1. FUNDAMENTELE TEORETICE ALE DIAGNOSTICRII1.1 Generaliti Eficiena folosirii automobilelor este determinat,n principal, de reducerea la minimum a cheltuielilor de ntreinere i reparare, de realizare a unui ct mai ridicat rulaj ntre cderi precum i de meninerea unor nali parametri ecologici i de siguran a circulaiei. Firete, aceste condiii sunt ntrunite numai atunci cnd starea tehnic a vehiculelor este meninut la nivel corespunztor. Se tie ns c n timpul folosirii detaliile mainilor sunt supuse proceselor de uzur normal i modificrii reglajelor iniiale, circumstane care produc schimbri ale mrimilor care caracterizeaz starea tehnic a automobilului, ce vor fi denumite parametri structurali. Readucerea acestor parametri n limitele impuse de funcionarea corect a mainilor se face prin aplicarea tehnologiilor corespunztoare de ntreinere tehnic i reparare. Sunt cunoscute dou procedee principial diferite de aplicare a acestor tehnologii: unul profilactic, care ine seama numai de rulajul efectuat, i altul care folosete informaiile oferite de unele mrimi caracteristice de prognozare. Primul procedeu, care ine seama numai de rulaj, este folosit n cazurile n care sigurana circulaiei constituie o cerin de prim ordin (maini de curse, maini de lupt, aparate de zbor etc.) sau cnd dispersia rulajului mediu pn la prima cdere este relativ mic. Aplicarea acestui procedeu este mai simpl, dar costurile sale se dovedesc ridicate mai ales n situaiile n care coeficientul de dispersie al rulajului mediu este mare, fapt care duce de multe ori la efectuarea inoportun a unor operaii de ntreinere tehnic i de reparaii. ntr-adevr, dac se admite ca frecven a cderilor dP/ dl n funcie de rulajul lo lege de distribuie oarecare (fig.1.1), atunci, aplicnd procedeul de ntreinere i reparaie dup o durat de rulaj fix lm, la care se realizeaz cea mai mare frecven a cderilor, se observ c dac pentru cea 70% din parcul de automobile aceast periodicitate este mare, pentru restul de 30% ea este prea mic, circumstan care afecteaz eficiena economic a procedeului. Aceast mprejurare face ca procedeul aplicat n funcie de rulajul mediu s nu fie aplicat practic dect pentru unele detalii ale1

autovehiculelor de care depinde intrinsec sigurana circulaiei; restului organelor mainii li se aplic cel de al doilea procedeu profilatic, adic atunci cnd parametrul de prognozare respectiv atinge nivelul critic, depirea acestei valori putnd produce cderea (avaria). Pe aceast cale se evit cheltuielile legate de executarea unor operaiuni de prisos, folosirea vehiculului n continuare nefiind legat de un risc iminent de cdere. Procedeul descris presupune o atent i continu observare a funcionrii mainilor, a strii lor tehnice, i de aceea aplicarea sa trebuie s in seama de eficiena obinut de la caz la caz, dup cum se va vedea. Este adevrat c teoria siguranei mainilor permite s se obin date statistice cu privire la numrul de vehicule afectate tehnic n funcie de rulaj, n conformitate cu legea de distribuie a cderilor i n acest fel mijlocete posibilitatea prevederii necesitilor de ntreinere i reparare la nivelul unui parc oarecare; dar pe aceast cale nu pot fi individualizate vehiculele care au nevoie efectiv 60 de astfel de intervenii i nici nu poate fi precizat natura operaiunilor necesare la un vehicul; astfel nct datele obinute pe cale statistic au un caracter de nedeterminare. nlturarea acestei nedeterminri nu se poate face dect prin cercetarea individual a strii tehnice a autovehiculelor, folosind mijloace tehnice i procedee corespunztoare din punct de vedere al scopului urmrit, al costului i al expeditivi taii. Implementarea unui sistem de diagnosticare trebuie fcut numai atunci cnd ante-calculele privind eficiena sa conduc ctre aceast soluie.

2

1.2 Determinarea eficienei diagnosticrii Eficiena diagnosticrii n ntreprinderile de transport auto este determinat de o sumedenie de factori, a cror analiz devine absolut obligatorie nainte de efectuarea investiiilor. O modalitate de apreciere a introducerii diagnosticrii o mijlocete compararea cheltuielilor specifice (raponaie la un vehicul i la un kilometru de rulaj) pentru ntreinere i reparaii n condiiile existente n unitatea respectiv

3

nainte de folosirea procedeelor de diagnosticare C1 cu cele produse n cazul unei diagnosticri ideale C2, cnd nici un vehicul nu ajunge n situaia de cdere. n cazul sistemului planificat n funcie de rulajul lp se conteaz pe o rat probabilistic P de autovehicule care, pn la efectuarea rulajului planificat vor fi ntreinute tehnic, restul autovehiculelor 1-P urmnd a fi reparate. Cheltuielile totale necesare n acest caz sunt: P i +(1-P )r dac se noteaz cu i costul unitar al operaiunilor de ntreinere tehnic i cu r cel al reparaiilor. Pn la termenul lp al rulajului planificat, vehiculele din parc au parcurs un rulaj total:l

Pl

p

dP0

p

/ dl

ldl

Primul membru al acestei relaii l reprezint rulajul efectuat de vehiculele care nu au avut cderi iar al doilea de cele care au fost scoase din funciune datorit defeciunilor. Prin urmare, cheltuielile specifice de ntreinere i reparare n cazul sistemului preventiv n funcie de rulaj suntlp C1 ! ? P / Plp dP/ dl ldl i (1 P)rA 0

n cazul unei diagnosticri ideale, deci cnd nici un vehicul nu ajunge n situaie, de cdere, cheltuielile se rezum numai la costul operaiunilor de ntreinere tehnic. Admind un rulaj mediu al parcului lm, aceste cheltuieli sunt:2

! i / lm4

astfel nct eficiena introducerii diagnosticrii poate fi fcut raportnd cheltuielile specifice din sistemul preventiv la cele necesare n cadrul aplicrii diagnosticrii; raportul rezultat este coeficientul de eficien al diagnosticrii Ed : ! lm ? 1 r A/ l p d / dl ldl ilp

Ed !

1

/

2

i

0

Dac se noteaz r/i= k i se observ c paranteza numitorului acestei expresii raportat la numrul total de maini al parcului reprezint tocmai rulajul mediu planificat lmp , atunci expresia eficienei diagnosticrii devine:d

! ?P 1 P kA lp / lmp

Rezolvnd aceast ecuaie se obine graficul din fig.1.2., n care v este coeficientul de variaie a rulajului (pentru v < 0,3 s-a considerat legea normala de distribuie, iar pentru v > 4 s-a adoptat legea Weibull). Se observ c introducerea diagnosticrii ntr-o ntreprindere de transport auto este cu att mai eficace, cu ct cheltuielile specifice de reparaie sunt mai mari dect cele de ntreinere planificate (raportul k are valori mai mari), iar eficiena diagnosticrii este mai ridicat n acele ntreprinderi care dispun de parcuri cu variaii mari ale ns'ajului nregistrat ntre cderi (valori superioare ale coeficientului k). Acest din urma parametru depinde, in primul rand, de calitatea productiei primare (fabricatia) si a celei secundare (reparatia capitala). Cum atat una cat si cealalta nu asigura o omogenitate ideala a produselor livrate de uzina constructoare sau de cea de reparati, viteza modificarilor structurale ale pieselor si agregatelor masinilor difera de la un vehicul la altul; de aceea mlajul dupa care se produc caderile variaza in limite largi, a caror repartij.ie se poate reprezenta printr-una din legile cunoscute: normals, exponentials, Weibull etc. Tocmai aceasta neomogenitate recomanda utilizarea diagnosticarii in procesul tehnologic de mentinere a unui inalt coeficient de stare tehnica a autovehiculelor.5

Eficienta diagnosiicarii depinde in mare masura de stabilirea unui interval de testare, optimal din punct de vedere al economicitati si al starii tehnice. Marimea optima a perioadei de diagnosticare va fi aceea care conduce la obtinerea celui mai bun coeficient de stare tehnica si a celor mai mici costuri totale de diagnosticare, iniretinere si reparare. Cum, in general, luarea in considerare numai a costurilor mentionate este insotita si de obtinerea unui nivel satisfacator al starii tehnice, pentru determinarea perioadei optime de diagnosticare ldo se recurge numai la criteriul economic. In acest scop se scriu cheltuielile efectuate pentru executarea operatiunilor de diagnosticare, intretinere si reparare, plecand de la o anumita lege de repartitie care reprezinta cel mai bine probabilitatea rulajului fara caderi in parcul respectiv P(l); suma gasita se raporteaza la rulajul total efectuat in timpul unel perioade de diagnosticare oarecare ld. Derivand expresia gisita si anuland derivata se gaseste:

?f l

d /

2

l l d A dl ln l d k ! 0 l d

0

In care este frecventa caderilor in intervalul ld, iar k este suma cheltuielilor specifice de diagnosticare si intretinere tehnica raportata la costul specific de reparare.6

