Kontrola geometrii zawieszenia – charakterystyka i dostępne urządzenia
Ponieważ nie wszyscy kierowcy są świadomi, że kontrola i ewentualna regulacja geometrii kół w samochodzie powinna być regularną czynnością, jaką przeprowadza się w warsztacie samochodowym, warto ich o tym uświadamiać. Dostępne urządzenia do sprawdzenia geometrii zawieszenia ewoluują w kierunku coraz szybszej i prostszej obsługi. Coraz częściej także są bezobsługowe.
Bezpieczna i komfortowa jazda samochodem zależy od różnych czynników. Jednym z najważniejszych jest stan techniczny pojazdu, w tym prawidłowe ustawienie geometrii wszystkich jego kół.
Pomijając ekstremalne przypadki urwania koła, niepoprawna geometria może się przyczynić do nawet znacznego pogorszenia właściwości jezdnych, zarówno przy jeździe na wprost, jak i podczas pokonywania zakrętów. Gorsza stabilność prowadzenia, „ściąganie” z obranego toru jazdy, opóźnione reakcje przy dynamicznej jeździe na zakrętach czy mniejsza skuteczność hamowania, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych, to tylko kilka przykładów niepożądanych reakcji auta w przypadku źle ustawionej geometrii zawieszenia.
Co to jest geometria zawieszenia? |
Geometria zawieszenia jest pojęciem, które obejmuje swoim zakresem parametry określające położenie i ruch kół względem podłoża. To od tych parametrów w dużej mierze zależy stabilność i kierowalność samochodu podczas jazdy na wprost oraz w zakrętach. Sposób ustawienia geometrii wpływa również na siły przenoszone między oponami a nawierzchnią drogi. Tym samym wpływa na występujące opory toczenia, a w konsekwencji również na spalanie i zużycie ogumienia. |
Najważniejszym parametrem geometrii jest zbieżność kół. Określa ona sposób ustawienia kół względem siebie. Mówimy tu o zbieżności dodatniej (koła ustawione są do wewnątrz) lub o zbieżności ujemnej bądź rozbieżności (koła ustawione są na zewnątrz). Zazwyczaj stosuje się kąt zbieżności wynoszący od +3 do -3°. W zależności od ustawienia zbieżności auto może albo być bardziej stabilne podczas jazdy na wprost, albo lepiej reagować na szybkie zmiany kierunku jazdy. |
Kolejnym istotnym parametrem jest kąt pochylenia kół (nie zawsze bowiem są one idealnie prostopadłe do podłoża). Koła mogą być pochylone nieznacznie do środka (mówimy wówczas o kącie ujemnym) lub na zewnątrz (kąt dodatni). W zależności od kąta nachylenia kół samochód może być mniej lub bardziej przyczepny na zakrętach. Nierównomierny kąt pochylenia będzie natomiast przyczyną ściągania pojazdu w jedną ze stron. |
Dwa kolejne parametry związane są z ustawieniem sworznia zwrotnicy (kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy i kąt pochylenia sworznia zwrotnicy). Pierwszy z tych parametrów decyduje m.in. o stabilności jazdy na wprost na nierównościach, a także o skuteczności hamowania. |
Co istotne, we współczesnych samochodach najczęściej możliwa jest jedynie regulacja zbieżności kół (poprzez regulację drążka kierowniczego). Pozostałe parametry można jedynie sprawdzić, a ewentualne błędne wartości są oznaką uszkodzenia niektórych elementów układu zawieszenia. |
Dlaczego geometria zawieszenia jest tak ważna?
Gorsze właściwości jezdne w następstwie źle ustawionej geometrii zawieszenia są oczywiście bardzo ważną przesłanką, która powinna zmuszać kierowców do regularnej kontroli geometrii. Jednak nie jedyną.
W samochodzie ze źle ustawioną geometrią mogą znacząco zwiększać się opory toczenia, a także współczynnik oporu powietrza, co będzie przekładać się na większe zużycie paliwa. Naturalnie nie będzie to jakiś duży wzrost, jednak spalanie większe nawet o kilka procent w długim okresie będzie oznaczać całkiem spore uszczuplenie portfela kierowcy. Wspomniane większe opory toczenia będą powodować również szybsze i nierównomierne zużywanie się opon. Ponadto źle ustawiona zbieżność kół może przekładać się na większe szumy podczas jazdy, nawet w przypadku opon z wyższej półki cenowej.
