průmět úhlu, který svírá rejdová osa (tj. červeně vyznačena na obr. 11 u nápravy Mc Pherson - spojnice horního uložení pružicí a tlumicí jednotky v axiálním ložisku, tj. horní fialová kružnice na obr. 11, s uložením těhlice kola v dolním rameni, tj. dolní fialová kružnice na obr. 11) s kolmicí k rovině vozovky, do příčné svislé roviny. Příklon rejdové osy má vliv na: usnadnění řízení; poloměr rejdu r 0. 32
33 r 0 Záklon rejdové osy Charakteristika (obr. 12): Obrázek 11 Odklon kola() a příklon rejdové osy (); vlevo u lichoběžníkové nápravy, vpravo u nápravy Mc Person 19 průmět úhlu, který svírá osa čepu kola s kolmicí k rovině vozovky, do svislé podélné roviny. Záklon rejdové osy má vliv na: Závlek vracení kol do přímého směru po projetí zatáčkou; na poloměr rejdu. Charakteristika (obr. 12): vzdálenost mezi průsečíkem (pomyslným) rejdové osy s vozovkou a rovinou kolmou k vozovce procházející středem kola. Úkoly k textu: 1. S využitím dalších zdrojů zjistěte význam dalších parametrů geometrie řízení a zavěšení kol, zejména diferenčního úhlu rejdu, symetrie a rovnoběžnosti náprav. 2. Jakým způsobem lze zjistit diferenční úhel rejdu vozidla? Druhy měřicích přístrojů pro zjišťování geometrie řízení a zavěšení kol: mechanické např. měřicí tyč pro zjišťování sbíhavosti kol; optické s projektory nebo odrazovými zrcadly na kolech; elektronické optoelektronické hlavice na kolech; kombinované. Postup při kontrole parametrů geometrie řízení a zavěšení kol: zjistit potřebné hodnoty pro seřízení geometrie dle výrobce vozidla; kontrola vůlí v zavěšení kol a mechanismu řízení (klouby řídicích tyčí a pák, závěsných ramen, ložisek kol); 33
34 zjistit technický stav podvozku (pérování, tlumiče, vyváženost kol, atd.); zkontrolovat opotřebení pneumatik, huštění; změřit axiální (boční) a radiální házivost kol; vozidlo ustavit na hladkou vodorovnou plochu a zatížit podle předpisu výrobce; dále postupovat v souladu s dílenskou příručkou výrobce vozidla, příp. instrukcí diagnostického zařízení pro kontrolu geometrie náprav. závlek Obrázek 12 Záklon a závlek rejdové osy 20 Pořadí kontroly parametrů geometrie řízení a zavěšení kol: 1. celková vůle v mechanismu řízení a zavěšení kol; 2. symetrie a rovnoběžnost náprav; 3. sbíhavost předních kol; 4. odklon předních kol; 5. záklon, příklon rejdových čepů; 6. rozdíl rejdů; 7. maximální rejd vlevo, vpravo; 8. sbíhavost a odklon zadních kol. Pořadí seřizování parametrů geometrie řízení a zavěšení kol: Parametry geometrie řízení se do určité míry navzájem ovlivňují, a proto by se měly seřizovat v následujícím pořadí: 1. záklon rejdových čepů; 2. odklon předních kol; 3. sbíhavost předních kol; 4. rozdíl rejdů. Nedodržení uvedeného pořadí seřizování parametrů geometrie řízení a zavěšení kol bývá častou příčinou nesprávných výsledků. U určitých vozidel jsou některé parametry geometrie náprav definovány konstrukcí a nelze je seřizovat 21. Úkol: S využitím dalších zdrojů uveďte obsah protokolu z měření geometrie řízení a zavěšení kol vozidla. 34
35 Příklady: 1. Zjistěte odklon kol přední nápravy vozidla, jestliže znáte příklon rejdové osy a součtový úhel Vypočtěte úhel celkové sbíhavosti kol přední nápravy vozidla Škoda Felicia, jestliže měřením bylo zjištěno, že sbíhavost předních kol na průměru 340 mm je 1,5 mm. Vyvažování vozidlových kol Správné vyvážení vozidlových kol má vliv na ekonomiku provozu a jízdní bezpečnost. V běžném provozu vozidla může dojít k nevyváženosti kol z mnoha důvodů, např. ztráty původního závaží, lokálním opotřebením pneumatiky, deformací ráfku, příp. opravou. Nevyváženost kol může způsobit jejich kmitání, které se často přenáší v podobě vibrací do mechanismu řízení, což okamžitě pozná řidič jako vibrace volantu. Vzniklé kmity zhoršují ovladatelnost vozidla, namáhání ložisek uložení kol, životnost zavěšení kol, mechanismu řízení a opotřebení pneumatik. Vozidlové kolo je: staticky nevyvážené, jestliže těžiště kola neleží na ose jeho rotace. Staticky nevyvážené kolo kmitá v rovině kolmé na střední rovinu kola. dynamicky nevyvážené, jestliže vznikají momentové účinky dvojice setrvačných sil, které způsobí kmitání kola vzhledem k jeho střední rovině, jež je kolmá na osu rotace kola (tzv. třepetání kola). Druhy vyvažování statické vyvažování postačuje pouze u velmi tenkých kotoučů. Vyvažujeme pouze silové účinky. dynamické vyvažování vyvažujeme silové i momentové účinky. Proto kolo vyvážené dynamicky je zároveň vyvážené i staticky. Vozidlová kola vyvažujeme dynamicky na zařízeních, která nazýváme vyvažovačky. a) b) Obrázek 13 Vyvážení kola; a) statické, b) dynamické vyvážení 22 35
36 Korespondenční úkoly: 1. Napiště rovnici pro statické vyvážení kola na obr. 13a, kde M představuje nevývažek (např. kolový ventil) umístěný na poloměru r 1 a G závaží na poloměru okraje ráfku r Zjistěte hmotnost závaží (vývažku) pro statické vyvážení vozidlového kola, kdy hmotnost nevývažku kolového ventilu je 100 g a tento ventil se nachází v ráfku na poloměru 170 mm. Poloměr okraje ráfku pro připevnění závaží je 200 mm. Úkol: S využitím dalších zdrojů proveďte rozdělení vyvažovaček vozidlových kol, vyjmenujte výhody a nevýhody jednotlivých druhů vyvažovaček. Shrnutí: Ve čtvrté kapitole této opory byly vyznačeny a popsány základní parametry geometrie řízení a zavěšení kol. Dále byly uvedeny druhy měřicích přístrojů pro zjišťování parametrů geometrie řízení a zavěšení kol, postup při kontrole a seřízení geometrie řízení a zavěšení kol. Závěr kapitoly byl věnován vyvažování vozidlových kol. Otázka k zamyšlení: Dokázali byste ještě doplnit a vysvětlit další v této kapitole neuvedené parametry geometrie řízení a zavěšení kol? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
37 5 Zkoušení brzd vozidel, předpisy, druhy zkušeben. Brzdná zkouška vozidla s decelerometrem - metodika, vyhodnocení. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat možnosti ověření technického stavu brzd vozidel; rozdělit zkoušky brzd; uvést druhy zkušeben brzd a popsat jejich výhody; uvést měřítka účinku brzdové soustavy vozidla; vyjmenovat předpisy pro zkoušení brzd. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozhodnout o způsobu ověření účinku brzd vozidla; aplikovat legislativní požadavky pro zkoušení brzd určitého vozidla; rozhodnout o výsledku zkoušek brzd; provést a vyhodnotit brzdnou zkoušku vozidla s decelerometrem. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o možnostech zkoušení brzd vozidel; informace o důležitosti správného technického stavu brzd; znalosti pro navržení, provedení a vyhodnocení brzdných zkoušek. Klíčová slova kapitoly: brzdná síla, ovládací síla na pedál, brzdné zpomalení, brzdná dráha, válcová zkušebna brzd, plošinová zkušebna brzd, brzdná zkouška, decelerometr. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 4 + 3hodin (teorie + řešení úloh) Zejména z pohledu bezpečnosti provozu vozidla patří brzdová soustava k nejdůležitějším ústrojím vozidla. Proto je nutné technický stav brzdové soustavy pravidelně ověřovat nejméně při technické kontrole vozidla na STK, jež vykonává státní dozor nad technickým stavem vozového parku České republiky. Vlastnosti konstrukce brzdové soustavy příslušné kategorie nově uváděného vozidla na evropský trh musí splňovat legislativní požadavky předpisu EHK č. 13, resp. příslušné směrnice EHS/ES a zároveň být v souladu s aktuálními nařízeními Rady ES. Z pohledu národní legislativy je důležitou právní úpravou 37
38 vyhláška č. 341/2002 Sb., o schvalování technické způsobilosti a o technických podmínkách provozu silničních vozidel na pozemních komunikacích. Při zkoušení brzd zjišťujeme: účinek brzdové soustavy, tj. schopnost snížit rychlost vozidla případně až do zastavení, nebo udržet vozidlo na svahu; nesouměrnost působení brzd na téže nápravě. Účinek brzdové soustavy je charakterizován: brzdnou dráhou, brzdným zpomalením, brzdnou silou a ovládací silou na brzdový pedál (provozní či nouzové brzdění); brzdným sklonem, na němž lze udržet vozidlo parkovacím brzděním. Velikost brzdné síly kola B k mezi pneumatikou a vozovkou závisí na okamžitém radiálním zatížení kola G k a součiniteli adheze µ podle vztahu: B k = G k. µ [N] (38) Analogicky pro brzdnou sílu vozidla B v platí vztah: B v = G v. µ [N], kde G v je tíha vozidla. (39) Brzdná síla má charakter síly setrvačné, proto rovněž platí: B v = m. a x [N], kde m je hmotnost vozidla a a x podélné zrychlení vozidla. (40) Nesouměrnost působení brzdného účinku na nápravě charakterizuje rozdíl brzdných sil na kolech téže nápravy, který nesmí být větší než 30 % z vyšší hodnoty zjištěné brzdné síly. Druhy zkoušek brzd Účinek brzdové soustavy vozidla je možno ověřit: jízdními zkouškami: o o v silničním provozu z hlediska bezpečnosti nevhodné; na zkušební dráze (polygonu); laboratorními (dílenskými) zkouškami na diagnostických zařízeních: o o válcová zkušebna brzd (pomaloběžná, rychloběžná); plošinová zkušebna brzd. Při jízdních zkouškách brzdění vozidla v přímém směru se nejčastěji měří: brzdná dráha měřením přímo brzdné stopy (pokud je zanechána) nebo s využitím palníkové metody; brzdné zpomalení např. s pomocí decelerometru; ovládací síla (ev. ovládací tlak) např. s využitím pedometru (ev. tlakoměru); oteplení brzd např. s pomocí termočlánku. 38