Expresia de mai sus reprezinta conditia matematica a deierminarii duratei optime a perioadei de diagnosticare ldo si se rezolva, asa cum s-a mentionat, adoptand cea mai potrivita lege de repartitie a rulajului fara caderi pentru imreprinderea respectiva P(l). In cazul repartiiei Weibull, de exemplu,

P l ! e E lecuatia ia forma : EFF 1 E ld ld eF

F

ld

e0

F E ld

F k !0 dl E l d

Reprezentarea acestei expresii n funcie de coeficientul de optimizare al diagnosticrii kdk d ! ld 0 / lm

i avnd ca parametru coeficientul de form F al legii de repartiie este redat n fig.1.3., din care se observ c, cu ct raportul cheltuielilor este mai mare, cu att coeficientul de optimizare este mai bun. Aceasta nseamn c efectuarea unor procese de diagnosticare i ntreinere mai complexe, deci inerent mai costisitoare, conduce la o mrire a intervalului dintre revizii i deci constituie un mijloc eficient de prevenire a cderilor. Graficul permite, prin urmare, determinarea perioadei de diagnosticare optime, dac se cunosc cheltuielile specifice de diagnosticare, ntreinere i reparaie, precum i parametrii legii de distribuie. La aceleai concluzii se ajunge i n cazul n care distribuia rulajului fr cderi este exponenial sau normal. In realitate, n structura unui parc de vehicule intr maini cu rulaje diferite, deci cu stri telinice diferite; de aceea, atunci cnd se determin perioada de diagnosticare optim, mulimea obiectelor existente trebuie s fie mprit n cteva categorii n funcie de rulaj, urmnd ca pentru fiecare din submulimile rezultate s se determine cte o valoare separat a lui ldo.7

De exemplu, se presupune un parc a crui curb de distribuie n funcie de rulajul l este reprezentat de linia continu din fig.1.4, limitat de rulajele minim lmin i maxim lmax; deoarece "variaia parcursului este mare, parcul se mparte n trei grupe precizate de rulajele intermediare l' i l", obinndu-se astfel trei submulimi de obiecte limitate de intervalele de rulaj l'- lmin , l'-l" i lmax -l", n interiorul crora se vor putea construi curbele de distribuie particulare I, II i III cu parametrii respectivi. Acestora li se va aplica tratamentul descris anterior, determinndu-se trei perioade optime ld1,, ld2 i ld3 . Implementarea diagnosticrii n procesul de exploatare a unui parc impune elaborarea prealabil a unui sistem de diagnosticare n care intr obiectul diagnosticrii (caracterizat de anumii parametri de stare), parametrii de diagnosticare, mijloacele tehnice de diagnosticare precum i metodele i organizarea procesului tehnologic de diagnosticare. Dup calculele privitoare la oportunitatea aplicrii diagnosticrii ntr-un caz particular, apreciat n funcie de eficiena sa prin determinarea parametrului de eficien Ed dup metodologia prezentat mai sus, structurarea sistemului de diagnosticare, care presupune cunoaterea legilor de evoluie a strii tehnice a8

mainilor, deci modificarea parametrilor de stare ai acestora, urmeaz urmtoarea ordine: alegerea parametrilor de diagnosticare, stabilirea valorilor nominale i limit ale acestora iar, n final, determinarea mijloacelor i procedeelor tehnice de msurare a valorilor efective ale parametrilor de diagnosticare selectai. 1.3 Alegerea parametrilor de diagnosticare Elementul cel mai important al unui sistem de diagnosticare l constituie parametrii de diagnosticare, deoarece el influeneaz ntreaga structur a sistemului, determinnd i caracteristicile celorlalte pri componente ale acestuia. Dup cum se tie, automobilul constituie un complex de piese organizate n substructuri, dispuse succesiv sau n paralel, a cror funcionare depinde de interaciunea dintre ele sau cu mediul exterior. n timpul proceselor de lucru aceste substructuri sufer modificri continue sau discrete, trecnd prin diverse stri care reprezint abateri mai mult sau mai puin importante de la starea iniial. Astfel de modificri sunt de natur dimensional i de form, mecanic (densitate, elasticitate), de structur chimic, fizic, electric sau complex. Ele se pot exprima cantitativ prin schimbarea valoric a unor parametri care caracterizeaz starea organului sau structurii respective (sistem, instalaie, mecanism etc.) numii parametri de stare. De cele mai multe ori ns determinarea valoric exact a acestor parametri nu este posibil, ceea ce ngreuneaz sensibil- operaiunile de determinare a strii tehnice sau chiar le face imposibile. De aceea trebuie s se recurg la un procedeu de stabilire indirect a strii tehnice a mainilor prin aprecieri indirecte, opernd cu alte mrimi, dependente ntr-un anumit fel de parametrii de stare dar msurabile pe o cale oarecare. Valoarea acestor parametri, numii parametri de diagnosticare constituie exprimarea cantitativ a manifestrii exterioare a mutaiilor survenite n structura ansamblului mainii i deci a modificrii parametrilor de stare ai acestuia. Ca orice main, automobilul, ca i subansamblele sale, constituie structuri funcionale caracterizate de anumite procese de ieire, fundamentale sau auxiliare. De pild, grupul piston-cilindru are ca proces funcional de baz producerea de lucru mecanic util, dar pe lng aceasta mai apar i alte procese auxiliare parazite: nclzire, fum la evacuare, zgomote (bti), arderea uleiului din9

sistemul de ungere, modificarea presiunii de compresie, scpri de gaze n carter .a. De notat c, de cele mai multe ori, astfel de procese nsoitoare nu apar n cazul sistemelor cu stare tehnic bun sau se produc cu o intensitate neglijabil, accentundu-se numai n cazul producerii defeciunilor. n multe cazuri apariia lor nu este legat implicit de nrutirea parametrilor tehnici de exploatare ai mainii, dar constituie indiciul sigur al existenei defeciunilor. Intensitatea desfurrii acestor procese este determinat de starea tehnic a pieselor care constituie acest grup: pistonul, segmenii i cilindrul, adic de parametrii si de stare: jocul dintre piston i cilindru, jocul axial al segmenilor n canale, fanta segmenilor, elasticitatea i integritatea lor. Aceste mrimi nu pot fi msurate direct din exterior fr demontarea motorului. Dar intensitatea proceselor fundamentale i auxiliare poate fi apreciat cantitativ indirect prin urmtoarele mrimi: puterea, consumul de combustibil i de lubrifiant, densitatea de fum n gazele de evacuare, concentraia de particule metalice n ulei, debitul i presiunea gazelor scpate n carter, presiunea n cilindru la finele compresiei, scprile de aer, intensitatea i natura zgomotelor mrimi msurabile fr demontarea motorului i care constituie parametrii de diagnosticare ai grupului piston-cilindru. Aadar, parametrii de diagnosticare pot fi mprii n trei clase. Parametrii care in de procesele de lucru fundamentale i care determin funionabilitatea obiectului diagnosticrii; pentru automobile astfel de parametri sunt: puterea motorului, consumul de combustibil, spaiul de frnare, gradul de patinare al ambreiajului, temperatura lichidului n sistemul de rcire etc. Aceti parametri dau informaii globale asupra strii tehnice generale a automobilului sau a unora din ansamblurile sale; de aceea ei servesc pentru aanumitul proces de diagnosticare general a mainii n care se urmrete determinarea strii generale a mainii fr localizarea exact a defectelor. Diagnosticul n decursul unor asemenea teste este de tipul corespunztornecorespunztor" pentru exploatare. De regul, diagnosticarea general d verdicte de funcionabilitate a automobilelor sub raportul cerinelor privind economia de carburant i lubrifiant,

10

securitatea circulaiei i normele ecologice de poluare complex (chimic, optic i acustic). O a doua grup de parametri de diagnosticare deriv din fenomenele care nsoesc procesele fundamentale, de exemplu: vibraii, zgomote, modificri chimice etc. Aceast categorie d informaii mai nguste, dar capabile s restrng aria de investigaie preciznd locul defeciunii. De aceea ea este folosit n cercetarea amnunit a ansamblurilor i pieselor vehiculului n procesul denumit diagnosticarea pe elemente. Diagnosticarea pe elemente o succede, de regul, pe cea general, atunci cnd diagnosticul acesteia a fost necorespunztor" i urmrete s determine exact starea tehnic a ansamblurilor (motor, transmisie, frne etc), subansamblurilor sau chiar a organelor mainii, preciznd i necesitatea de ntreinere i reparaii. Acelai caracter l au i parametrii geometrici, care constituie a treia grup, de parametri de diagnosticare, din rndul lor fcnd parte cursa liber, jocul axial, jocul radial, coaxilitatea, paralelismul, diferite unghiuri etc. Parametrii geometrici dau informaii foarte limitate, dar concrete, asupra strii tehnice a organelor aflate n conlucrare (interaciune). Alegerea parametrilor de diagnosticare, element fundamental n cadrul unui sistem de. diagnosticare, se face n funcie de caracteristicile lor care exprim legturile dintre ei i parametrii de stare. Aceste particulariti conexiale sunt urmtoarele: univocitatea, sensibilitatea, in formai vitatea, (repetabilitatea) i economicitatea - ultima caracteristic innd seama de aspectul tehnico-economic al oportunitii msurrii parametrului respectiv.