Warto pamiętać, że zużycie się jednego elementu może bardzo szybko doprowadzić do degradacji innych podzespołów. Wspomniane wyżej nierównomiernie zużyte opony będą np. negatywnie wpływać na żywotność części układu zawieszenia.
Identycznie jest z wpływem ustawienia geometrii na elementy układu zawieszenia i na odwrót – mówimy tu o zależności dwustronnej. Źle wyregulowany którykolwiek z parametrów z obszaru geometrii zawieszenia może powodować np. większe naprężenia podczas jazdy i szybsze zużywanie się poszczególnych części. Przykładem może być źle dobrane pochylenie koła bądź sworznia zwrotnicy, czego następstwem będzie najprawdopodobniej szybsze ścieranie się opon bądź deformacja wahacza. Poprawnie ustawiona geometria będzie natomiast przekładać się na dłuższą żywotność wszystkich istotnych podzespołów.
Z kolei np. zużyte tuleje lub łączniki drążków kierowniczych mogą wpływać negatywnie na wzajemne ustawienia poszczególnych elementów zawieszenia. A to może powodować zmianę ustawień poszczególnych parametrów geometrii zawieszenia.
Kiedy należy kontrolować geometrię?
Parametry geometrii zawieszenia ulegają zmianom w trakcie eksploatacji pojazdu. Zmiany te mogą zostać przyspieszone np. przez najechanie na dziurę lub inną nierówność na drodze czy też zbyt szybkie wjechanie na stosunkowo wysoki krawężnik. W większości przypadków zmiany te zachodzą stopniowo i nawet doświadczony kierowca nie będzie w stanie od razu wychwycić, że nastąpiło pogorszenie ustawień parametrów geometrii.
Dlatego też zaleca się, żeby kontrolę geometrii zawieszenia wykonywać regularnie, np. podczas corocznego serwisu samochodu. To jednak absolutne minimum. Z całą pewnością zbieżność kół warto sprawdzić, jeśli kierowca będzie narzekał na nietypowe zachowanie się auta podczas jazdy. Ponowne ustawienie geometrii powinno być także obowiązkowe w przypadku większych napraw i/lub wymiany podzespołów układu kierowniczego i zawieszenia, a także gdy auto uczestniczyło w kolizji, która mogła doprowadzić do powstania pewnych naprężeń konstrukcyjnych podwozia.
Przesłanką do sprawdzenia geometrii powinna być także sezonowa wymiana ogumienia. Nowe opony mogą się źle ułożyć względem zawieszenia, co może przyspieszyć ich zużycie.
Urządzenia do kontroli i regulacji geometrii
Rozwój współczesnych samochodów przekłada się także na ewolucję urządzeń niezbędnych do ich diagnostyki i obsługi serwisowej. Nie inaczej jest w przypadku kontroli geometrii kół. Jest to o tyle istotne, że duże prędkości, jakie rozwijają obecnie auta, wymagają niezwykle precyzyjnego ustawienia np. zbieżności kół. Wszelkie błędy podczas tego procesu mogą mieć tragiczne następstwa.
>>>>>Producenci i dystrybutorzy urządzeń do kontroli geometrii zawieszenia<<<<
Jak tłumaczy Jarosław Lach, doradca techniczno-handlowy w firmie Sosnowski, technologia pomiaru geometrii zawieszenia ewoluowała na przestrzeni lat od urządzeń laserowych (w których przypadku punktem odniesienia dla wykonywanych pomiarów jest idealnie wypoziomowane stanowisko pomiarowe, z czasochłonnymi, wymagającymi precyzyjnych nastaw procedurami pomiaru) w kierunku rozwiązań, które w znacznie większym stopniu są bezobsługowe, odporne na warunki zewnętrzne i błędy operatora.
– Aktualnie najpopularniejszą technologią pomiaru geometrii zawieszenia jest tzw. pomiar 3D, który jest oparty na analizie obrazu z kamer rejestrujących targety przytwierdzone do kół pojazdu – wyjaśnia Jarosław Lach. – W momencie przetoczenia pojazdu, czyli obrocie jego kół o ok. 10 do 30° obwodu koła (w zależności od producenta urządzenia i zastosowanej technologii), urządzenie (na podstawie analizy obrazu zdjęć targetów rejestrowanych z szybkością od kilku do kilkudziesięciu razy na sekundę) lokalizuje w przestrzeni 3D osie obrotu kół pojazdu i wykreśla ich wirtualną płaszczyznę obrotu. Ta stanowi punkt odniesienia dla wykonywanych następnie pomiarów i regulacji.