39 Pomaloběžná válcová zkušebna brzd jednotlivá kola nápravy vozidla najedou na příslušnou dvojici válců, u kterých se následně po najetí zapne pohon (válce se roztočí) viz obr. 14; na brzdový pedál se upne snímač ovládací síly tzv. pedometr; na obvodu jednotlivých kol téže nápravy měříme brzdné sily; pedometrem měříme ovládací sílu na brzdový pedál; ze zjištěných brzdných sil na kolech téže nápravy zkušebna vyhodnocuje nesouměrnost působení brzdného účinku N: B N k vyšší B B kvyšší knižší 100 [%] (41) o pokud N 30 % - pak z hlediska nesouměrnosti působení brzdného účinku brzdová soustava vyhovuje legislativním požadavkům; o pokud N > 30 % - pak z hlediska nesouměrnosti působení brzdného účinku brzdová soustava nevyhovuje legislativním požadavkům. Legenda: 1 - vozidlové kolo, 2 - zadní válec, 3 - přední válec, 4 - hnací elektromotor s převodovkou, 5 - momentové rameno, 6 - snímač, 7 - přenos na měřicí systém (hydraulický, pneumatický, elektrický), 8 analogový (digitální) měřicí přístroj (ukazatel brzdných sil v kn), B k - brzdná síla na obvodu kola působící proti směru hnací síly F k, G k - tíha vozidla připadající na kolo. Obrázek 14 Schéma válcové zkušebny brzd 23,24,25 Pomaloběžné válcové zkušebny brzd jsou nejpoužívanější diagnostická zařízení pro kontrolu účinku brzdové soustavy (servisy, STK). Korespondenční úkol: 39
40 Na válcové zkušebně brzd byly naměřeny následující hodnoty brzdných sil na kolech přední nápravy: F bl = 2,5 kn, F bp = 2,0 kn. Stanovte nesouměrnost působení brzd na přední nápravě a rozhodněte, zda vozidlo splňuje zákonné požadavky z hlediska souměrnosti působení brzdného účinku. Plošinová zkušebna brzd vozidlo najede na měřicí plošiny rychlostí cca 10 km/h (při zkoušení s ABS možno i rychleji) a intenzívně zabrzdí; brzdné síly jednotlivých kol jsou z měřicích plošin přeneseny pomocí snímačů a přenosového zařízení do vyhodnocovací elektronické jednotky; na displeji diagnostického zařízení se mj. zobrazí: o diagram brzdných sil, ze kterého lze určit účinnost brzdové soustavy a případné poruchy; o brzdné zpomalení, brzdné síly předních a zadních kol, nesouměrnost působení brzd na nápravě; výhoda: měření zahrnuje vliv dynamického přitížení přední a odlehčení zadní nápravy vozidla při brzdění (proto se měření přibližuje více podmínkám při skutečném brzdění vozidla v silničním provozu). dnešní moderní plošinové zkušebny brzd umožňují současně provést diagnostiku brzd, tlumičů a geometrie náprav (sbíhavost kol), obr. 15. Obrázek 15 Plošinová zkušebna brzd 26 Brzdná zkouška vozidla s decelerometrem Jak již známe z textu kapitoly uvedeného výše, měřítkem účinku brzdové soustavy vozidla může být mj. brzdné zpomalení. 40
41 Decelerometr je přístroj pro měření zpomalení. Jestliže máme ve vozidle při brzdné zkoušce umístěn decelerometr, pak je z obr. 16 a 17 zjevné, že přístroj bude zaznamenávat brzdné zpomalení od okamžiku nárůstu brzdného účinku (tj. počátku náběhu brzd) do zastavení vozidla. Fáze bezprostředně před zastavením vozidla Obrázek 16 Závislost zpomalení na čase před zastavením vozidla 27 Pokud s vozidlem brzdíme do zastavení, pak je doba odbrzdění nulová. Obrázek 17 Závislost zpomalení na čase před zastavením vozidla s vyznačením vztahů pro ujetou dráhu v jednotlivých fázích 28 Na obrázku 18 je ukázka přístroje XL meter, který primárně měří zpomalení / zrychlení ve dvou na sebe navzájem kolmých osách. Přístroj tedy měří podélné (a x ) a příčné (a y ) zrychlení vozidla. Pomocí software XL Vision je možné z takto změřeného průběhu zpomalení získat průběh rychlosti a dráhy vždy v závislosti na čase. Jakmile bychom k XL meteru připojili tzv. spouštěč, tj. v podstatě spínač, který můžeme umístit na brzdový pedál, a při jeho sepnutí XL 41
42 meter zaznamená čas, ze kterého můžeme v grafické závislosti zpomalení na čase určit dobu prodlevy brzd vozidla tedy časový interval od sešlápnutí brzdového pedálu do počátku nárůstu brzdného účinku. a y a x Obrázek 18 XL meter po kalibraci; šipky vyznačují směry kalibrace podélného a příčného zpomalení 29 Postup při brzdné zkoušce vozidla s decelerometrem XL meter: 0. zkoušku provádíme na rovném přímém úseku bez výrazných spádových poměrů, kde z předem stanovené (plánované) počáteční (výchozí) rychlosti vozidla můžeme bezpečně zastavit (úsek bude dostatečně dlouhý); 1. umístění decelerometru do vozidla pomocí přísavky na čelní sklo; 2. zapnutí přístroje a jeho kalibrace tj. před započetím zkoušky nastavení nulových hodnot zpomalení / zrychlení (kalibraci provedeme nastavením polohy decelerometru na čelním skle dle šipek obr. 18: a x = 0 m/s 2 - kloubem, a y = 0 m/s 2 - přísavkou); 3. spuštění měření přístroje s předstihem před rozjezdem vozidla; 4. rozjezd vozidla, ustálení na výchozí rychlosti, brzdění do zastavení; 5. ukončení měření bezprostředně po zastavení vozidla nutno počkat na ustálení kmitů karoserie (uklidnění), aby přístroj správně vyhodnotil klidovou polohu vozidla a tím i brzdnou zkoušku; 6. po ukončení měření přístroj na displeji zobrazí výchozí rychlost, dobu brzdění, průměrné zpomalení (MFFD) a brzdnou dráhu; 7. po připojení přístroje k PC a načtení měření v softwaru XL Vision můžeme získat průběhy zpomalení/zrychlení, rychlosti a ujeté dráhy během měření (viz obr. 19 brzdná zkouška Škoda Fabia RS z rychlosti 56 km/h). 42
43 Obrázek 19 Závislost podélného zpomalení (zelená křivka) a příčného zrychlení (červená křivka) na čase; níže pak rychlosti a dráhy při brzdné zkoušce 30 Vyhodnocení brzdné zkoušky vozidla s decelerometrem Změřenou hodnotu zpomalení z brzdné zkoušky porovnáme s legislativními požadavky, resp. se střední hodnotou plného brzdného zpomalením pro příslušnou kategorii vozidla a rozhodneme o technickém stavu brzdové soustavy vozidla (účinku brzd) příp. o adhezních vlastnostech povrchu vozovky. Protože ve znalecké praxi při analýze silničních dopravních nehod je adheze vozovky velmi důležitým vstupním parametrem analýzy, bývá brzdná zkouška za účelem zjištění součinitele adheze vozovky často prováděna (při srovnatelných podmínkách jako v době dopravní nehody). Úkoly k textu: 1. S využitím dalších zdrojů zjistěte, zda existuje nějaký vztah mezi brzdnou a boční vodicí silou kola. 2. Dále s využitím dalších zdrojů zjistěte střední hodnoty plného brzdného zpomalení pro osobní i nákladní vozidla a autobusy. 43
44 3. Z obrázku 19 určete dobu náběhu brzd a dosažené brzdné zpomalení vozidla Škoda Fabia RS. 4. Vyjmenujte možnosti ověření technického stavu brzdové soustavy vozidla. 5. Co hodnotíme při zkouškách brzd vozidel? 6. Vyjmenujte měřítka brzdného účinku. 7. Jak byste postupovali při brzdné zkoušce vozidla s decelerometrem vč. jejího vyhodnocení? Příklad: Podle legislativních požadavků pro zkoušení brzd (tyto požadavky s využitím literatury vyhledejte) musí brzdová soustava dané kategorie vozidla při vybraném typu zkoušky brzd zastavit vozidlo nejvýše na určité vzdálenosti dle příslušného vztahu, který naleznete v legislativních požadavcích. Nyní pro malý nákladní automobil do nejvyšší celkové hmotnosti 3,5 t určete brzdou dráhu, dobu prodlevy brzdění, dobu plného brzdění a hodnotu plného brzdného zpomalení při zkoušce se zapojeným motorem. Shrnutí: V páté kapitole této opory byly uvedeny možnosti zkoušení brzd vozidel. Dále byly uvedeny druhy zkoušek a zkušeben brzd, předmět zkoušek a měřítka účinku brzdové soustavy vozidla. Závěr kapitoly byl věnován brzdné zkoušce vozidla s decelerometrem XL meter. Otázka k zamyšlení: Vyjmenujte hlavní faktory, které mohou významně ovlivnit výsledek brzdné zkoušky vozidla. Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
45 6 Diagnostika a zkoušení odpružení vozidel (tlumení, pérování). Vibrodiagnostika. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat možnosti ověření technického stavu pérování vozidel; vyjmenovat možnosti ověření technického stavu tlumení vozidel; popsat a rozdělit metody technické diagnostiky tlumičů; popsat vibrační diagnostiku. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozhodnout o způsobu ověření technického stavu odpružení vozidla; aplikovat diagnostické metody pérování a tlumení vozidel; rozhodnout o výsledku diagnostiky odpružení vozidel; aplikovat vibrační diagnostiku v provozu a údržbě vozidel. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o možnostech ověření technického stavu odpružení vozidel; informace o důležitosti správného technického stavu pérování a tlumení vozidel; znalosti pro navržení, provedení a vyhodnocení technického stavu odpružení vozidel. Klíčová slova kapitoly: pérování, tlumení, pružiny, tlumiče, vibrační diagnostika. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 3hodin(teorie + řešení úloh) Z pohledu bezpečnosti provozu vozidla a komfortu jízdy patří také pérování a tlumení k důležitým podvozkovým ústrojím vozidla. Proto je nutné věnovat systémům pérování a tlumení vozidel náležitou pozornost při kontrole technického stavu podvozkových skupin vozidla. Z teorie vozidel víme, že úkolem pérování vozidel je zmírnit rázy a otřesy přenášené od nerovností vozovky do karosérie, snížit její zejména torzní namáhání a zabezpečit stálý kontakt kol s vozovkou (ve spolupráci s tlumením vozidla). Při diagnostice pérování vozidel je třeba nejprve zjistit jakého systému z pohledu konstrukce pérování vozidlo využívá. V praxi se můžeme nejčastěji setkat s těmito konvenčními druhy pérování vozidel: 45