Univocilatea exprim caracterul legturii dintre parametrii de stare i cei de diagnosticare. Legtura este univoc, atunci cnd unei valori a unui parametru de stare S i corespunde o singur valoare a parametrului de diagnosticare D1 n toat plaja de variaie a primei mrimi: Sn.... S1 (liniile 1 i 2, fig 1.5.).

11

Univocitatea se traduce prin condiia matematic a creterii sau descreterii monotone a parametrului de diagnosticare, tar extreme:

dD / dS { 0

n intervalul Sn .... S1. n caz contrar, unei valori a parametrului de diagnosticare D i corespund mai multe stri tehnice S1, S2 , S3 dintre care unele pot iei din domeniul limit admisibil n exploatare, fr ca factorul de diagnosticare s semnaleze aceasta (curba 3, fig. 1.5). Se nelege c importana unui astfel de parametru de diagnosticare este sczut. Sensibilitatea unui parametru de diagnosticare arat variaia sa specific atunci cnd valoarea parametrului de stare respectiv s-a modificat elementar i este dat de valoarea absolut a raportului:

(

/ ( S

Dup cum se vede n fig. 1.5., sensibili tarea factorului de diagnosticare D1, este mai mare dect cea a lui D2, deoarece:(

1

/ (S " (

2

/ (S

Informalivitatea parametrului de diagnosticare exprim probabilitatea stabilirii diagnosticului tehnic exact, prin folosirea acestui parametru. Informai vitatea este expresia complexitii legturilor dintre parametrii de stare i cei de diagnosticare; ea este maxim n cazul legturilor simple, cnd valoarea unui parametru de diagnosticare D este determinant de un singur parametru de stare S [D =f (S)} - cum este cazul celor mai simple sisteme:12

DpS

ca i atunci cnd acelai parametru de stare S determin valorile mai multor parametri de diagnosticare D1 ,D2 ,D3 [D1= f1(S); D2 = f2(S); D3= f3(S)]:

Gradul de informativitate este redus atunci cnd mai muli parametri de stare S1, S2, S3 influeneaz acelai parametru de diagnosticare D [D=f(S1,S2 ,S3)]:

sau valorile mai multora D1, D2 ca de exemplu : D1=f1(S1 ,S2 ,S3) ; D2=f2(S1 ,S2 ,S3)

13

Astfel de legturi, care caracterizeaz parametrii de diagnosticare cu informativitate slab, sunt proprii ansamblurilor cu structuri complexe, care se pot gsi n mai multe stri rele, adic pot ncerca diferite defecte caracteristice. n acest caz, gradul cel mai nalt de informativitate l va avea parametrul de diagnosticare care atinge nivelul limit admisibil D1, corespunztor valorii limit S1 a unui parametru de stare n cazul unei singure defeciuni probabile, iar cea mai mic informativitate o va avea acel parametru de diagnosticare care atinge aceast valoare n cazul tuturor defeciunilor posibile. Astfel, informativitatea reprezint, de fapt, probabilitatea stabilirii corecte a diagnosticului prin utilizarea parametrului de diagnosticare respectiv. Stabilitatea (repetabilitatea) parametrului de diagnosticare este determinat de abaterea maxim a mrimii acestuia fa de valoarea sa medie n cazul repetrii probelor n aceleai condiii de testare; un parametru de diagnosticare este cu att mai valoros, cu ct repetabilitatea este mai mare, deci cu ct valorile obinute sunt mai grupate. Exist i alte caracteristici ale parametrilor de diagnosticare cu influen direct asupra sistemului de diagnosticare respectiv; acestea sunt cheltuielile specifice impuse de msurarea parametrului de diagnosticare, tehnologicitatea determinrii parametrului respectiv - care este determinat de gradul de tehnicitate al utilajelor necesare -, expeditivitatea .a. Alegerea parametrilor de diagnosticare din totalitatea parametrilor disponibili se face folosind criteriile enumerate mai sus. Stabilirea numrului total de parametri de diagnosticare ai unui sistem are loc pe baza unei scheme n care sunt figurate legturile dintre sisiem i mrimile fizice, cu ajutorul carora se pot face aprecieri cantitative asupra proceselor principale si auxiliare. Iat, de pild, in cazul perechii fus- lagar (fig. 1.6), ales ca14

sistem structural, parametrii care caracterizeaz starea tehnic sunt jocul radial i diametrul fusului. Defectele posibile sunt uzura fusului sau uzura (griparea) lagrului. Procesele caracteristice de ieire sunt, n principal, meninerea rusului n stare de sustentape, concomitent cu rotirea sa uoar i lin n lagr; pe lng acestea mai pot aprea i alte procese auxiliare ca: zgomote (bti) n lagr, deplasarea radial obiectionabil a fusului in lagr, nclzirea fusului, prezena n ulei a materialului din lagr.

Intensitatea acestor procese poate fi msurat din exterior cu ajutorul urmtoarelor mrimi: intensitatea i caracterul btilor, spectrul de amplitudine i frecven al vibraiilor, temperatura lagrului, presiunea uleiului, prezena particulelor metalice de o anumit compoziie n ulei. Ele constituie totalitatea parametrilor de diagnosticare din care apoi se selecioneaz pentru sistemul ce urmeaz s fie creat, parametrii univoci, cei mai informativi, cei mai sensibili etc.

15

1.4 Valorile caracteristice ale parametrilor de diagnosticare

Fiecare din agregatele care compun automobilul este caracterizat de o structur determinat de forma i dimensiunile pieselor componente, natura legturilor (mbinrilor) dintre ele, dispunerea lor n cadrul ansamblului i interaciunea dintre aceste piese. n timpul exploatrii structura agregatului este afectat, n general, doar de componentele de structur care se modific, adic de toate elementele sale cu excepia dispunerii generale. Astfel, de exemplu, structura ambreiajului este determinat n primul rnd de forma i dimensiunile plcii de presiune, discului de friciune, prghiei de debreiere, rulmentului de16

presiune etc; n al doilea rnd, ea este caracterizat de legturile dintre arborele primar al cutiei de viteze i discul de friciune (caneluri), dintre prghia de debreiere i placa de presiune (rulment) .a.; n al treilea rnd, structura ambreiajului este caracterizat de dispunerea pieselor componente unele fa de celelalte i, n ultimul rnd, de felul n care ele acioneaz unele asupra celorlalte. n timpul exploatrii nu apar modificri de structur privind poziionarea reciproc a pieselor, dar se modific forma i dimensiunile unora dintre aceste piese (grosimea garniturii discurilor de friciune, forma arcurilor), pot aprea modificri ale legturilor determinate de uzura canelurilor, a rulmentului de presiune, fapt care afecteaz interaciunea normal dintre aceste piese. n ansamblu, toate aceste modificri se traduc prin schimbarea strii tehnice a agregatului respectiv. Starea tehnic a acestuia se poate aprecia dup valorile parametrilor si de stare, care n timpul exploatrii sufer modificri permanente, continue sau discrete. Variaiile continue sunt determinate de uzura normal, de mbtrnirea materialelor, de coroziune etc. i urmeaz o evoluie corespunztoare modului propriu de desfurare a acestor procese, dup cum rezult din fig.1.7. Folosind instrumentajul statistic, teoria fiabilitii ncadreaz modificarea parametrilor de stare n legi probabilistice cu ajutorul crora se poate opera folosind metode matematice, clasice sau combinate cu aparatura electronic de calcul.

17

Modificrile discrete ale parametrilor de stare ai mainilor sunt provocate fie de aciunea distructiv prilejuit de unele condiii de exploatare neglijent (cum sunt ocurile, izbirile), fie de existena unor defecte ascunse de fabricaie sau reparaie. Cderile provocate de astfel de cauze nu respect o lege determinat i de aceea evoluia lor nu poate fi exprimat matematic, motiv pentru care ele ies de sub incidena diagnosticrii. Exploatarea i ntreinerea necorespunztoare ale mainii (folosirea unor materiale de ntreinere i reparare improprii, nerespectarea periodicitii operaiunilor de ntreinere tehnic i de reparaii curente, reglaje defectoase, regimuri termice i de solicitare mecanic exagerat de nalte etc.) imprim o uzur accelerat a pieselor i agregatelor mainii, dar cu caracteristici evolutive generale asemntoare proceselor de uzur normal. Aadar, n cazul uzurii, fie normal, fie forat, un parametru de stare oarecare are o variaie continu, n timpul creia el ia diferite valori. n mulimea acestora se disting trei niveluri care corespund la trei stri caracteristice ale autovehiculului. Prima dintre acestea este proprie mainilor (subansamblu, pies) noi sau ieite din reparaie capital; valorile parametrilor de stare corespunztoare acestui nivel se ncadreaz n limitele de tolerane ale proceselor respective de fabricaie sau reparaie prevzute n documentaia tehnic. Aceste valori se numesc nominale sau iniiale (Sn) i se stabilesc, de regul, dup terminarea perioadei de rodaj al autovehiculului. Dup un timp de exploatare oarecare, parametrii de stare sufer modificri care, fr a produce cderea vehiculului, afecteaz obiecionabil starea sa tehnic i provoac apariia unor efecte simptomatice secundare cum ar fi: zgomote, fum la evacuare, creterea concentraiei de ageni poluani sau a temperaturii, scderea puterii, majorarea consumului de combustibil etc. Vehiculul poate fi exploatat n continuare chiar n prezena acestor manifestri, pn la urmtoarea ntreinere tehnic planificat, dar starea sa tehnic nu mai poate fi considerat ca fiind bun. Valoarea parametrului de diagnosticare care limiteaz exploatarea vehiculului se numete admisibil (Sa) i se realizeaz dup un rulaj la.18