Mówiąc o dostępnych na rynku urządzeniach do geometrii 3D, oprócz renomowanych dostawców nie można pominąć urządzeń dalekowschodniej produkcji, których coraz więcej pojawia się w sprzedaży.
– Dalekowschodni producenci na różne sposoby próbują ominąć patenty na pomiar w technologii 3D, które są w posiadaniu firmy Snap-on Equipment, właściciela marki Hofmann, lub wykorzystują te, których ochrona już wygasła. Nie wszystkie patenty da się jednak ominąć i np. do dzisiaj tylko urządzenia do geometrii zawieszenia marki Hofmann nie wymagają kalibracji do stanowiska pomiarowego, stąd ich potoczna nazwa: „prawdziwe 3D” – dodaje Jarosław Lach.
Jaka przyszłość?
W ostatnich latach na rynku pojawia się coraz więcej urządzeń do bezkontaktowego pomiaru geometrii zawieszenia. Według przedstawiciela firmy Sosnowski najprawdopodobniej to właśnie ten trend będzie decydował o przyszłości pomiarów geometrii z uwagi na teoretyczne zalety bezkontaktowego pomiaru, a także szybkość i całkowitą bezobsługowość oraz możliwość montażu na stanowiskach przejazdowych.
– W praktyce, na dzisiaj, urządzenia te charakteryzuje wciąż dosyć wysoki błąd pomiaru, natomiast bardzo dobrze sprawdzają się przy pomiarach audytowych/wstępnych – mówi Jarosław Lach. – Jeżeli zależy nam na pomiarze powtarzalnym, to w przypadku urządzeń bezkontaktowych należy użyć specjalnych znaczników przyklejanych do opony. W tym momencie zakłócona zostaje idea urządzenia bezobsługowego, a pojawia się kontrargument w postaci ceny, która wielokrotnie przewyższa cenę urządzenia opartego na technologii pomiaru 3D, osiągając kwoty rzędu 200–300 tys. zł.
Według Tomasza Kopcika, product managera w firmie WSOP, tak jak w przypadku wszystkich innych urządzeń, tak i te do ustawiania geometrii będą rozwijane w kierunku coraz większej automatyzacji pracy i skracania czasu pomiaru.
– Z pewnością bezdotykowy pomiar to przyszłość. Jednak na razie to jeszcze bardzo rzadko spotykane rozwiązanie. Niestety taki tryb pomiaru niesie sporo ograniczeń, a co za tym idzie przypomina bardziej wstępny pomiar zbieżności stosowany na stacjach kontroli niż rzeczywisty pomiar geometrii kół i osi będący podstawą do ich regulacji – tłumaczy Tomasz Kopcik.
I dodaje, że drugim widocznym już od pewnego czasu trendem jest rozwijanie w urządzeniach funkcji, które wynikają z konieczności obsługi systemów ADAS. W nowoczesnych pojazdach mamy coraz większą liczbę czujników, które trzeba kalibrować i kontrolować. Daje to dość spore pole do popisu producentom zarówno urządzeń do geometrii, jak i testerów diagnostycznych. Coraz częściej widoczna jest też współpraca jednych i drugich w celu stworzenia jednolitego systemu diagnostyki systemów ADAS.
Oczywiście na rynku urządzeń do geometrii widać też silny nacisk na rozwój HMI (interfejs człowiek–maszyna). Jak dodaje przedstawiciel firmy WSOP: – Podobnie jak w innych urządzeniach producenci prześcigają się w rozwijaniu oprogramowania sterującego tak, aby było ono jak najbardziej intuicyjne i przyjazne dla operatora. Coraz więcej producentów odchodzi od obsługi z poziomu standardowego PC na rzecz przenośnych terminali z ekranami dotykowymi. Nie tylko ułatwia to pracę mechanika, ale dodatkowo przyczynia się do miniaturyzacji samego sprzętu.