46 Listová pera (viz obr. 20) Projevem závady listového pera může být změna světlé výšky vozidla, zhoršená směrová stabilita vozidla při průjezdu zatáček, hluk či rázy z prostoru podvozku. Mezi nejčastější závady listového pera můžeme zařadit nadměrné opotřebení, únavu nebo destrukci (prasknutí) listů pera. Nadměrné opotřebení (ztenčení listů pera) či prasknutí listů pera diagnostikujeme vizuálně při prohlídce podvozku vozidla. Unavené listové pero diagnostikujeme buď měřením světlé výšky vozidla nebo u demontovaného pera změřením rozměru k (viz obr. 20) a jeho porovnáním s předpisem výrobce. Prasklé nebo nadměrně opotřebené listy pera vyměníme za nové, unavené listové pero je možné opravit tzv. hamrováním, tj. překováním listů pera za studena. směr jízdy k (1) Obrázek 20 Uložení listového pera na rámu nákladního vozidla 31 Vinuté pružiny Projev závady může být shodný jako v případě systému pérování s listovými pery. Mezi nejčastější závady vinutých pružin patří jejich únava či prasknutí. Diagnostiku provedeme vizuální prohlídkou podvozku (při hledání prasklé pružiny) nebo vizuálně či měřením světlé výšky vozidla při hledání unavené pružiny. Unavené vinuté pružiny můžeme diagnostikovat při výměně tlumičů pérování u nápravy typu Mc Pherson, kdy z vozidla nejprve demontujeme vzpěru Mc Pherson (tj. tlumicí a pružicí jednotku), následně demontujeme samotnou vzpěru - tj. oddělíme pružinu od tlumiče. U takto demontované volné vinuté pružiny změříme její délku, kterou porovnáme s předpisem výrobce. Úkol: S využitím dalších zdrojů uveďte metody diagnostiky pneumatických a hydropneumatických systémů odpružení vozidel vč. možných závad. Dále z teorie vozidel také již víme, že úkolem tlumení vozidel je tlumit vlastní kmity pružin, které jsou generovány přejetím nerovností vozovky, a tak zamezit výraznému svislému rozkmitání karoserie. 46
47 1. Odskakující kola a kmitání v řízení. 2. Kmitající karoserie a nárazy do omezovačů závěsů kol. 3. Nestabilita vozu v zatáčkách. 4. Kolébání vozu. 5. Nerovnoměrné opotřebení pneumatik. 6. Olej na tlumičích (netěsnost). Obrázek 21 Projevy závad tlumičů pérování vozidla 32 Metody diagnostiky tlumičů pérování Vizuální prohlídka kontrola uchycení tlumiče, kontrola těsnosti. Orientační zkouška karoserii vozidla v prostoru tlumiče zatížíme (rukou stlačíme) a odlehčíme. Pokud je tlumič ve správném technickém stavu, měla by se karoserie relativně volně vrátit do původní polohy před jejím zatížením s max. jedním překmitem přes původní (klidovou) polohu. Diagnostika demontovaného tlumiče z vozidla na zkušebním stavu zjišťujeme a hodnotíme tzv. výkonovou charakteristiku tlumiče, což je závislost síly potřebné na roztažení, resp. stlačení tlumiče v závislosti na jeho zdvihu. Odchylky od tvaru charakteristiky na obr. 22 značí nesprávný technický stav tlumiče. F 1 - tlumicí síla při roztažení tlumiče (tah) [N] F 2 - tlumicí síla při stlačení tlumiče (tlak) [N] s - délka zdvihu [mm] Obrázek 22 Výkonová charakteristika tlumiče pérování 33 Kontrola technického stavu tlumičů ve vozidle na diagnostických zařízeních: a) metoda propružení měříme a hodnotíme útlum odpružené hmoty (karoserie). Vozidlo najede na zkušební zařízení, následně padá volným pádem, což vyvolá kmity karoserie, jejichž útlum měříme a vyhodnocujeme. b) rezonanční metoda měříme a hodnotíme útlum neodpružené hmoty (nápravy). Kolo nápravy vozidla najede na plošinu, která se rozkmitá do frekvencí vyšších než je vlastní kmitočet nápravy. Po vypnutí budicího kmitání plošiny klesá frekvence kmitání přes oblast rezonance až do zastavení. Z grafického záznamu hodnotíme amplitudu kmitání v oblasti rezonance, kterou porovnáme s hodnotou přípustnou, jež udává výrobce diagnostického zařízení. 47
48 Příklad: Vozidlo se pohybuje konstantní rychlostí 72 km/h po vozovce, jejíž povrch má sinusový průběh s vlnovou délkou 2 m. Určete úhlovou frekvenci buzení vozidla a efektivní hodnotu výšky harmonické nerovnosti s amplitudou 20 mm. Vibroakustická diagnostika V praxi se můžeme s vibrodiagnostickými metodami setkat např. při diagnostice poruch převodovek, kde opakovaným snímáním velikosti, rychlosti a zrychlení kmitů v určitém stále stejném místě převodovky sledujeme změny uvedených veličin, z nichž následně můžeme dovozovat např. na změny vůlí, příp. zadírání součástí či vznik povrchových prasklin. Tato metoda diagnostiky je vhodná zejména u stacionárních motorů či převodovek, kde není příliš mnoho rušivých vlivů jako u převodovek vozidel. Úkoly k textu: 1. Seřaďte vzestupně metody diagnostiky tlumičů podle jejich náročnosti na proveditelnost. 2. Kdo stanovuje přípustnou amplitudu kmitání při rezonanční metodě diagnostiky tlumičů? 3. Co měříme a hodnotíme při rezonanční metodě a metodě propružením při kontrole technického stavu tlumičů pérování? 4. K čemu lze účelně a efektivně využít vibrodiagnostiku? Shrnutí: V šesté kapitole této opory byly uvedeny možnosti diagnostiky pérování (listových per a vinutých pružin) a tlumení vozidel. Dále byly uvedeny projevy závad tlumičů pérování a metody jejich diagnostiky. Závěr kapitoly byl věnován vibrační diagnostice. Otázka k zamyšlení: Která z uvedených metod diagnostiky tlumičů poskytuje podle Vás nepřesnější výsledky jejich technického stavu? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
49 7 Zkoušky ovladatelnosti vozidel, kritéria ovladatelnosti, směrová stabilita. Jízdní zkoušky. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat možnosti zkoušení ovladatelnosti vozidel; vyjmenovat kritéria zkoušení ovladatelnosti vozidel; definovat směrovou stabilitu vozidel. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozhodnout o způsobu zkoušení ovladatelnosti vozidla; rozhodnout o způsobu zkoušení směrové stability vozidla; posoudit výsledky zkoušek ovladatelnosti a směrové stability vozidla; aplikovat zkoušky ovladatelnosti a směrové stability vozidel. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o možnostech zkoušení ovladatelnosti vozidel; informace o důležitosti správné ovladatelnosti a směrového chování vozidel; znalosti pro vyhodnocení zkoušek ovladatelnosti a směrové stability. Klíčová slova kapitoly: ovladatelnost, kritéria ovladatelnosti, směrová stabilita. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 4hodin (teorie + řešení úloh) Z pohledu bezpečnosti provozu vozidla a komfortu jízdy patří bezesporu také správné směrové chování (stabilita při požadovaném směru) a ovladatelnost vozidla k důležitým vlastnostem vozidla. Ovladatelnost vozidla (souhrnně směrová dynamika, řiditelnost a stabilita) je jízdní vlastnost celkového systému řidič vozidlo okolí. Cílem zkoušení ovladatelnosti je přizpůsobit vozidlo možnostem a schopnostem řidiče, čímž lze dosáhnout zvýšení aktivní bezpečnosti provozu vozidla a snížení počtu dopravních nehod. Při zkoušení ovladatelnosti vozidel se používají zejména tři metody 34 : a) čistě subjektivní hodnocení: jízdní vlastnosti vozidla posuzuje řidič. Metoda není založena na žádném objektivním měření; její reprodukovatelnost a přesnost je zcela omezena. 49
50 b) subjektivní zkoušky ovladatelnosti: zkušební řidič projíždí vozidlem zadanou dráhu, přičemž vozidlo nesmí vybočit z dráhy vytečené vodícími kužely. Ovladatelnost je hodnocena podle rychlosti jízdy, vzdálenosti značek a dalších veličin. c) objektivní zkoušky ovladatelnosti: měří se chování samotného vozidla, tzn. Vliv řidiče je vyloučen. Vlastnosti vozidla se posuzují měřením odezev vozidla na definované ovládací úkony, aby byly tyto úkony reprodukovatelné, nahrazuje se řidič řídícím strojem. Rozdělení objektivních zkoušek ovladatelnosti vozidel: brzdění v přímé jízdě (zkouška směrové stability); ustálená jízda po kruhové dráze s konstantním natočením volantu; přejezd nerovnosti při ustálené jízdě po kruhové dráze; impulsové (skokové) natočení volantu; sinusové natáčení volantu (frekvenční charakteristiky); změna zatížení motoru při ustálené jízdě po kruhové dráze; brzdění při jízdě po kruhové dráze; citlivost na boční vítr při nulovém natočení volantu. Posouzení ovladatelnosti vozidla závisí na: rychlosti jízdy; bočním a podélném zrychlení; úhlové rychlosti stáčení, resp. úhlu stáčení vozidla; úhlu klopení vozidla; úhlu směrové úchylky těžiště vozidla, popř. přední a zadní nápravy; úhlu natočení volantu. Zařízení pro měření některých dynamických veličin při zkouškách ovladatelnosti: směrový setrvačník (úhel natočení podélné osy vozidla vůči pevné ose); stabilizovaná plošina (měření vodorovného zrychlení boční a podélné); kompletní (tříosé) stabilizované plošiny (současné měření úhlu stáčení, úhlové rychlosti stáčení, úhlu klopení, úhlu klonění a zrychlení těžiště vozidla ve 3 směrech; analogové obvody (výpočet podélné, příčné, klopné a klonivé rychlosti, nebo podélné a boční dráhy). Kritéria ovladatelnosti vozidel 35 Zatím se nepodařilo jednoznačně stanovit souvislost mezi různými jízdními manévry a tzv. subjektivní ovladatelností, tj. vlastnostmi vozidla z hlediska lidských schopností. Velmi úzkou souvislost se subjektivním hodnocením ovladatelnosti vozidel má přechodová odezva stáčivé rychlosti při prudkém natočení volantu. Velká 50
51 korelace mezi objektivní zkouškou a subjektivním hodnocením jízdních vlastností. osobních vozidel byla prokázána mezi dobou odezvy stáčivé rychlosti T (tato doba udává první maximum přechodové charakteristiky stáčivé rychlosti) a hodnotou úhlu směrové úchylky těžiště vozidla v ustáleném stavu (viz obr. 23), takzvaný TB - faktor má být co nejmenší. Obrázek 23 Zkušební metoda skokové natočení volantu 36 Pro hodnocení řiditelnosti motorových vozidel se používá také harmonické natáčení volantu. Vozidlo reaguje (po odeznění přechodového děje) rovněž se sinusovým průběhem stáčivé rychlosti, který je ovšem vzhledem k průběhu úhlu natáčení volantu časově posunut (viz obr. 24). Amplitudový poměr a fázové posunutí závisí na budící frekvenci natáčení volantu. Obrázek 24 Zkušební metoda harmonické natočení volantu 37 51