Exploatarea vehiculelor dup atingerea acestei situaii este legat de creterea riscului de producere a avariilor, a cror probabilitate crete cu rulajul i atinge nivelul maxim dup parcurgerea rulajului l, cnd parametrul de diagnosticare se situeaz la nivelul limit Sl. Acesta situaie corespunde scoaterii din funciune a piesei, agregatului sau mainii n ansamblu, adic piesa lor n afara domeniului de funcionabilitate. Prin urmare, o main, un subansamblu sau o pies pot s se afle n trei grupuri caracteristice de stri: bun i n stare de funcionabilitate (I); rea i n stare de funcionabilitate (II); rea i n stare de nefuncionabilitate (III) - fig. 1.8. Mulimea strilor din primul grup (I) ocup primul interval de folosire a vehiculului, adic pn la parcurgerea rulajului la la care se atinge valoarea admisibil Sa a parametrului de diagnosticare respectiv; n aceast perioad producerea defeciunilor sau cderilor are un caracter cu totul incidental. A doua categorie de stri (II) se ntlnete pe parcursul rulajului ll -lo, timp n care n timpul exploatrii pot apare unele defeciuni (dereglri, uzuri normale etc), dar riscul cderilor este foarte mic. Acestea din urm apar cu o foarte mare probabilitate n a treia perioad (III) de exploatare, adic dup depirea rulajului ll. n concluzie, starea tehnic rea a unui autovehicul este provocat de producerea unor defeciuni de genuri i intensiti diferite la unul sau mai multe din subansamblurile sau piesele sale. Uneori o defeciune nu face ca maina s devin nefuncionabil, dar neremedierea ei operativ poate sfri cu producerea unei cderi (rupere, gripare, spargeri), adic un eveniment tehnic care duce la imobilizarea vehiculului.

19

Nu ntoideauna vehiculul devine ne funcionabil doar din cauza cderii sale. Exist i defeciuni, impuse de reglementri oficiale, care, afectnd sigurana circulaiei i emisia de noxe pot conduce Ia interdicia de folosire a autovehiculului. Valorilor nominale, admisibil i limit ale parametrilor de stare le corespund aceleai niveluri ale parametrilor de diagnosticare, care stau fa de parametri de stare n raporturile prezentate n paragraful precedent. Una din principalele probleme ale realizrii unui sistem de diagnosticare const tocmai n determinarea acestor valori ale parametrilor de diagnosticare pentru vehiculul n ansamblu, ca i pentru subansamble-le sale i piesele acestora, innd seama de faptul c nu toate acestea au aceeai limit de cdere. Valorile nominale a! parametrilor de diagnosticare sunt stabilite de uzinele constructoare, pe baza documentaiei tehnice, a cercetrilor de laborator sau de exploatare. Ele pot fi supuse corecturilor care in seama de regimul exploatrii autovehicului (de exemplu se accept o valoare iniial mai mare a consumului de combustibil dac vehiculul este exploatat n condiii grele ori se accept o putere mai mic dac rulajul se efectueaz la altitudini ridicate); astfel de corecii sunt prevzute, de regul. n normative uzinale sau departamentale. Determinarea valorilor limit ale parametrilor de diagnosticare se efectueaz pe baze statistice printr-un procedeu relativ laborios, plecnd de la msurarea efectiv a valorii unui parametru de diagnosticare ntr-un parc de maini cu diferite stri tehnice. Mulimea valorilor stabilite va reprezenta toate strile mainilor,20

sarcina cercettorului fiind de a stabili nivelul valoric al parametrului de diagnosticare care reprezint limita unde se realizeaz strile cu iminen de cdere. Practic se procedeaz in felul urmtor: se supune ncercrii un numr oarecare de obiecte, operaie din care vor rezulta tot attea valori ale parametrului de diagnosticare cercetat. Acestea se aranjeaz n ordine cresctoare iar irul rezultat se limiteaz ntre dou valori, maxim Dmax i minim Dmin ntre care trebuie s se gseasc i valoarea nominal Dn - aceasta n cazul n care parametrul de diagnosticare admite o limitare bilateral; n caz contrar, cnd mulimea parametrilor de diagnosticare admite o singur limit, plaja sa de variaie va fi Dn - Dmin sau Dmax - Dn dup caz. Limitele se fixeaz arbitrar, astfel nct ele s cuprind att valorile msurate care apar cu cele mai ridicate frecvene, a cror sum este N , ct i vaioarea nominal. Apoi se construiete histograma de distribuie, folosind ca interval mrimea ( D, calculat cu formula lui Stegers:(D ! Dmax Dmin 1 3,3 lg N

Se alege o lege de distribuie n funcie de aspectul histogramei i se calculeaz parametrii distribuiei: valoarea medie Dm i dispersia DD, dup care se determin legea probabil de distribuie i criteriul Pearson. In funcie de acestea se gsete factorul de conformitate Cc al legii astfel determinate cu histograma experimental n domeniul Dmin.... Dmax. Rezultatele calculelor se consider satisfctoare atunci cnd factorul de conformitate Cc are valoarea minim 0,3. n caz contrar, calculul se reface cu o alt lege de distribuie, limitele de selecie a rezultatelor experimentale putnd fi lrgite, restrnse sau deplasate {translatate), cu condiia ca ele s includ n continuare, valoarea nominal Dn. Dac n urma ctorva ncercri nu se reuete s se obin o valoare a factorului de conformitate mai mare de 0,3, atunci trebuie s se renune la folosirea parametrului de diagnosticare ales, datorit slabei sale stabiliti, selectndu-se un altul.21

Odat legea de distribuie determinat (fig. 1.9), se pune problema stabilirii valorii limit a parametrului de diagnosticare respectiv. Pentru aceasta se va ine seama de concluzia rezultat experimental c, n cazul unei limitri superioare a distribuiei parametrului de diagnosticare, toate obiectele care corespund limitei de probabilitate P e 0,85 au o stare tehnic bun iar cele care corespund valorilor parametrului de diagnosticare plasate dincolo de limita P u 0,95 au stare tehnic rea. Prin urmare, n cazul impunerii primului criteriu drept valoare limit a parametrului de diagnosticare, probabilitatea de trecere prin filtrul testrilor a unor obiecte defecte dar diagnosticate drept bune este minim, n timp cc n domeniul P u 0,95 minim este probabilitatea scprii unor obiecte bune cu apreciere rea.

Aadar, n czul subansamblelor importante din punct de vedere al siguranei circularei, de exemplu, domeniul de apreciere a valorilor limit pentru parametrul de diagnosticare aperativ va fi limitat la o mprtiere de 85%, n timp ce pentru celelalte pri ale mainii domeniul de mprtiere poate fi extins pn la 95%. n cazul limiirii bilaterale a distribuiei, limitele parametrilor de diagnosticare, n cazul mprstierii de 85%, se calculeaz cu relaia:D1 ! Dm s 1,5 DD

iar pentru imprtierea de 95% cu relaia:22

D1 ! Dm s 2 DD

unde Dm este valoarea medie a parametrului de diagnosticare iar DD este factorul de dispersie, mrimi care se determin din legea de distribuie stabilit, aa dup cum s-a artat mai nainte. In cazul unei limitri unice superioare, limita se determin cu expresiile:D1 ! Dm s D D - pentru 85% D1 ! Dm s 1,7 DD - pentru 95%

De remarcat c aceste relaii dau valori mai exacte n cazul legii de distribuie normale i sunt mai puin recomandabile pentru distribuia gamma; n acest ultim caz, rezultate mai bune se obin opernd cu funcia de probabilitate a acestei legi. Pentru a ilustra metodica desfurrii calculului de determinare a valorii limit a unui parametru de diagnosticare, n anexa nr.l se prezint un astfel de exemplu pentru determinarea valorilor limit ale viscozitii uleiului de motor. Valoarea admisibil a parametrilor de diagnosticare se determin cu urmtoarea relaie:Da ! Dl D z Dn Z

n care Dz este valoarea parametrului respectiv msurat la ultima diagnosticare dinaintea cderii probabile (fig.1.10.), Dn este valoarea sa nominal, iar Z reprezint numrul de testri din cadrul procesului de diagnosticare efectuate pn la atingerea valorii Dz .