Na co zwracać uwagę przy zakupie urządzenia do geometrii zawieszenia?
Dostępne urządzenia do pomiaru kątów ustawienia kół i osi jezdnych mogą się różnić pod wieloma względami (m.in. dokładnością i szybkością pomiaru, dodatkowymi funkcjonalnościami, sposobem przesyłania i przetwarzania danych czy łatwością obsługi). Najczęściej jednak oczekiwania klientów, którzy poszukują urządzenia do pomiaru regulacji geometrii zawieszenia, poza precyzyjnym i powtarzalnym pomiarem sprowadzają się do: prostej obsługi, wysokiej efektywności pracy i odporności na błędy operatora.
– Przy tak postawionych kryteriach, najlepsze obecnie wydają się urządzenia korzystające z „prawdziwej” technologii 3D – przekonuje Jarosław Lach.
Przedstawiciel firmy Sosnowski dodaje, że procedury pomiaru w technologii 3D są proste i szybkie. W celu wykonania pomiaru wystarczy założyć na koła targety i przetoczyć pojazd ok. 15–20 cm do przodu i do tyłu. Całą procedurę pomiarową można już mierzyć nie minutami, ale sekundami poświęconego na nią czasu (czas pomiaru poniżej jednej minuty nie jest tutaj parametrem wyśrubowanym). Ponieważ „prawdziwa” technologia 3D nie wymaga kalibracji do stanowiska pomiarowego, po zastosowaniu mobilnej podstawy tego typu urządzenia mogą być użytkowane na kilku stanowiskach, co przekłada się na lepszą organizację warsztatu i wyższą efektywność pracy. Niektóre modele urządzeń już fabrycznie są zbudowane jako mobilne, niezwiązane nawet opcjonalnie możliwością stacjonarnego montażu i użytkowania.
Tomasz Kopcik zwraca natomiast uwagę, że przy wyborze urządzenia do geometrii, tak jak i przy zakupie każdego innego sprzętu warsztatowego, najważniejsze jest zdiagnozowanie własnych potrzeb. – Musimy wiedzieć dokładnie, jaką flotę będziemy obsługiwać, czy marki, z którymi pracujemy, nie mają jakichś szczególnych wymagań, oraz czy typ obsługiwanych pojazdów pozwala na zastosowanie urządzeń pasywnych, czy raczej musimy pozostać przy systemach z aktywnymi głowicami. Jak już odpowiemy sobie na te podstawowe pytania, warto, abyśmy pamiętali, żeby nie kierować się przy zakupie wyłącznie ceną. Takie urządzenie to inwestycja warta kilkadziesiąt tysięcy złotych. Należy upewnić się, że sprzęt, który wybierzemy, będzie miał kto naprawiać i kalibrować, a producent zapewni wsparcie przynajmniej w zakresie aktualizacji danych pomiarowych.
Producenci urządzeń do geometrii zawieszenia stale poszukują kolejnych rozwiązań w celu uproszczenia i skrócenia procedur pomiaru.
– Przykładem może być montowana w wyższych modelach marki Hofmann elektryczna winda, która realizuje funkcję śledzenia i automatycznego ustawiania wysokości kamer urządzenia do wysokości, na której znajduje się pojazd. Istotnie skraca to czas obsługi pojazdów na stanowiskach z podnośnikiem – mówi Jarosław Lach. I dodaje, że przy wyborze urządzenia do pomiaru geometrii zawieszenia warto również uwagę także na pokrycie i częstość aktualizacji bazy danych, dostępność instrukcji pomocowych oraz język interfejsu. Aktualna baza i zrozumiałe czytelne instrukcje to czynniki, które minimalizują prawdopodobieństwo popełnienia błędu.
Zdaniem EXPERTów
Uwzględniając stawiane przed urządzeniem do pomiaru regulacji geometrii zawieszenia podstawowe kryterium, zgodnie z którym pomiar ma być precyzyjny i powtarzalny, obecnie technologia pomiaru 3D jest najszybszą z dostępnych.
Jarosław Lach
Doradca techniczno-handlowy, Sosnowski
Przy wyborze urządzenia do geometrii, tak jak i przy zakupie każdego innego sprzętu warsztatowego, najważniejsze jest przede wszystkim dokładne zdiagnozowanie własnych potrzeb.
Tomasz Kopcik
Product manager, WSOP