52 Jízdní zkoušky Z důvodu mj. opakovatelnosti a porovnatelnosti výsledků jízdních zkoušek bývají tyto prováděny podle závazných předpisu (např. EKH, EHS/ES, ISO, aj.). Nejčastější jízdní zkoušky vozidel: kontrola počítače kilometrů a rychloměru vozidla; dojezdové zkoušky vozidel Dojezdová zkouška vozidla (ČSN ) je silniční zkouškou, která se používá pro zjišťování závislosti jízdních odporů na rychlosti jízdy (tzv. dojezdová charakteristika). Zkouška probíhá tak, že u vozidla, jež se pohybuje při bezvětří po vodorovné zkušební dráze rovnoměrnou rychlostí (zpravidla maximální) dojde přerušení pohonu (zařazením neutrální polohy převodového ústrojí). Vozidlo se pak pohybuje setrvačností dále a vlivem valivého, vzdušného a odporu tření v převodném ústrojí je zpomalováno až do úplného zastavení (úplné zastavení není podmínkou pro ukončení zkoušky). zkoušky zrychlení (např. z 0 na 100 km/h nebo z rychlosti v 1 do rychlosti v 2 tzv. pružnost motoru, kdy v 1 < v 2 ); zkoušky nejvyšší rychlosti; měření spotřeby paliva vozidel (podle směrnice EHS/ES č. 1999/100); zkoušky brzd (dle EHK č. 13); ovladatelnosti, směrové stability, atd. (např. vyhýbací manévr podle normy ISO/TR 3888, ustálené zatáčení dle ISO/DIS 4138, aj.). Příklady: 1. Při jízdě rovinnou zatáčkou o poloměru 30 m vozidlo brzdí se zpomalením 4 m/s 2. Těžiště vozidla je v průsečíku jeho příčné a podélné osy. Uvažujte symetrické rozdělení brzdných sil na nápravy. Součinitel adheze je v příčném i podélném směru 0,7. Stanovte maximální rychlost vozidla, při které nedojde ke ztrátě směrové stability. 2. Zjistěte dojezdovou charakteristiku vozidla o hmotnosti 1500 kg a čelní ploše3,5 m 2. Součinitel aerodynamického odporu uvažujte 0,4, měrnou hmotnost vzduchu 1,25 kg/m 3 a součinitel valivého odporu 0,02. Zkušební dráhu máme rozdělenou na úseky po 100 m. Stopkami měříme čas průjezdu úseky a hodnoty zaznamenáváme do tabulky 1. Do posledního sloupce tabulky 1 dopočítejte rychlost průjezdu vozidla jednotlivými úseky a pokračujte v řešení dojezdové zkoušky. 52
53 Číslo úseku Ujetá dráha od počátku Čas průjezdu Průměrná rychlost 1. úseku zkoušky úsekem průjezdu úsekem s [m] t [s] v [m/s] 0 (startovací úsek) , , , ,9 Tabulka 1 Dojezdová zkouška Úkoly k textu: 1. S využitím dalších zdrojů uveďte meze navržené pro hodnocení vlastností osobních vozidel při zkoušce brzdění v oblouku (zatáčce). 2. S využitím dalších zdrojů uveďte, jak byste provedli zkoušku citlivosti vozidla na boční vítr. 3. S využitím dalších zdrojů uveďte další kritéria pro hodnocení ovladatelnosti vozidel. Shrnutí: V sedmé kapitole této opory byly uvedeny možnosti zkoušení ovladatelnosti a směrové stability vozidel. Dále byly rozděleny objektivní zkoušky ovladatelnosti a definovány významné veličiny, jež mají vliv na jízdní dynamiku vozidla. Otázka k zamyšlení: Co je to dynamická řiditelnost vozidla? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
54 8 Zkoušení převodovek, rozvodovek a spojek. Zkoušky a vady lakovaných povrchů vozidel. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat možnosti zkoušek převodovek, rozvodovek a spojek; vyjmenovat a rozdělit nejčastější příčiny vad lakovaných povrchů vozidel; vyjmenovat vady lakovaných povrchů vozidel. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozhodnout o způsobu zkoušek převodovek, rozvodovek a spojek; rozhodnout o způsobu zkoušení lakovaných povrchů vozidel; posoudit výsledky zkoušek převodovek, rozvodovek a spojek; posoudit výsledky zkoušek lakovaných povrchů vozidel vč. určení příčin; Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o možnostech zkoušení převodovek, rozvodovek a spojek; informace o možnostech zkoušení lakovaných povrchů vozidel; informace o možných příčinách vad lakovaných povrchů vozidel. Klíčová slova kapitoly: zkoušení, převodovka, rozvodovka, spojka, vady lakovaných povrchů. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 2 + 2hodin (teorie + řešení úloh) Zkoušky převodných ústrojí (spojek, převodovek, rozvodovek, hnacích hřídelí) je možno provádět v podmínkách simulovaných (laboratorně) nebo v podmínkách skutečných (jízdní zkoušky). Laboratorní zkoušky převodných ústrojí: 3. Otevřený silový okruh viz obr. 25. Obrázek 25 Otevřený silový okruh pro zkoušky převodných ústrojí 38 54
55 4. Uzavřený silový okruh viz obr. 26. Obrázek 26 Uzavřený silový okruh pro zkoušky převodných ústrojí 39 Diagnostika spojek zahrnuje kontrolu: záběru / prokluzu spojky; hlučnosti spojky; vypínání spojky; lehkosti chodu. Metody technické diagnostiky převodovek Tribotechnická diagnostika (více viz kapitola 3 této opory); Diagnostika měřením mrtvého chodu - měření úhlu pootočení výstupního hřídele převodovky nebo hnacích hřídelí kol; Vibroakustická diagnostika (více viz kapitola 6 této opory); Subjektivní diagnostika: a) posouzení hlučnosti převodovky zejména při prudké akceleraci nebo deceleraci vozidla (jízdní zkouška); b) prohlídkou vnitřních částí převodovky endoskopem; c) prohlídkou demontovaných součástí převodovky. Diagnostika technického stavu rozvodovek představuje kontrolu: množství a druhu použitého oleje v rozvodovce; hlučnosti (možné příčiny hluku: poškozená ložiska, vylomené zuby, nadměrná vůle stálého převodu rozvodovky); záběrového pole stálého převodu (správné nastavení polohy pastorku a talířového kola). Zkoušení lakovaných povrchů vozidel Pro správné posouzení vad lakovaného povrchu je nutno znát celou technologii, která předcházela nanesení laku. Obecně nejčastějšími příčinami vad lakovaného povrchu jsou: 55
56 1. Nesprávná příprava povrchu (podkladu) nedostatečné odmaštění; použití nevhodného odmašťovače; nedostatečné odstranění koroze; nedostatečné očistění mezi operacemi, zejména po broušení; kontaminace povrchu během operací přípravy; použití nesprávné nebo nevhodné brusky; nedostatečné obroušení či podbroušení; nesprávný postup při broušení; nesprávný postup při tmelení pórovitost, matné skvrny - vady. 2. Nesprávná aplikace stříkaného materiálu nesprávné nastavení stříkací pistole; pistole v nesprávném technickém stavu; nesprávné vedení pistole; nesprávná viskozita aplikovaného materiálu (nedostatečně slitý povrch tzv. pomeranč, nízký lesk - vady lakovaného povrchu); nedodržení doporučených poměrů tužení; nadměrná ( zvrásnění - vada) nebo malá (vady odstínu) vrstva materiálu; nerovnoměrná aplikace např. nedostřiky (vada), aj. 3. Nesprávný technologický postup nedostatečné vysušení podkladu; nedostatečné odvětrání vrstev nebo mezivrstev; nevhodná kombinace materiálu; nesprávná posloupnost vrstev (tmel vs. reaktivní základ); nesprávné podmínky aplikace (vlhkost, chlad, horký povrch, prašnost krupičkovitý povrch - vada, aj.); teplotní šok mezi prostředím, materiálem, povrchem. 4. Vnější vlivy mechanické namáhání; chemické namáhání (palivo, olej, kyselé prostředí, aj.); příliš vysoké teploty (dlouhodobě nad 120 C); extrémní střídání teplot; náletová koroze; UV záření; extrémní povětrnostní nebo provozní podmínky. Pro správné posouzení vad lakovaných povrchů je třeba mít kromě znalosti technologie přípravy povrchu a nanesení laku k dispozici katalog vad lakovaných povrchů od výrobce nátěrových hmot. 56
57 Úkoly k textu: 1. Vyjmenujte typické projevy při prokluzu vozidlové spojky. 2. Popište postup při diagnostice mrtvého chodu převodovky vč. posouzení zjištěného výsledku. 3. S využitím dalších zdrojů vyjmenujte typické vady lakovaných povrchů, stanovte možnou příčinu vzniku vady a technologický postup jejího odstranění. Shrnutí: V osmé kapitole této opory byly uvedeny možnosti diagnostiky spojek, převodovek a rozvodovek. Dále byly rozděleny laboratorní zkoušky převodných ústrojí vozidel. Závěrem byly uvedeny nejčastější příčiny vad a vybrané vady lakovaných povrchů vozidel, včetně metodiky pro správné posouzení vady (zejména zjištění příčiny vady). Otázka k zamyšlení: Jak byste zjistili, zda vzniklý hluk vychází z převodovky nebo spojky vozidla? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN Interaction s.r.o. Příručka k řešení problémů [online].[cit ]. Dostupné z www: < POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
58 9 Aktivní a pasivní bezpečnost, životnostní zkoušky vozidel. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: popsat aktivní a pasivní bezpečnost; zařadit příslušné systémy vozidla mezi prvky aktivní nebo pasivní bezpečnosti; popsat životnostní zkoušky vozidel; Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozpoznat zkoušky s prvky aktivní bezpečnosti; rozpoznat zkoušky s prvky pasivní bezpečnosti; posoudit výsledky zkoušek s prvky aktivní a pasivní bezpečnosti; rozhodnout o způsobu aplikace životnostních zkoušek vozidel. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o možnostech zkoušek s prvky aktivní bezpečnosti vozidel; informace o možnostech zkoušek s prvky pasivní bezpečnosti vozidel; informace o provádění životnostních zkoušek vozidel. Klíčová slova kapitoly: aktivní bezpečnost, pasivní bezpečnost, životnostní zkoušky vozidel. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 2hodin (teorie + řešení úloh) Aktivní i pasivní bezpečnost, jak je zřejmé již z názvů, velice úzce souvisí s bezpečností provozu vozidla. Pod pojmem aktivní bezpečnost si můžeme představit všechny systémy (opatření) vozidla, které zajišťují jeho bezpečný provoz po pozemních komunikacích. Jsou to tedy systémy, které eliminují vznik příp. dopravní nehody vozidla. Požadavky na karoserii vozidla z hlediska aktivní bezpečnosti: 1. Jízdní bezpečnost (jízdní stabilita): brzdová soustava; řízení; odpružení; konstrukce vozidla. 2. Kondiční bezpečnost (komfort jízdy): mikroklima vytápění, větrání, klimatizace; vnitřní hluk; 58