23

Se observ c relaia a fost scris n ipoteza variaiei liniare a parametrilor de diagnosticare cu rulajul l i c scderea admisibil obinut depinde de periodicitatea ld a operaiunilor de diagnosticare. Se va reine ns c metoda prezentat d rezultate corecte numai n cazul mecanismelor simple. La o main complex, cum este autovehiculul, fiecare ansamblu are propriile sale valori limit sau admisibile pentru parametrii de diagnosticare specifici; de aceea obinerea cu exactitate a unei valori admisibile pentru ntreg ansamblul autovehiculului (care s garanteze buna funcionare n intervalul ld i cu pierderi minime de rulaj) nu este posibil. Determinarea intervalului optim de diagnosticare precum i a valorilor admisibil i limit ale parametrilor de diagnosticare constituie bazele prognozrii exploatrii mainilor, adic a stabilirii duratei de funcionare normal pn la producerea strii tehnice limit, deci a determinrii rezervei de rulaj a autovehiculului.

24

1.5 Stabilirea strii tehnice

Stabilirea strii tehnice a autovehiculului n ansamblu i a agregatelor sale const, de fapt, n stabilirea diagnosticului i are rolul de a preciza dac obiectul investigat mai poate funciona normal pn la urmtoarea ntreinere tehnic sau are nevoie de unele intervenii. n cazul obiectelor ai cror parametri de stare au o variaie discret sunt posibile dou stri,precizate de raportul dintre valoarea limit a parametrului de diagnosticare Dl i valoarea efectiv D. Dac D < Dl , obiectul este bun i deci poate funciona pn la viitoarea ntreinere tehnic planificat, iar dac D> Dl, obiectul se afl n stare tehnic rea. Cnd variaia parametrilor de stare este continu sunt posibile trei situaii. Dac D > Dl agregatul este defect i necesit o reparaie; cnd Da< D 80%. Valoarea minim a acestui parametru este definit prin reglementrile din ara noastr la 58% pentru automobilele destinate transportului de persoane cu cel mult 8 locuri pe scaune n afara oferului i la 50% pentru celelalte automobile.325

Considernd c la vitez redus rezistena aerului este neglijabil, iar fora de rezisten la rulare este prea mic n raport cu forele de frnare pentru a putea fi i ea neglijat, se poate calcula cu aproximaie valoarea deceleraiei maxime: amax = g (Ffr/G) unde g este acceleraia gravitaional (g = 9,81 m/s2).

7.2.1.3 .Diagnosticarea pe elemente a unui sistem de frnare cu acionare hidraulic

a) Diagnosticarea repartitorului limitator la forei de frnare la puntea spate Se procedeaz la efectuarea a dou seturi de verificri: o determinare cu autoturismul descrcat, avnd doar oferul la' volan, i o a doua determinare comprimnd suspensia punii spate, fie cu un dispozitiv special, fie prin ncrcarea cu persoane pe bancheta din spate i greuti n portbagaj. Se va urmri creterea forei de frnare n raport cu sgeata suspensiei i se vor compara rezultatele cu cele indicate de constructor. b) Diagnosticarea servomecanismului i n acest caz se vor efectua dou seturi de msurtori: prima cu motorul n funciune, iar cealalt cu motorul oprit, dup 4-5 acionri ale pedalei de frn n vederea descrcrii servomecanismului. Se va determina cu ct trebuie s creasc fora de apsare la pedal (msurat cu pedometrul) pentru a se obine aceeai for de frnare maxim. Rezultatul se va compara cu valorile precizate de fabricant. c) Diagnosticarea frnei de staionare

326

Dup efectuarea operaiunilor pregtitoare, se aeaz automobilul cu roile la care acioneaz frna de staionare pe rulouri. Se pornesc rulourile i se acioneaz comanda frnei de staionare. n cazul n care aceasta este o manet prevzut cu un clichet, dup parcurgerea a 6-7 dini va trebui s se obin blocarea roilor. Dezechilibrul maxim admis n ara noastr pentru frna de staionare este de 30% indiferent de tipul de autovehicul i de puntea asupra creia acioneaz ea. Eficiena frnei de staionare determinat pe stand trebuie s fie de minim 20%. Dac valorile msurate nu se ncadreaz n limitele specificate, se va face o verificare pentru roile aceleiai puni, dar la acionarea frnei de serviciu. Dac rezultatele sunt similare rezult c defectul se situeaz la nivelul suprafeelor de frecare (uzuri excesive, murdrie, deformri etc.). n caz contrar, rezult c mecanismul de comand al frnei de staionare este defect (cablu gripat sau rupt, articulaii uzate excesiv, prghii deformate etc.).

d) Diagnosticarea pe baza graficelor de corelare dintre fora de frnare si fora la pedal n cazul utilizrii unui pedometru de tip electronic i al msurrii forei F de echilibrare a carcasei reductorului (fig. 7.5) tot pe cale electric, cele dou traductoare pot fi cuplate la un osciloscop cu dou intrri sau la un nregistrator n coordonate xOy. Astfel se pot obine diagrame ce reprezint variaia forei de frnare n funcie de fora de apsare la pedal, ce pot fi utilizate cu bune rezultate n diagnosticarea pe elemente a sistemelor de frnare (fig. 7.6). Diagrama caracteristic unui sistem de frnare care funcioneaz corect este prezentat n figura 7.6,a. Se observ c fora de frnare crete concomitent cu fora la pedal pn n punctul M, dup care intensificarea apsrii pe pedal nu mai are ca efect o mrire a forei de frnare, semn c roata s-a blocat. Revenirea la situaia iniial se face dup o alt ramur a graficului. La relaxarea pedalei, scderea forei de frnare ncepe mai devreme, din punctul N, i continu327

cu fore de frnare mai mici dect la acionarea pedalei. Acest lucru se datoreaz reducerii coeficientului de frecare dintre garnituri i disc sau tambur ca urmare a nclzirii pieselor respective. Trebuie remarcat faptul c acest fenomen este cu mult mai puin evident la frnele moderne la care se utilizeaz garnituri de friciune din kevlar sau pe baz de fibre de carbon, materiale la care coeficientul de frecare este practic insensibil la variaiile de temperatur ale pieselor mecanismului de frnare. Diagrama 7.6,b este caracterizat printr-o cretere mai lent a forei de frnare. La fora nominal de apsare pe pedal, Fp , nu se mai obine fora nominal de frnare, Fp , ci o valoare inferioar Fp. Aceasta din urm este ns atins, dar la valori mai mari ale Fp . O astfel de situaie poate fi generat de pierderi de lichid din sistemul hidraulic de acionare, prezena aerului n sistemul hidraulic, lichid insuficient etc. Atunci cnd suprafeele de frecare sunt foarte lustruite, nemairealizndu-se coeficientul de frecare necesar, fora de frecare crete mai ncet i nu va atinge valoarea nominal, chiar la apsri puternice pe pedal (fig. 7.6,c).

328

Modificarea graficului produs de un arc de rapel al saboilor prea rigid este evideniat n figura 7.6,d. Se observ c pn la o for de apsare pe pedal de aproximativ 10 N nu se nregistreaz practic nici o cretere a forei de frnare; n continuare, creterea forei de frnare este ncetinit din cauza aciunii forei329

elastice a arcului de rapel, dar se poate atinge valoarea ei nominal ns apsnd puternic pedala de frn. Cnd ntre suprafeele de frecare a ptruns lubrifiant, efectul este asemntor cu cel al lustruirii acestora, dar mult mai accentuat, dup cum se poate observa n figura 7.6,e. Gripaje pariale ale mecanismului de frnare pot duce la un grafic de tipul celui din figura 7.6,f. Se observ creterea mai lent a forei de frnare la acionarea pedalei, iar la relaxarea acesteia situarea curbei de revenire deasupra celei de acionare. La finalul procesului de frnare fora de frnare revine la zero. Dac gripajele sunt mai severe (de exemplu blocarea unui piston n cilindrul de acionare) i nu pot fi nvinse de fora arcului de rapel, se obine o diagram ca aceea din figura 7.6,g, la care se remarc existena unei frnri remanente i dup ce a ncetat acionarea pedalei de frn. Deformrile tamburelor sau ale discurilor datorate solicitrilor termice i uzrilor neuniforme vor conduce la vibraii ale mecanismului de frnare de la roi, ilustrate prin variaia n trepte a forei de frnare att la acionarea, ct i la relaxarea pedalei (fig. 7.6,h). In figura 7.6,i este prezentat diagrama corespunztoare situaiei n care jocul iniial dintre suprafeele de frecare este prea mic. Se observ atingerea foarte rapid a regimului de blocare a roii. Este posibil ca, dup relaxarea pedalei, s existe i n acest caz o for de frnare remanent datorat dilatrilor termice care preiau complet jocul mic dintre suprafeele de frecare. Dimpotriv, cnd jocul este mare, se va consuma iniial o for la pedal pentru nvingerea forelor elastice ale arcurilor de rapel de la pedal i saboi, abia dup care va ncepe creterea forei de frnare (fig. 7.6,h). Este evident c blocarea roilor se va produce n aceast situaie la fore de apsare pe pedal mai mari dect n mod normal. Trebuie menionat ns c poate exista o situaie n care, dei se obine o corect corelare a forei de frnare cu cea de apsare pe pedal, sistemul prezint o defeciune: uzura garniturilor de frecare este att de avansat nct apare contactul dintre niturile de fixare a garniturii pe sabot i tambur. n acest caz ns se va produce un zgomot caracteristic ce trebuie luat n considerare i el ca parametru de diagnosticare. Sistemele de diagnosticare asistate de calculator permit eliminarea analizrii de ctre operator a acestor diagrame. Ele transform semnalele analogice transmise de cele dou trductoare n semnale digitale pe care apoi le analizeaz, comparndu-le cu diagramele etalon stocate n memorie. Aceste diagrame etalon corespund att unei stri tehnice normale a sistemului de frnare, ct i celor mai variate situaii de defect, pentru fiecare tip de automobil la care s-au fcut etalonrile respective.330

n acest fel se elimin sursa important de erori ce o constituie analiza subiectiv a unei diagrame de ctre un operator uman. n plus, datorit vitezei de lucru extrem de ridicate a calculatorului, rezultatul testului este obinut foarte repede, crescnd astfel simitor productivitatea activitii de diagnosticare.