59 sezení geometrie sezení (seřízení), umístění prvků ovládání vozidla, prodyšnost, tvar sedadla, kmitání; psychická pohody v interiéru vozidla estetika interiéru. 3. Pozorovací bezpečnost (zásada vidět a být viděn ): výhled z vozidla mrtvé úhly výhledu řidiče, zrcátka; osvětlení vozovky; pasivní viditelnost barva karoserie vozidla, osvětlení vozidla, výstražná signalizace. 4. Ovládací bezpečnost (spolehlivost a jistota obsluhy): umístění ovladačů pohyb, tvar a povrch ovladače, jejich dostupnost a záměna; ovládací síly na brzdový pedál, síla na volant; odpoutání pozornosti; zajištění dveří; zvuková signalizace. Zkoušky konstrukce vozidla 40 Legislativní požadavky pro schvalování technické způsobilosti vozidel nestanovují konstrukční provedení vozidla, ale požadavky na vlastnosti konstrukce vozidla. Konstrukční řešení vozidla je tedy plně v kompetenci výrobce, ale jeho konstrukce pak musí splňovat vlastnosti stanovené příslušnými předpisy, které jsou před schválením technické způsobilosti vozidla verifikovány ve zkušebnách vozidel (viz kapitola 1). Pevnost konstrukce (životnost) Vybrané jednorázové zkoušky pevnosti podle EHK: Závěsy a zámky dveří (EHK č. 11) Zařízení proti zneužití vozidla (EHK č. 18) Zadní ochrana proti podjetí vozidel kategorie M, N - pevnost nádrží (EHK č. 58) Zvláštní konstrukční části pro vozidla na CNG - pevnost nádrží (EHK č. 110) Zařízení pro zkoušení pevnosti: zkušební stavy, tenzometry, momentové klíče, tlakoměry, kompresory, aj. Řízení podrobně viz kapitola 4. této opory. Brzdy podrobně viz kapitola 5. této opory. Odpružení (pérování a tlumení) podrobně viz kapitola 6. této opory. Směrová stabilita podrobně viz kapitola 7. této opory. Pod prvky pasivní bezpečnosti můžeme zařadit všechny systémy (opatření), které eliminují následky dopravní nehody vozidla. Požadavky na karoserii vozidla z hlediska pasivní bezpečnosti: 1. Vnější bezpečnost Souvisí s vnějším obrysem vozidla (ostré hrany, výčnělky, aj.), aby jeho kontury představovaly co nejnižší riziko zranění pro ostatní účastníky silničního provozu. 59
60 2. Vnitřní bezpečnost Souvisí s interiérem vozidla, aby jeho vnitřní kontury byly co nejméně nebezpečné pro vznik poranění posádky vozidla při dopravní nehodě. deformovatelná příď a záď vozidla (deformační zóny); ochrana proti sekundárnímu nárazu: o zádržné systémy (bezpečnostní pásy, airbagy), o hlavové opěrky, o bezpečnostní hřídel volantu, o interiér; zachování prostoru pro přežití odolnost karoserie: o proti čelnímu/bočnímu nárazu a převrácení, o při posunutí nákladu; ochrana proti vymrštění osob: o zámky a závěsy dveří, o zádržné systémy, o bezpečnostní skla; ochrana proti vzniku a šíření požáru (materiály interiéru). Významnými prvky vnitřní pasivní bezpečnosti vozidla jsou airbagy. Airbag byl patentován již v roce 1953 Johnem W. Hetrickem. Systém airbagu se skládá z těchto částí (viz obr. 27): tkaninový vak (polyamidová tkanina); generátor plynu (inflator); řídicí jednotka; snímače zrychlení. Obrázek 27 Systém airbagu 41 60
61 Časové sekvence aktivace airbagu jsou pro řidiče a spolujezdce rozdílné (viz obr. 28). Obrázek 28 Časové sekvence aktivace airbagu 42 Obrázek 29 ukazuje možný způsob grafického shrnutí výsledků zkoušek pasivní bezpečnosti vozidla. Obrázek 29 Prezentace výsledků zkoušek pasivní bezpečnosti vozidla 43 Vybrané druhy zkoušek pasivní bezpečnosti podle EHK Ochrana cestujících vozidel M1 a N1 proti nárazu podle EHK č. 94 při čelním nárazu, podle EHK č. 95 při bočním nárazu; dynamická zkouška (crash test); ověřována absorpční schopnost karoserie, účinnost zádržných systémů, tuhost a tvar míst kolize posádky s interiérem. 2. Ochrana řidiče při nárazu na mechanismus řízení podle EHK č. 12; čelní náraz pro vozidla kategorie M1 a N1 do 1500 kg; dynamické zkoušky při schvalování: o náraz na bariéru pro prokázání posunutí mechanismu řízení do prostoru řidiče, 61
62 o náraz torza těla (simulace nárazu těla řidiče), o náraz hlavicí (simulace nárazu hlavy řidiče). 3. Kotevní úchyty bezpečnostních pásů podle EHK č kotevní úchyty, EHK č. 16 bezpečnostní pásy, EHK č. 44 zádržné systémy pro děti; bezpečnostní pásy jsou schvalovány samostatně mimo vozidlo při nárazu vozidla musí pohltit určitou část kinetické energie osob; vzhledem k uchycení bezpečnostních pásů ve vozidle je prováděna zkouška kotevních úchytů bezpečnostních pásů, při které je ověřena jejich pevnost ve vozidle; druhy zkoušek bezpečnostních pásů: mez pevnosti, klimatotechnologická odolnost, mikroprokluz, životnost, zkouška správné funkce spon, navíječů, předepínačů. 4. Sedadla a opěrky hlavy podle EHK č. 17 pevnost sedadel, úchytů a opěrek hlav, EHK č. 25 opěrky hlav, EHK č. 80 pevnost sedadel autobusů a jejich úchytů; konstrukce opěrek hlav: o integrální tvořena horní částí opěradla sedadla, o oddělitelná uchycena na opěradle, opěrku lze od opěradla oddělit, o samostatná úplně nebo z části uchycena mimo opěradlo a sedadlo. 5. Pevnost kabin vozidel kategorie N podle EHK č. 29 pevnost kabin nákladních vozidel; druhy zkoušek: o typ A čelní náraz kyvadla do kabiny, o typ B pevnost střechy, o typ C pevnost zadní strany kabiny. 6. Ochrana chodců při srážce s vozidlem podle EHS/ES č. 2003/102 a 2004/90 ochrana chodců a ostatních nechráněných účastníků dopravy před srážkou s motorovým vozidlem; nejčastější zkoušky pro vozidla kategorie M1 a N1 jsou nárazy maketou: o dolní části nohy do nárazníku, o horní části nohy do nárazníku, o hlavy dítěte do kapoty, o horní části nohy do řídicí hrany kapoty, o hlavy dospělého člověka do čelního skla. 7. Ochrana proti podjetí podle EHK č. 58 zadní ochrana proti podjetí, EHK č přední ochrana proti podjetí; vozidla N2, N3, O3, O4 musí být vybavena zařízením, které při dopravní nehodě s dalším vozidlem zabrání jeho podjetí (např. vklínění osobního vozidla pod nákladní); druhy zkoušek: samotného zařízení proti podjetí; montáž na vozidlo; způsobilost vozidel k montáži a vybavené vozidlo zařízením proti podjetí. 62
63 Životnostní zkoušky vozidel 45 V literatuře též někdy označovány jako zkoušky trvanlivostní, spolehlivostní či dlouhodobé. Jedná se o zkoušky zaměřené na životnost a spolehlivost vozidla či jeho skupiny. Délka trvání zkoušky může být vyjádřena buď jednotkou času (např. v počtu hodin) či u vozidel častěji kilometrovým proběhem. Příklady zkoušek: Životnostní zkouška motorů silničních vozidel podle ČSN ; prováděna na brzdě, kde zkoušíme samostatný motor s nezbytným příslušenstvím. Životnostní zkouška vozidel pro silniční motorovou dopravu (dle ČSN ). Úkoly k textu: 1. Vyjmenujte požadavky kladené na karoserii vozidla z hlediska aktivní a pasivní bezpečnosti. 2. Uveďte druhy airbagů. 3. S využitím další literatury zjistěte význam kritérií poranění HPC a NIC. 4. Vymezte pojem životnost. 5. Definujte životnostní zkoušky vozidel. Shrnutí: V deváté kapitole této opory jste se seznámili s prvky aktivní a pasivní bezpečnosti vozidel včetně možností jejich zkoušení. Dále byly uvedeny konkrétní zkoušky včetně příslušného legislativního předpisu, podle něhož bývají prováděny. Závěrem byly stručně uvedeny životnostní zkoušky vozidel včetně příkladů. Otázka k zamyšlení: Kterým prvkům bezpečnosti je třeba při vývoji vozidel věnovat větší pozornost? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN VLK, František. Zkoušení a diagnostika motorových vozidel. Brno: Nakladatelství a vydavatelství vlk, ISBN
64 10 Metody technické diagnostiky vozidlových motorů, diagnostika zážehových motorů s příslušenstvím. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat základní metody diagnostiky vozidlových motorů; popsat metody diagnostiky vozidlových motorů; vyjmenovat a popsat metody diagnostiky zážehových motorů; vyjmenovat a popsat metody diagnostiky příslušenství zážehových motorů. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozhodnout o aplikaci metody technické diagnostiky motoru; rozhodnout o aplikaci metody technické diagnostiky příslušenství zážehového motoru; posoudit výsledky technické diagnostiky motoru; posoudit výsledky technické diagnostiky příslušenství zážehového motoru. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o metodách technické diagnostiky motoru; informace o metodách technické diagnostiky příslušenství zážehového motoru; Klíčová slova kapitoly: diagnostika, motor, příslušenství. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 4hodin (teorie + řešení úloh) Správný technický stav motoru je základním předpokladem provozuschopnosti vozidla. Proto je nezbytné věnovat technickému stavu motoru náležitou pozornost zejména při periodických technických prohlídkách vozidla. Základní metody kontroly technického stavu motoru a jeho příslušenství: 1. Kontrola technického stavu motoru a příslušenství prohlídkou: kontrola vnější těsnosti motoru (únik kapalin); kontrola vnějšího poškození motoru (zejména mechanické a tepelné poškození); kontrola poslechem (stetoskopem); kontrola příslušenství motoru (těsnost, stav elektroinstalace, atd.). 64
65 2. Kontrola technického stavu měřením parametrů motoru a jeho příslušenství: měření kompresních tlaků jednotlivých válců; kontrola těsnosti spalovacího prostoru; měření tlaku v prostoru klikové skříně; kontrola činnosti jednotlivých válců; měření spotřeby motorového oleje; měření předstihu zážehu (kontrola předvstřiku u vznětových motorů); měření tlaku v palivové soustavě; měření časování rozvodového mechanismu motoru; měření obsahu škodlivin ve výfukových plynech; kontrola paměti závad ECU vozidla; měření vibrací motoru; kontrola stavu provozních kapalin motoru (analýzy vzorků oleje a paliva). Měření kompresního tlaku ve spalovacím prostoru Metoda měření kompresního tlaku ve spalovacím prostoru jednotlivých válců motoru patří k nejčastější a nejznámější metodě diagnostiky technického stavu motoru. Zařízení, kterým kompresní tlak ve spalovacím prostoru měříme, se nazývá kompresiometr (viz obr. 30). Postup měření: 1. zahřátí motoru na provozní teplotu; 2. demontáž zapalovacích svíček, event. vstřikovačů motoru; 3. připojení kompresiometru ke spalovacímu prostoru otvorem pro zapalovací svíčku/vstřikovač; 4. podle typu kompresiometru buď přímo mechanik nebo jeho pomocník provede pokus o nastartování motoru po dobu cca 5 s; 5. přesunutí štítku kompresiometru do další polohy pro kontrolu dalšího válce motoru; 6. tento postup opakujeme podle počtu válců motoru. Obrázek 30 Sada kompresiometru (vlevo) se záznamem z měření (vpravo) 46 65
66 Sada kompresiometru je společně se záznamem z měření kompresního tlaku motoru na obr. 30. Rastr štítku z měření obsahuje dvě osy. Vodorovná osa (označena Zyl. z němčiny zkratka pro válec ) představuje příslušný válec motoru (na obr. 30 válec 1 až 8). Svislá osa představuje kompresní tlak v barech. Na obr. 30 je ukázáno měření ze čtyřválcového zážehového motoru. U válců 1 až 3 byla změřena hodnota kompresního tlaku cca 15 bar. U čtvrtého válce byl zjištěn kompresní tlak cca 13 bar. Po naměření hodnot kompresního tlaku je třeba zjištěné hodnoty porovnat s dílenskou příručkou výrobce vozidla, která udává jednak min. hodnotu kompresního tlaku a dále pak max. přípustný rozdíl mezi max. a min. změřeným kompresním tlakem ( p). Z provedeného porovnání můžeme rozhodnout o technickém stavu motoru podle měření kompresního tlaku ve spalovacím prostoru motoru. Dnes se stále častěji pro zjišťování kompresního tlaku uplatňují moderní diagnostické metody s využitím osciloskopu a proudových kleští (komparační metoda; zjišťujeme pouze odchylky kompresních tlaků mezi jednotlivými spalovacími prostory) nebo metoda s využitím diagnostických zařízení připojených k vozidlu přes diagnostickou zásuvku, kdy můžeme měřit a hodnotit rychlost pohybu pístu v kompresním zdvihu, která závisí na kompresním tlaku ve spalovacím prostoru. Pohybuje-li se jeden z pístů v kompresním zdvihu rychleji než ostatní, můžeme v tomto spalovacím prostoru vyhodnotit nižší kompresní tlak. Měření netěsnosti spalovacího prostoru (měření poklesu tlaku) 47 V měřeném válci se ustaví píst do horní úvrati kompresního zdvihu a otvorem pro zapalovací svíčku či vstřikovač se do spalovacího prostoru přivede stlačený vzduch a sleduje se pokles tlaku. Míra poklesu tlaku ve spalovacím prostoru v % je ukazatelem pro posouzení jeho technického stavu. Netěsnost by neměla překročit 25 %. Asi 20 % by za normálních okolností mohlo unikat přes pístní kroužky a 5 % přes ventily. Tato metoda je ideální pokud jde o zjištění příčiny netěsnosti, respektive poklesu tlaku. Sluchem nebo vizuálně lze poměrně snadno zjistit, kudy stlačený vzduch uniká. Například únik vzduchu: přes vzduchový filtr netěsnost sacího ventilu; výfukovým potrubím netěsnost výfukového ventilu; do klikové skříně netěsnost pístních kroužků. Měření obsahu škodlivin ve výfukových plynech Podmínkou schválení technické způsobilosti vozidla nebo úspěšné kontroly technického stavu vozidla je splnění přísných požadavků na obsah škodlivin ve výfukových plynech motoru. Závazná emisní norma EURO stanovuje dovolené (limitní) hodnoty obsahu škodlivin ve výfukových plynech. Tabulka 2 uvádí přehled jednotlivých emisních norem pro zážehové i vznětové motory. 66
67 Rok Norma EURO CO [g/km] NO X [g/km] HC + NO X [g/km] HC [g/km] Pevné částice [g/km] 1992 I 3,16 3, ,13 1,13-0, II 2,20 1, ,50 0,70* - 0,08** 2000 III 2,30 0,64 0,15 0,50-0,56 0,20 0, IV 1,00 0,50 0,08 0,25-0,30 0,10 0, V 1,00 0,50 0,06 0,18-0,23 0,10 0, VI 1,00 0,50 0,06 0,08-0,17 0,10 0,005 Legenda: BENZÍNOVÉ MOTORY, NAFTOVÉ MOTORY * 0,90 pro motory s přímým vstřikováním paliva ** 0,10 pro motory s přímým vstřikováním paliva Tabulka 2 Emisní normy EURO 48 Kontrola příslušenství motoru Diagnostika mazací soustavy motoru I. Preventivní diagnostika: II. pravidelná kontrola množství, příp. úbytku oleje (l/x km); tribotechnická diagnostika viz kapitola 3. Komplexní kontrola mazací soustavy Provádíme měřením tlaku v mazací soustavě motoru. Postup měření: 1. kontrola množství oleje v motoru; 2. zahřátí motoru na provozní teplotu (příp. předepsanou pro zkoušku podle dílenské příručky); 3. vypneme motor; 4. místo snímače tlaku oleje připojíme tlakoměr (rozsah 0 až 1MPa); 5. nastartujeme motor, nastavíme předepsané otáčky a měříme tlak; 6. zjištěný tlak v mazací soustavě porovnáme s hodnotou tlaku při daných otáčkách podle dílenské příručky a rozhodneme o výsledku stavu mazací soustavy motoru. Diagnostika chladicí soustavy motoru Periodická kontrola chladicí soustavy spočívá zejména v kontrole: množství chladicí kapaliny; těsnosti chladicí soustavy; bodu tuhnutí nemrznoucí chladicí kapaliny; čerpadla chlazení; ventilátoru chlazení; termostatu; vnější a vnitřní čistoty chladiče. Kontrolu těsnosti chladicí soustavy můžeme provést: 1. prohlídkou soustavy (sledujeme únik kapaliny, kapky, skvrny na hadicích, atd.); 67
68 2. zkouškou těsnosti chladicí soustavy přetlakem: víčko chladiče nahradíme vhodným adaptérem zkušebního přístroje, na adaptér připojíme tlakovou pumpu s tlakoměrem, soustavu pumpou natlakujeme na hodnotu zkušebního přetlaku podle údajů výrobce vozidla (obvykle 80 až 140 kpa), pokud soustava neudrží vytvořený přetlak 100 kpa po dobu cca 2 min, je soustava netěsná (prohlídkou hledáme příčinu netěsnosti). Úkoly k textu: 1. Vyjmenujte metody pro zjištění technického stavu motoru. 2. Jak provedete vyhodnocení výsledků měření kompresního tlaku ve spalovacím prostoru motoru? 3. S využitím další literatury uveďte možnosti diagnostiky palivové soustavy zážehového motoru se vstřikováním paliva. 4. Co je to lambda regulace? 5. S využitím další literatury uveďte princip a popište metodiku měření obsahu škodlivin ve výfukových plynech zážehového motoru. Shrnutí: V desáté kapitole této opory jste se seznámili s metodami diagnostiky technického stavu motoru včetně příslušenství. Byly uvedeny konkrétní zkoušky technického stavu motoru měření kompresního tlaku ve spalovacím prostoru a sledování poklesu tlaku ve spalovacím prostoru. Závěrem byly uvedeny možnosti diagnostiky mazací a chladicí soustavy motoru vozidla. Otázky k zamyšlení: 1. Podle čeho se rozhodnete při volbě místa připojení kompresiometru ke spalovacímu prostoru motoru (otvor pro zapalovací svíčku nebo vstřikovač)? 2. Vyjmenujte možné příčiny zvýšené spotřeby motorového oleje. Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN
69 11 Diagnostika vznětových motorů s příslušenstvím, evropská palubní diagnostika (EOBD). Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat a popsat metody diagnostiky vznětových motorů; vyjmenovat a popsat metody diagnostiky příslušenství vznětových motorů. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozhodnout o aplikaci metody technické diagnostiky motoru; rozhodnout o aplikaci metody technické diagnostiky příslušenství vznětového motoru; posoudit výsledky technické diagnostiky motoru; posoudit výsledky technické diagnostiky příslušenství vznětového motoru. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o metodách technické diagnostiky vznětového motoru; informace o metodách technické diagnostiky příslušenství vznětového motoru. Klíčová slova kapitoly: diagnostika, vznětový motor, příslušenství. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 3hodin (teorie + řešení úloh) Základní metody kontroly technického stavu vznětového motoru a jeho příslušenství jsou s ohledem na druh příslušenství motoru podle principu jeho činnosti (zážehový/vznětový) analogické a jsou uvedeny v předchozí kapitole této opory. Kontrola technického stavu vznětového motoru se v porovnání s diagnostikou zážehového motoru odlišuje zejména v diagnostice příslušenství motoru a měření obsahu škodlivin ve výfukových plynech. Měření kouřivosti vznětových motorů 49 Kouřivost u vznětových motorů představuje obsah pevných částic (sazí) ve výfukových plynech. K měření kouřivosti se používají kouřoměry tzv. opacimetry, což jsou přístroje pracující na principu měření optické hustoty výfukových plynů. Optická hustota (opacita) je fyzikální vlastnost, která vyjadřuje schopnost 69
70 prostředí pohlcovat světlo. Kvalitativně může být vyjádřena nejčastěji koeficientem absorpce (pohlcení) světla K (v absolutních jednotkách [m -1 ] nebo opacitou v lineárních jednotkách [%]. Postup při měření kouřivosti: 1. Vizuální kontrola typového označení motoru vozidla, homologačního štítku podle příslušného předpisu EHK nebo směrnice ES. 2. Vizuální kontrola technického stavu motoru, neporušenosti zajištění proti neoprávněné manipulaci, zejména u vstřikovacích zařízení, stavu sacího a výfukového vedení. 3. Měření kouřivosti motoru metodou volné akcelerace (viz dále podrobně), doplněné kontrolou volnoběžných a přeběhových otáček, případně pravidelnosti chodu motoru. 4. Kontrola nastavení předvstřiku paliva - provádí se v případě, že vozidlo nevyhovělo při kontrole podle předchozích bodů nebo byly zjištěny zjevné zásahy do seřízení a nastavení motoru. Měření kouřivosti metodou volné akcelerace 1. Za volnoběhu motoru se přestaví akcelerační pedál rychle, avšak nenásilně do polohy odpovídající maximální dodávce paliva (přestavení by mělo trvat asi 0,2 až 0,4 s), tato poloha akcelerátoru se udržuje tak dlouho, až motor dosáhne maximálních otáček a začne pracovat regulátor. 2. Jakmile se dosáhne maximálních přeběhových otáček v oblasti funkce regulátoru, akcelerační pedál se po třech sekundách (době předepsané výrobcem) uvolní a otáčky motoru se nechají klesnout na volnoběžné. V průběhu volné akcelerace se zaznamená maximální hodnota kouřivosti (v lineárních [%] nebo absolutních jednotkách [m -1 ]). Po 15 s volnoběžných otáček je motor připraven k dalšímu cyklu volné akcelerace. 3. Výše uvedený postup se opakuje nejméně pětkrát (první slouží k vyčištění spalovacího prostoru a výfukového systému). Zaznamenané hodnoty jsou považované za správné, když se naměřené hodnoty neodlišují o více než 0,25 m -1, tj. 10 %. 4. Výsledná hodnota kouřivosti v absolutních jednotkách je u kontrolovaného vozidla vypočtena aritmetickým průměrem podle (42) z posledních čtyř odečtených hodnot (K1 až K4): K K1 K2 K3 K4 (42) 4 K hodnotám udávaným přístrojem v době mezi jednotlivými akceleracemi, kdy je motor ve volnoběhu, se nepřihlíží. Postup měření je obvykle nabízen na displeji přístroje a výsledek je vytištěn na tiskárně ve formě protokolu nebo se k protokolu přiloží. 70