7.2.2. Standuri ineriale cu rulouri Pentru a se putea verifica comportarea sistemelor de frnare n condiiile reproducerii pe stand a unor viteze ridicate de deplasare, asemntoare celor din exploatare, dar fr a utiliza electromotoare de puteri i gabarite mari, au fost concepute standurile ineriale cu rulouri. n principiu, n cazul unui astfel de stand, electromotorul, de dimensiuni convenabile, servete la accelerarea rulourilor, roilor de automobil de pe acestea i a unor volani pn cnd se simuleaz deplasarea cu viteza dorit. Din acel mo ment, electro motorul este decuplat i se poate ncepe acionarea sistemului de frnare a automobilului care va consuma energia nmagazinat n micarea de rotaie a volanilor, rulourilor i celorlalte piese legate cinematic de acestea. Schema constructiv a unui astfel de stand este prezentat n figura 7.7. Rulourile 1, suspendate pe lagrele 2 i legate ntre ele prin transmisia mecanic 7, sunt acionate de electromotorul 6 prin ambreiajul 5 i amplificatorul de turaie 4. n acelai timp este pus n micare i masa inerial 3. Vehiculul se aduce cu roata pe cele dou role, astfel nct i roata va fi accelerat pn la viteza dorit. Dup aceasta, se decupleaz ambreiajul 5, iar mecanis mul de frnare al roii automobilului va consuma energia cinetic a tuturor pieselor aflate n micare de rotaie. Standurile ineriale mai pot fi construite i ntr-o variant simplificat (fig. 7.8). Volantul 1 este cuplat direct la roata motoare prin intermediul unei flane prinse cu uruburi de roat i butucul roii. Electromotorul 4 antreneaz volantul prin intermediul unui ambreiaj 3 i al unui amplificator de turaie 2. Roata autovehiculului poate fi suspendat sau se poate sprijini pe rulouri ce se rotesc liber.

331

3

4

5 6

n primul caz, naintea efecturii probei va fi obligatorie verificarea i, eventual, efectuarea echilibrrii dinamice a roii, pentru a se preveni apariia unor oscilaii periculoase n timpul probei. Standurile de acest tip prezint avantajul eliminrii erorilor pricinuite de alunecarea relativ a roilor pe rulouri i de variaia coeficientului de rezisten la rulare. n timpul executrii frnrii, se determin spaiul de frnare, timpul de intrare in funciune al frnei, deceleraia, fora de frnare i fora la pedal. Deoarece n cazul acestor standuri energia de frnare depinde strict de vitez i de masa inerial, este necesar ca standul s fie astfel conceput nct energia cinetic primit de frn de la piesele n rotaie ale standului, Es, s fie egal cu cea primit de la automobil n timpul rulajului efectiv pe drum Ed. Deoarece n timpul deplasrii pe drum rezistena datorat aerului, Ra, i cea datorat rulrii, Rn acioneaz i ele n sensul frnrii automobilului, energia Ed va fi: Ed = mvi + Ir r2/1 2 Ra Sfr Rr Sfr , unde: m - masa auto mobilului; v - viteza de la care se ncepe frnarea; Ir - momentul de inerie al roilor i al pieselor n micare de rotaie cuplate cinematic cu acestea, redus la axa roii; r - viteza unghiular a roii;332

Ra Rr Sfr

- valoarea medie a rezistenei aerului n timpul frnrii; - valoarea medie a rezistenei la rulare; - spaiul de frnare.

Aceast relaie permite determinarea energiei pe care trebuie s o disipeze ntregul sistem de frnare. La stand ns se pot ncerca la un moment dat numai roile unei singure puni, deci pentru corelarea funcionrii pe stand cu cea de pe drum intereseaz numai o fraciune din Ed. Edl = Ed, unde Edl este energia pe care trebuie s o consume acea parte a sistemului de frnare corespunztoare unei puni( -coeficient de repartiie a efortului de frnare). Energia cinetic ce ajunge la frnele celor dou roi ale standului aflate n regim de testare este suma energiilor cinetice ale roilor mainii Irr2/2, rulourilor Iss2/2 si volanilor Ivv2/2 (care includ influena maselor n rotaie ale ambreiajului i reductorului) din care se scade energia consumat pentru rularea roilor pe stand RrsSfr. Es = (Irr2 + Iss2 + Ivv2) / 2 - RrsSfr,

unde: I - momentele de inerie masice ale pieselor respective; - vitezele lor unghiulare; Rr - rezistena medie la rularea pe stand n timpul frnrii. Din motive uor de intuit Rrs este puin diferit de Rr. La nivelul celor dou roi aflate la un moment dat pe stand, se dezvolt forele de frnare Ffr l care, la parcurgerea spaiului de frnare Sfr dau natere lucrului mecanic de frnare: Efr l = Ffr l Sfr . Este evident c, pentru ca ncercarea de pe stand s reflecte ct mai real condiiile de ncrcare a frnelor de pe drum, este necesar ndeplinirea dublei condiii: Ed =Ed = Efr l. Notnd cu is i iv rapoartele de transmitere a micrii ntre roata auto mobilului i rulouri, respectiv ntre roat i volant i innd seama c = rrr, unde rr este raza de rulare a roii, dubla egalitate de mai sus se prezint sub forma:333

[mrr2+Ir-(2rr2/2)Sfr(Ra+Rr)] = Ir+Isis2+Iviv2-(2rr2/v2)RrsSfr = (2rr2Ffr l Sfr)/v2. Rezult de aici c trebuie s existe o anumit corelaie ntre masa auto mobilului i mo mentele de inerie ale pieselor n rotaie din stand n cazul concret al unui anumit tip de automobil pentru a obine spaiul de frnare real i fora de frnare egal cu cea din realitate atunci cnd se frneaz de la o valoare bine definit a vitezei automobilului. Pentru adaptarea momentului de inerie al volantului, se pot utiliza combinaii de volani n raport cu caracteristicile constructive ale automobilului ce urmeaz a fi testat. Mai dificil este ns modificarea rapoartelor de transmitere. De aceea rezult c adaptarea standului la diferite modele de automobile este numai parial, rezultatele obinute prin ncercarea pe stand fiind cu att mai departe de realitate cu ct dubla egalitate menionat va fi mai puin respectat. Puterea electromotorului, P e , necesar unui astfel de stand, se poate determina cu relaia: P = M e ( n n / 3 0 ), unde Me este momentul necesar a fi dezvoltat de electromotor iar n este turaia no minal. Momentul Me este rezultatul nsumrii momentului rezistent al standului, Ms, cu mo mentul rezultat din rezistena la rularea roilor pe rulouri, Mrs i cu mo mentul generat de ineria tuturor pieselor n rotaie ale standului i roilor auto mobilului, M,, ce apare n intervalul de timp t al creterii turaiei electromotorului cu mrimea n. Deci: Me = Ms+Mrs+[(Is+Ie+Iv)+Ir](/30) (n/ t), unde Ie este mo mentul de inerie al rotorului electro motorului, iar un coeficient care ia n considerare existena i a altor mase n rotaie din construcia standului. Exist construcii de standuri ineriale la care accelerarea volanilor se efectueaz chiar de autovehiculul testat, ceea ce face posibil renunarea la electromotorul de antrenare. n construcia unui astfel de stand (fig. 7.9) volanii 4 sunt cuplai direct la rulouri, iar micarea se transmite la toate cele patru perechi de rulouri prin arborele 1, angrenajele n unghi 3 i cuplajele 2.

334

Vitezele echivalente la care se testeaz autovehiculele pe standurile ineriale cu rulouri pot ajunge pn la 200 km/h, dei cele mai multe construcii limiteaz domeniul de ncercare la 80 - 100 km/h. n comparaie cu standurile de for cu rulouri, cele ineriale ocup mai mult loc, sunt mai scumpe, durata ncercrilor este sensibil mai mare i trebuie luate msuri speciale de securitate. Din aceste motive ele sunt mult mai puin rspndite, utilizarea lor fcndu-se remarcat mai mult n laboratoarele de ncercri dect n atelierele de diagnosticare.