71 Naměřená hodnota kouřivosti se porovná s údajem o korigovaném součiniteli absorpce (kouřivosti) na homologačním štítku vozidla nebo s údajem v technickém průkazu vozidla. Příklad: Diagnostika závady palivové soustavy Common-Rail vznětového motoru V současné době vytváří zejména ekonomické aspekty potřebu užívat diagnostické prostředky jako kontinuální proces bez mnohdy náročných demontáží. Použití bezdemontážní diagnostiky dovoluje například predikování následné činnosti zařízení na základě jeho aktuálně zjištěného technického stavu, zjištění závady a její lokalizaci včetně možného stanovení její příčiny, monitorování technických stavů jednotlivých zařízení či jejich dílčích součástí. Dále bude představen konkrétní případ závady palivové soustavy vznětového motoru vozidla. Majitel vozidlo přistavil do servisu se závadou, že motor nelze uvést do chodu. Následně bylo přistoupeno k navázání komunikace s ECU vozidla (viz obr. 31): Obrázek 31 Komunikace mezi vozidlem a IDS 50 Dále byla vyčtena historie paměti závad a odečteny chybové kódy. Přehled chybových kódů včetně názvu závady uvádí tabulka 3. P. č. Chybový kód závady Název závady 1. P ACM Nedostatečné napětí akumulátoru 2. B EPS 3. B2500 0F GEM 4. P PCM Neodpovídající tlak paliva v systému Common-Rail Tabulka 3 Odečtené chybové kódy závad z ECU, názvy závad 51 Hodnota tlaku paliva ve vysokotlakém zásobníku paliva (railu) dosahovala v okamžiku startování hodnoty cca 95,6 bar, což ECU vyhodnotila jako nedostatečnou úroveň vstřikovacího tlaku paliva do spalovacího prostoru motoru. Odpovídající hodnota se pro úspěšný start pohybuje okolo 200 bar (viz obr. 32). Podle výpisu paměti závad mohla být ztráta potřebného tlaku pro vstřikování paliva způsobena mj. únikem paliva na vstřikovacím ventilu (dále jen vstřikovač), který je u předmětné palivové soustavy předmětného vozidla samostatný elektromagneticky ovládaný pro jednotlivý válec motoru. 71
72 Obrázek 32 Průběh tlaku paliva ve vysokotlakém zásobníku (railu) při startování motoru 52 72
73 Baňková zkouška Příčina diagnostikovaného poklesu tlaku paliva ve vysokotlakém zásobníku palivové soustavy byla zjištěna pomocí tzv. baňkové zkoušky, která představuje měření průtoku paliva na přepadech jednotlivých vstřikovačů palivové soustavy. Na jednotlivé přepady vstřikovačů byly pomocí plastových hadiček instalovány odměrné baňky. Výsledkem zkoušky byla velikost objemu paliva proniknutého jednotlivými přepady vstřikovačů při níže stanovených režimech. Zkouška byla provedena pro následující dva režimy: 1. režim: Měření průtoku paliva na přepadech jednotlivých vstřikovačů při startování po dobu 10 s. Na základě objemového množství paliva proniknutého jednotlivými přepady vstřikovačů lze dovodit, že 1. a 2. vstřikovač vykazoval bezvadný stav, 3. a 4. vstřikovač vykazoval nadměrný průnik paliva přepadem (viz obr. 33). 2. režim: Měření průtoku paliva na přepadech jednotlivých vstřikovačů při běžícím motoru po dobu 28 s.s pomocí startovacího agregátu byl motor předmětného vozidla uveden do chodu a mohla proběhnout baňková zkouška při běhu motoru. Na základě objemového množství paliva proniknutého jednotlivými přepady vstřikovačů lze dovodit, že 1. vstřikovač vykazoval bezvadný stav, 2. vstřikovač již vykazoval patrný průnik paliva přepadem, 3. a 4. vstřikovač vykazoval nadměrný průnik paliva přepadem. Obrázek 33 Baňková zkouška (1. režim) 53 Příčinou závady související s neodpovídajícím tlakem paliva v systému vstřikování byla netěsnost kuličkového ventilu umožňujícího regulaci průtoku paliva přepadem vstřikovače. Netěsnost kuličkového ventilu přepadu 2., 3. a 4. vstřikovače byla způsobena poškozením dosedacích ploch pro kuličku sedla ventilu, což prokázala provedená materiálová analýza sedel kuličkových ventilů a kuliček. 73
74 Evropská palubní diagnostika 54 Palubní diagnostika OBD (On Board Diagnostics),evropská palubní diagnostika (European On Board Diagnostics- EOBD)je označení pro interní diagnostický systém, který je součástí palubního počítače vozidla. Jeho činnost je zaměřena na kontrolu emisí výfukových plynů. První systém OBD byl zaveden v roce 1988, kdy byly všechny elektronické součásti související se složením výfukových plynů kontrolovány dalším elektronickým systémem vozu. Od počátku roku 1996 je v USA platný systém OBD II, který navíc sleduje všechny další systémy a procesy, jež jsou rozhodující z hlediska emisí výfukových plynů, a zajišťuje tak především správnou funkci palivového a výfukového systému. Tento diagnostický systém je vždy opatřen kontrolkou MIL (Malfunction Indicator Light), umístěnou v zorném poli řidiče na panelu přístrojové desky. Od roku 1988 platí přísnější předpis OBD II (EOBD), který sleduje funkci: katalyzátoru, zapalování, systému odvzdušnění palivové nádrže, systému sekundárního vzduchu, lambda sond, systému recirkulace spalin. Od roku 1996 musí být systém OBD II(EOBD) i u vznětových motorů. Úkoly k textu: 1. Co je to kouřivost vznětového motoru? 2. Popište metodu volné akcelerace využívané při měření kouřivosti. 3. Zjistěte hodnoty (event. rozmezí dle generace systému Common Rail) tlaku ve vysokotlakém zásobníku palivové soustavy Common Rail při volnoběhu a maximálním výkonu motoru. 4. S využitím odborné literatury uveďte příklady možných závad vozidla signalizovaných rozsvícením kontrolky MIL. Shrnutí: V jedenácté kapitole této opory jste se seznámili s měřením kouřivosti vznětového motoru, metodou volné akcelerace a ukázkou konkrétní závady palivové soustavy Common Rail vznětového motoru osobního vozidla. Závěrem byly uvedeny základy Evropské palubní diagnostiky (EOBD). Otázka k zamyšlení: Jakým způsobem provedete kontrolu jednopružinového mechanického vstřikovače palivové soustavy vznětového motoru? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN
75 12 Schvalovací zkoušky vozidel. Princip schvalování a autocertifikace. Harmonizace předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel. Nárazové zkoušky vozidel (crash testy). Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vysvětlit schvalovací zkoušky vozidel; charakterizovat technickou způsobilost vozidla; vysvětlit nárazové zkoušky vozidel. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: rozpoznat schvalovací zkoušky vozidel; rozeznat a vysvětlit princip schvalování a autocertifikace; vysvětlit důvody harmonizace předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel; rozpoznat nárazové zkoušky vozidel. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o schvalování technické způsobilosti vozidel; informace o harmonizaci a vývoji předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel; informace o nárazových zkouškách vozidel. Klíčová slova kapitoly: schvalování, technická způsobilost, nárazové zkoušky. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 2hodin (teorie + řešení úloh) Homologační (schvalovací) zkoušky vozidla se zabývají schvalováním technické způsobilosti vozidla pro provoz na pozemních komunikacích (viz zákon č. 56/2001 Sb., část třetí, o podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích). Technická způsobilost vozidla může být schválena buď jako celku nebo jeho dílčí konstrukční části (skupiny). Každá homologační zkouška musí být provedena předpisu EHK, resp. směrnice EHS/ES a v souladu s příslušnými nařízeními Rady ES. Podle Informačního dokumentu k zákonu č. 56/2001 Sb., část první, se pod pojmem schvalování rozumí postup, podle kterého se získává: 75
76 a) osvědčení o schválení technické způsobilosti typu silničního vozidla, systému vozidla, konstrukční části vozidla nebo samostatného technického celku nebo silničního vozidla vyráběného v malé sérii, které výrobce nebo akreditovaný zástupce výrobce (dále jen výrobce) hodlá uvádět hromadně na trh, podle části třetí, hlava I zákona č. 56/2001 Sb. b) rozhodnutí o schválení technické způsobilosti jednotlivě vyrobeného silničního vozidla nebo jednotlivě dovezeného silničního vozidla podle části třetí, hlava II a hlava III zákona č. 56/2001 Sb. c) rozhodnutí o schválení technické způsobilosti přestavby silničního vozidla nebo hromadné přestavby silničního vozidla podle části páté zákona č.56/2001 Sb. d) rozhodnutí o schválení technické způsobilosti výbavy vozidla podle části šesté zákona č. 56/2001 Sb. osvědčení o schválení technické způsobilosti typu zvláštního vozidla nebo rozhodnutí schválení technické způsobilosti jednotlivě vyrobeného zvláštního vozidla nebo jednotlivě dovezeného zvláštního vozidla podle části sedmé zákona č.56/2001 Sb. Pod pojmem homologace typu se ve smyslu zákona č. 56/2001 Sb. podle Informačního dokumentu MD ČR rozumí: prohlášení o shodě: o typu vozidla, o typu systému vozidla, o typu konstrukční části vozidla, o typu samostatného technického celku vozidla podle požadavků mezinárodně platných technických předpisů, formulovaných: a) v předpisech Evropské hospodářské komise OSN (EHK), b) v příslušných směrnicích a dalších dokumentech (rozhodnutí, nařízení apod.) Evropského společenství ES (dříve EHS). Druhy schvalování technické způsobilosti vozidla: národní schvalování, evropské schvalování (evropská homologace). Princip schvalování a autocertifikace Princip schvalování - výrobce přistaví vozidlo na zkušebnu pověřenou příslušným orgánem (MD ČR), zkušebna provede ověření vlastností vozidla (skupiny, konstrukční části) a v případě splnění požadavků předpisů (předpisy EHK, směrnice EHS/ES) vydá podklady (protokoly ze zkoušek) MD ČR, které vydá homologaci. Princip autocertifikace - výrobce vydá prohlášení, že vozidlo splňuje požadavky příslušných předpisů. Příslušný orgán může namátkově toto prohlášení, resp. plnění předpisů, zkontrolovat. Případné nesrovnalosti se řeší soudní cestou. Z pohledu harmonizace předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel je snahou vytvářet celosvětově platné předpisy GTR (Dohoda z r EHK 76
77 OSN). Očekávaný vývoj v technických předpisech pro schvalování technické způsobilosti vozidel: zrušení některých směrnic ES a nahrazení dnes již harmonizovanými předpisy EHK, některé dnes povinné homologační zkoušky nahradit zkouškami výrobce (tj. prakticky autocertifikace) nebo virtuálními zkouškami. Obrázek 34 Metodika schvalování technické způsobilosti vozidel 55 Nárazové zkoušky vozidel 56 Nárazové zkoušky vozidel (Crash testy) jsou destruktivní zkoušky prováděné za účelem zejména ověření pasivní bezpečnosti vozidel. Při nárazových zkouškách je vozidlo podrobeno několika předem definovaným nárazům (např. čelní a boční náraz). Výsledek zkoušek určuje několik faktorů - např. síly, které při nárazu působí na jednotlivé části lidského těla. Podle výsledků zkoušek je pak vozidlu přiděleno hodnocení bezpečnosti (např. počet hvězdiček, nebo počet dosažených bodů). Tyto zkoušky nemusí být totožné s bezpečnostními požadavky pro schvalování technické způsobilosti vozidla, tedy jejich absolvování nemusí být podmínkou prodeje (exportu) na určitém trhu. Nejznámější v Evropě jsou nárazové zkoušky Euro-NCAP, které zahrnují celkem 3 nárazové testy: 1. čelní náraz vozidla v rychlosti 64 km/h do deformovatelné bariéry (přesazení 40 %), 2. boční náraz do vozidla rychlostí 50 km/h, 3. tzv. "poole test" v rychlosti 29 km/h (ocelový sloupek narazí do boku vozidla). 77
78 Úkoly k textu: 1. Co je to technická způsobilost vozidla? 2. Zjistěte nejméně pět homologačních zkoušek, které musí osobní vozidlo podstoupit při schvalování jeho technické způsobilosti (při národním i evropskémschvalování). 3. Uveďte výhody a nevýhody principu schvalování a autocertifikace. 4. Jaké údaje (data) z nárazových zkoušek vozidel mohou být analyzovány a při jakých činnostech mohou být užitečné? Shrnutí: Ve dvanácté kapitole této opory jste se seznámili se schvalovacími zkouškami vozidel, principem schvalování a autocertifikace, směrem vývoje předpisů pro schvalování technické způsobilosti vozidel. Závěrem byly uvedeny nárazové zkoušky vozidel (crash testy). Otázka k zamyšlení: V čem spočívá rozdíl národního a evropského schvalování vozidel (národní a evropská homologace)? Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN
79 13 Kontrola a hodnocení technického stavu vozidla na STK a SME, aplikace diagnostiky v provozu a údržbě vozidel. Základy autoopravárenství. Po prostudování této kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete umět: vyjmenovat soustavy, které kontrolujeme při hodnocení technického stavu vozidel na STK; rozeznat účel STK a SME; rozeznat údržbu a diagnostiku vozidla; vysvětlit základy autoopravárenství. Po prostudování kapitoly a vypracování úkolů v rámci kapitoly budete schopni: orientovat se v kontrole a hodnocení technického stavu vozidla na STK a SME; aplikovat diagnostiku v údržbě a provozu vozidel; popsat základy autoopravárenství. Prostudováním kapitoly a vypracováním úkolů v rámci kapitoly získáte: informace o kontrole a hodnocení technického stavu vozidla na STK a SME; informace o možnostech aplikace technické diagnostiky v provozu a údržbě vozidel; informace o zásadách autoopravárenské praxe. Klíčová slova kapitoly: schvalování, technická způsobilost, nárazové zkoušky. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 3 + 2hodin (teorie + řešení úloh) Podle zákona č. 56/2001 Sb., části čtvrté, o podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích, se technickou prohlídkou vozidla rozumí kontrola technického stavu, činnosti ústrojí a zařízení silničního vozidla. Dále se podle této právní úpravy kontrolou technického stavu silničního vozidla rozumí kontrola: a) brzdové soustavy, b) řízení, 79
80 c) náprav, kol, pneumatik, pérování, hřídelů, kloubů, d) podvozku a karoserie, e) světelných zařízení a světelné signalizace, f) ostatního ústrojí a zařízení, zejména elektrického zařízení a vedení, rychloměru a tachografu, palivové soustavy, těsnosti motoru a převodovky, spojky, řazení rychlostních stupňů, vytápění a větracího systému, spojovacího zařízení, výfukové soustavy, odrušení, hluku, g) předepsané a zvláštní výbavy. Při zahájení technické prohlídky musí být u předmětného vozidla předložen protokol o měření emisí s kladným výsledkem a na zadní tabulce registrační značky musí být umístěna kontrolní nálepka s vyznačením doby platnosti provedeného měření, které bylo provedeno ve stanici měření emisí (SME). Přístroje a zařízení pro provádění technické prohlídky jsou stanoveny prováděcí vyhláškou č. 302/2001 Sb., o technických prohlídkách a měření emisí vozidel. Přístroje musí být metrologicky ověřeny (kalibrovány). Řidič předmětného vozidla může být přítomen při technické prohlídce vozidla ve stanici technické kontroly (STK). Měření obsahu škodlivin ve výfukových plynech (měření emisí) 57 Hodnocení a vyznačování měření emisí upravuje 45 zákona č. 56/2001 Sb., část čtvrtá, hlava I. Jestliže hodnoty parametrů a vlastností emisního chování vozidla po provedeném měření emisí překračují limity stanovené výrobcem a prováděcím právním předpisem, je předmětné vozidlo technicky nezpůsobilé k dalšímu provozu na pozemních komunikacích. Protože podle 37 zákona č. 56/2001 Sb., část čtvrtá, hlava I, písm. c, je vozidlo technicky nezpůsobilé k provozu na pozemních komunikacích, pokud poškozuje životní prostředí nad míru stanovenou prováděcím právním předpisem. V takovém případě stanice měření emisí odstraní kontrolní nálepku z tabulky registrační značky vozidla. Aplikace diagnostiky v provozu a údržbě vozidel Při provozu a údržbě vozidla (namátkové či periodické) můžeme provést diagnostiku zejména vizuální, tj. prohlídkou vozidla, zkoumáním netěsností, úniku kapalin, mechanického poškození, aj. V provozu vozidla je třeba, aby se řidič vozidla soustředil na neobvyklé zvuky (klepání, vibrace) a průběžně sledoval samozřejmě stav sdělovačů (kontrolek) na přístrojovém panelu vozidla. Při periodické kontrole vozidla můžeme aplikovat jednak metody technické diagnostiky objektivní (tribotechnická diagnostika, diagnostika pomocí diagnostického zařízení spojeného s řídicí jednotkou vozidla, měření vůlí v mechanismu řízení, atd.) či diagnostiky subjektivní (poslech chodu motoru, zkušební jízda pro posouzení např. hlučnosti převodovky, ložisek uložení kol, atd.). 80
81 V dnešních moderních vozidlech vybavených elektronickými řídicími jednotkami (ECU) se neustále provádějí autodiagnostické procesy za účelem nejen aktuální kontroly systémů vozidla. Základy autoopravárenství 58 Pod pojmem oprava si můžeme představit souhrn úkonů, kterými odstraňujeme následky opotřebení, mechanického poškození nebo výrobních vad. Při opravě nemusíme na rozdíl od renovace zabezpečit původní rozměry součástí, musíme však opravou zajistit (obnovit) správnou činnost (funkci) opravovaných dílů. Autoopravárenství tedy můžeme definovat jako uskutečňování procesu opravy vozidla, jeho skupiny, konstrukční části či dílu. Základní fáze opravy vozidla Nejprve se jedná o fázi zjištění příčiny závady a rozsahu potřebné opravy. Tato fáze se neuplatní u zjevného poškození konkrétní součásti a naopak je důležitá při vyhledávání zdroje nebo příčiny nesprávné funkce určitého zařízení nebo celého vozidla. Některé závady však vykazují velmi složité příčiny a jejich zjištění vyžaduje nejen odborné znalosti ale i zkušenosti automechanika. Správné zjištění příčiny závady má značný vliv na následnou opravu, zejména její náročnost (časovou i pracovní) a ekonomičnost. K hledání složitých příčin závad dnes významně přispějí moderní diagnostické přístroje, ale i tyto bez odborných znalostí a zkušeností pracovníka nemusí vést ke zdárnému výsledku. Až po pečlivém zjištění příčiny závady, lokalizace poškození a stanovení rozsahu opravy může pracovník provést druhou fázi, kterou je demontáž. Technologický postup demontáže provedeme podle dílenské příručky vozidla. Po demontáži a zjištění (resp. potvrzení)příčiny závady (poruchy) nastoupí třetí fáze. Demontované díly omyjeme a očistíme. Nyní provedeme vlastní výměnu, seřízení nebo opravu součásti. Příp. seřízení provedeme podle technologického postupu, který je uveden v dílenské příručce vozidla. Závěrečnou fází je montáž součásti (celku) zpět do vozidla. Dbáme na pořadí a polohu dílů, aby nedošlo k jejich záměně či montáži v nesprávné poloze. Dodržujeme technologický postup montáže podle dílenské příručky vozidla. Důležitou a nutnou součástí správné montáže je kontrola funkce opravovaného celku nebo vozidla (vizuálně, jízdní zkouškou). Úkoly k textu: 1. Které soustavy vozidla kontrolujeme ve STK? 2. Co se provádí ve stanici měření emisí (SME)? 3. Uveďte zásady (základní fáze) autoopravárenství. 81
82 4. S využitím dalších zdrojů uveďte kategorizaci závad, kterou mohou být zjištěny při kontrole technického stavu vozidla na STK? Jaký vliv mají tyto závady na technickou způsobilost vozidla? Shrnutí: Ve třinácté kapitole této opory jste se seznámili s kontrolou a hodnocením technického stavu vozidla ve stanici technické kontroly (STK) a stanici měření emisí (SME). Dále byly uvedeny možnosti využití diagnostiky v provozu a údržbě vozidla. Závěrem byly uvedeny základy opravárenství vozidel. Další zdroje: FIRST, Jiří. Zkoušení automobilů a motocyklů. Praha: ST CZ s.r.o., ISBN POŠTA, Josef. Opravárenství a diagnostika II. INFORMATORIUM, 2. vydání ISBN EAN VÉMOLA, Aleš. Diagnostika automobilů I. Brno: Littera, ISBN

References: zákona č. 168
 zákona č. 307
 zákona č. 56
 zákona č. 56
 zákona č.56
 zákona č. 56
 zákona č.56
 zákona č. 56
 zákona č. 56
 zákona č. 56
 zákona č. 56