7.3. Diagnosticarea sistemelor de frnare cu antiblocare (ABS) 7.3.1. Funcionarea lmpilor de avertizare Prima etap n diagnosticarea unui sistem de frnare cu antiblocare (ABS) l constituie verificarea l mpilor de avertizare.

335

Lampa roie de avertizare atrage atenia asupra unei defeciuni grave a sistemului de frnare, ca de exemplu nivelul sczut al lichidului de frn sau presiune redus n jumtate din sistemul hidraulic. Lampa roie de avertizare va lumina i atunci cnd este acionat frna de parcare, precum i n cazul unei defeciuni a ABS ca de pild o presiune sczut n ntregul sistem (fig. 7.10). Lampa portocalie de avertizare se aprinde de obicei dup o pornire a motorului n timpul iniializrii sistemului sau al secvenei de autodiagnosticare, Durata aprinderii acestei l mpi dup cuplarea aprinderii motorului variaz n funcie de tipul automobilului i de construcia ABS -ului. 7.3.2.Inspecia vizual Multe dintre problemele ce afecteaz corecta funcionare a ABS pot fi diagnosticate rapid dac se procedeaz la o inspecie vizual a tuturor componentelor principale. O astfel de inspecie include urmtoarele obiective: lichidul de frn: se verific nivelul i calitatea lichidului de frn din rezervor; scurgeri de lichid de frn: se verific apariia unor fisuri n furtunurile instalaiei i existena unor scurgeri la racorduri; sigurane electrice: se verific toate siguranele electrice.ce au legtur cu ABS; cablaje i conectori: se verific toate cablajele, n special cablurile senzorilor micrii de rotaie a roilor; senzorii de rotaie a roilor: se controleaz ca roile dinate ale traductoarelor s nu fie deteriorate; dac este posibil, se cur depunerile de pe traductoare; Observatie.Majoritatea senzorilor de rotaie a roilor sunt de tip electromagnetic i, n consecin, pot atrage i menine particule metalice. nlturai orice particule metalice din jurul senzorilor magnetici ai rotaiei roilor. componentele principale ale mecanismelor de frnare: toate componentele principale ale mecanismelor de frnare precum etrierele i

336

discurile, tamburele, saboii i celelalte accesorii trebuie s fie n bun stare de funciune; frna de staionare: verificai ca frna de staionare s funcioneze corect i s fie complet eliberat; rulmenii roilor: toi rulmenii roilor trebuie s fie n perfect stare de funcionare i strni corect; roile i pneurile: se verific corectitudinea presiunii din pneuri, adncimea profilului i ca dimensiunile pneurilor i jantelor s corespund indicaiilor constructorului.

337

338

7.3.3. ncercarea n condiii de drum

ncercarea n condiii de drum reprezint o etap foarte important n diagnosticarea ABS. Multe astfel de sisteme i codurile lor de depistare a defeciunii nu vor fi setate dect dup punerea n micare a automobilului. Uneori, conductorii auto se neal considernd drept defeciune comportarea diferit fa de normal a sistemului de frnare n timpul diagnosticrii. Astfel, modelul Delco VI produce o uoar vibraie a pedalei la verificarea supapelor din timpul autotestului. La alte automobile cu ABS, imediat ce controlerul sistemului sesizeaz punerea n micare a automobilului, primind semnalele corespunztoare de la senzorii de rotaie ai roilor, acesta va pune n funciune pompa de fiecare dat cnd presiunea din acumulator ajunge sub un anumit nivel minim. Acest lucru va conduce la apariia unui zgomot, de cele mai multe ori dup punerea n funciune a automobilului. Este posibil ca, din cauza acestei coincidene, s se suspecteze o defeciune a transmisiei sau a sistemului de rulare. n astfel de cazuri este indicat s se verifice n primul rnd dac zgomotul respectiv nu este cumva o manifestare normal a unor operaiuni ce se desfoar n timpul diferitelor secvene ale autodiagnosticrii. nainte de a porni n curs, se pornete motorul i se observ cele dou lmpi de avertizare: cea roie i cea portocalie. Dac lampa roie se aprinde, rezult c sistemul de frnare de baz poate prezenta unele defeciuni. Nu trebuie pornit n curs pn cnd aceste defeciuni nu sunt depistate i remediate.

7.3.4. Citirea codurilor defeciunilor

339

Dup efectuarea atent a inspeciei vizuale i dup verificarea n condiii de drum a funcionrii sistemului de frnare, se trece la citirea codurilor defeciunilor semnalate la nivelul ABS i stocate n memoria blocului su de control. Procedura exact variaz n funcie de tipul, modelul i anul fabricaiei automobilului, aa dup cum se arat n tabelele 7.7, 7.8 i 7.9.

Atenie ! ntotdeauna trebuie consultat documentaia de service referitoare la automobilul diagnosticat.

Unele sisteme pot s prezinte informaiile doar sub forma unor coduri luminoase (aprinderea succesiv, n anumite secvene, a uneia din lmpile de avertizare), n timp ce alte sisteme pot efectua autodiagnosticarea i apoi s livreze toat informaia astfel obinut prin intermediul unui dispozitiv de scanare.

Tabelul 7.7 Ghid de diagnosticare a ABS pentru automobilele General Motors

.

Tipul ABS

Dispozitiv de scanare* Citirea codurilor Procedura de tergere a codurilor

Teves II Integral Teves IV Non-Integral

Cheie de untare Nu este necesar Da Da

340

Bosch 2U Non-Integral Delco VI Bosch 2S Bosch III Delco Powermaster III. Kelsey-Hayes RWAL**

Da Da Da Da Da Da sau coduri luminoase Da

Da Da Da Da Da Da sau se deconecteaz sigurana ABS Da

Kelsey-Hayes 4WAL***

* Pentru unele sisteme poate fi folosit o cheie de untare. Nu toate dispozitivele de scanare pot efectua toate funciunile. ** RWAL = anti-blocare numai pe roile din spate. *** 4WAL = anti-blocare pe 4 roi

Tabelul 7.8 Ghid de diagnosticare a ABS pentru automobilele Ford

Tipul ABS

Dispozitiv de scanare* Citirea codurilor Procedura de tergere a codurilor Nu sunt disponibile coduri Deplasarea automobilului dup reparaie Deplasarea automobilului dup reparaie

Teves II 32 pini-Integral

Nu sunt disponibile coduri Da

Teves II 35 pini-Integral

Teves IV Non-Integral

Da

Kelsey-Hayes RABS**

Coduri luminoase Deplasarea automobilului dup reparaie Da Deplasarea automobi-

Teves 4WABS***

341

lului dup reparaie

* Pentru unele sisteme poate fi folosit o cheie de untare. Nu toate dispozitivele de scanare pot efectua toate funciunile. ** RABS = anti-blocare numai pe roile din spate. * * * 4WABS = anti-blocare pe 4 roi.

Tabelul 7.9 Ghid de diagnosticare ABS pentru automobilele Crysler

Tipul ABS

Dispozitiv de scanare* Citirea codurilor Procedura de tergere a codurilor

Bosch III Integral

Cuplai aprinderea Da

Decuplai aprinderea

Bendix 10 Integral

Da sau deconectai bateria Da sau deconectai bateria

Bendix 6 Non-Integral

Da

342

Bosch MMC Bosch 2U Non-Integral

Da Nu sunt disponibile coduri Da Da Coduri luminoase Da

Da Nu sunt disponibile coduri

Teves Mark II Teves Mark IV Kelsey-Hayes RWAL

Da Da Deconectai bateria

Kelsey-Hayes 4WAL

Da

Pentru unele sisteme poate fi folosit o cheie de untare. Nu toate dispozitivele de scanare pot efectua toate funciunile.

Observaie ! La anumite sisteme ABS codul de identificare a defeciunii se pierde dac se oprete funcionarea motorului nainte de legarea la mas a conectorului dispozitivului de scanare.

Sistemul Bosch 2U/2S

Schema constructiv a sistemului BOSCH 2U/2S este prezentat n figura 7.11. Citirea codurilor defeciunilor poate fi fcut dup legarea bornelor A i H ale prizei de diagnosticare, aa cum se arat n figura 7.12. De asemenea, pe majoritatea sistemelor BOSCH de tip 2 poate fi utilizat un dispozitiv de scanare pentru a se citi codurile defeciunilor. Un astfel de dispozitiv este cel prezentat n figura 7.13 i denumit TECH 1. El poate primi cartue speciale care si permit diagnosticarea tuturor sistemelor electronice ale automobilului: ABS, sistemul electronic de control al automobilului,343

controlul electronic al direciei, sistemul cu control electronic al climatizrii i sistemul audio. TECH 1 are dou prize, una principal i cealalt secundar pentru cuplarea cu aceste cartue (fig. 7.13). Atunci cnd sistemul ABS se afl n faza de testare, fiind cuplat la dispozitivul TECH 1, el nu mai este operabil.

344

Prin cuplarea la priza de diagnosticare, dispozitivul TECH 1 devine parte component a sistemului electronic al automobilului. El poate intercepta mesajele schimbate ntre diferitele componente ale macrosistemului electronic, fr a le afecta funcionarea. TECH 1 poate de asemenea s ntreprind urmtoarele aciuni: monitorizarea transmisiilor normale; afiarea informaiilor ABS; afiarea i tergerea codurilor defeciunilor ABS; controlul unor componente ale ABS precum bobinele i releele; efectuarea unei diagnosticri extensive a ABS;345

efectuarea testrii ABS n vederea depistrii defeciunilor intermitente.

n general, TECH 1 are cinci moduri pentru diagnosticarea ABS, dup cum urmeaz: 1) Modul FO - lista informaiilor privind funcionarea ABS. Sunt urmrite n mod continuu vitezele de rotaie ale rotilor i starea contactului frnei. 2) Modul FI- istoria codului defeciunii. Este afiat numrul ciclurilor de pornire a motorului petrecute de la producerea defeciunii, precum i alte informaii privind funcionarea ABS. Pot fi memorate datele referitoare la maximum trei defeciuni. 3) Modul F2 - codurile defeciunilor . Sunt afiate sau terse, dup dorin, codurile defeciunilor memorate de modulul electronic de control al frnelor aflat la bordul automobilului. 4) Modul F3 - situaia instantanee a ABS. TECH 1 culege informaii privind ABS naintea i dup producerea unei defeciuni sau n orice moment dorit, la acionarea comenzii de declanare a achiziiei de date. 5) Modul F4 - teste ABS. Sunt efectuate teste funcionale ale modulatorului hidraulic pentru a se uura problema izolrii defeciunilor n timpul aciunii de localizare i depistare a acestora.

346

Tabelul 7.10 Semnificaiile codurilor defeciunilor la sistemele BOSCH2U/2S

Codul 12 21 RF, 25 LF 31 RR, 35 LR 35 22 RF, 26 LF

Semnificaia codului Sistemul de diagnosticare este operaional. Senzorul rotirii roilor din fa (dreapta, stnga) defect. Senzorul rotirii roilor din spate (dreapta, stnga) defect. Senzorul rotirii roilor din spate defect. Eroare a frecvenei semnalului de la roile dinate ale punii fa (dreapta, stnga). Eroare a frecvenei semnalului de la roile dinate ale punii spate (dreapta, stnga). Eroare a frecvenei roii dinate de la puntea spate. Bobina supapei roii fa dreapta/ stnga defect. Bobina supapei punii spate defect. Motorul pompei sau releul acestuia defect. Releul bobinei supapei defect. Modulul electronic de control al frnelor defect. Conexiunea de transmitere serial a datelor defect. Tensiune sczut. Senzorul acceleraiei laterale defect. Senzorul acceleraiei laterale defect.

32 RR, 36 LR

36 41 RF, 45 LF 55 61 63 71 72 74 75 76

Pentru tergerea codurilor se va proceda n urmtoarele etape: se extrage untul ce lega bornele A i H ale prizei de diagnosticare;

347

se introduce untul legnd din nou bornele A i H pentru cel puin o secund i apoi se extrage untul; se repet nc de dou ori operaiunea precedent, astfel nct, n total, s se efectueze trei conectri ale untului de cte o secund fiecare, fr ca timpul total al celor trei manevre s depeasc zece secunde. Operaiunile de conectare i deconectare ale untului pot fi efectuate urmrind comportarea lmpii de avertizare ABS (cnd lampa se stinge, se extrage untul, dup care se reintroduce n bornele Ai H). se ateapt zece secunde n care sistemul verific efectuarea celor trei untri de cte o secund. Dac sistemul constat c procedura a fost urmat corect, toate codurile vor fi terse. Se trece cheia de contact prin toate poziiile i apoi se verific tergerea codurilor prin cuplarea din nou a bornelor Ai H cu ajutorul untului. Lampa de avertizare va lumina de patru ori consecutiv codul 12 semnificnd de aceast dat c toate codurile anterioare au fost terse. Codurile defeciunilor se pot terge cu mai mult uurin prin apsarea tastei YES la ntrebarea: "S terg codurile ABS ?" aprut la un moment dat n derularea secvenelor de diagnosticare n cadrul modului F2 de lucru al dispozitivului TECH 1.

Sistemul Bosch III (integral)

Sistemul BOSCH III, a crui schem constructiv este prezentat n figura 7.14, este ntlnit pe multe tipuri de autoturisme. Modul de citire a codurilor defeciunilor la sistemul BOSCH III variaz n funcie de marca, modelul i anul fabricaiei automobilului. Majoritatea codurilor sunt terse atunci cnd se oprete motorul i se decupleaz aprinderea. De aceea citirea codurilor defeciunilor trebuie efectuat

348

naintea opririi motorului. Dac lampa portocalie este aprins, nseamn c a fost detectat o defeciune, iar codul ei a fost nregistrat n memoria modulului electronic de control al frnelor.

Tabelul 7.11 Semnificaiile codurilor defeciunilor la sistemul BOSCH III

Codul 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Semnificaia codului Circuitul supapei roii fa stnga defect. Circuitul supapei roii fa dreapta defect. Circuitul supapei roii spate dreapta defect. Circuitul supapei rotii spate stnga defect. Senzorul rotaiei roii fa stnga defect. Senzorul rotaiei roii fa dreapta defect. Senzorul rotaiei roii spate dreapta defect. Senzorul rotaiei roii spate stnga defect. Senzorul rotaiei roilor fa stnga/ spate dreapta defect.

349

10 11 12 13 14 15 16

Senzorul rotaiei roilor fa dreapta/ spate stnga defect. Supapa de reumplere defect. Modulul electronic de control al frnelor defect. Conexiunea de transmitere serial a datelor defect. Contactele de deplasare a pistonului defecte Contactul lmpii de stop defect. Modulul electronic de control defect.

350

Sistemul KELSEY HAYES

Sistemul Kelsey-Hayes este realizat n dou variante principale. Cea dinti previne blocarea roilor din spate. Pentru controlul frnrii acestora, sunt utilizate dou bobine i dou supape (fig. 7.15). Cea de-a doua variant acioneaz pe toate cele patru roi ale automobilului. n acest caz, calculatorul sistemului comand o pulsare a supapelor n loc de a le deschide sau nchide. Aceast pulsaie se caracterizeaz prin posibilitatea modulrii duratei impulsului, supapele fiind de construcie special (fig. 7.16). Semnalul senzorului de rotaie este trimis calculatorului prin intermediul unui controler digital care face posibil adaptarea la valoarea raportului de transmisie al transmisiei principale. Acest controler face parte din panoul instrumentelor de bord. Dac se schimb raportul de transmitere al transmisiei centrale sau mrimea pneurilor, acest controler trebuie nlocuit i recalibrat conform prescripiilor din manualul constructorului. Aceast recalibrare va asigura351

funcionarea corect a vitezometrului i a ABS. SistemulABS este deconectat, de obicei, atunci cnd automobilul funcioneaz n regim de traciune integral (4X4),

352

n varianta RWAL (Rear Wheel Antilock - antiblocarea roilor din spate), codurile luminoase i informaiile privind diagnosticarea sunt obinute prin intermediul dispozitivului TECH I/II produs de fabricant sau prin conectarea bornelor A i H ale prizei pentru diagnosticare (fig. 7.12). Observaie! Citirea codurilor defeciunilor se poate face numai dac lampa de avertizare este aprins. n caz contrar, va aprea n mod fals codul 9. n varianta RABS (Rear Antilock Braking Sistem - ABS pentru partea din spate), se utilizeaz numai metoda conectorului de untare (fig. 7.17). La sistemele Kelsey - Hayes ce echipeaz autocamionetele Crysler se utilizeaz legrile la mas ale conectorului de diagnosticare (fig.7.18).

353

354

Tabelul 7.12 Senmificaiile codurilor defeciunilor la sistemele Kelsey-Hayes 4WAL*

Codul 12 13 14 15

Semnificaia codului Sistem normal (funcionare 4x2 - dou roi motoare). Sistem normal - frna acionat (funcionare 4x2). Sistem normal (funcionare 4x4 - toate roile motoare). Sistem normal - frna acionat (funcionare 4x4).

21 RF, 25 Circuitul senzorilor de vitez de la roile fa dreapta/ stnga ntrerupt. LF 31 RR, 35 Circuitul senzorilor de vitez de la roile spate dreapta/ stnga ntrerupt. LR 35 Circuitul senzorului de vitez de la cutia de viteze ntrerupt.

22 RF, 26 Lipsa semnalului senzorilor de vitez de la roile fa dreapta/ stnga. LF 32 RR, 36 Lipsa semnalului senzorilor de vitez de la roile spate dreapta/ stnga. LR 36 Lipsa semnalului senzorului de vitez de la cutia de viteze.

23 RF, 27 Semnal intermitent de la senzorii de vitez ai roilor fa dreapta/ stnga. LF 33 RR, 37 Semnal intermitent de la senzorii de vitez ai roilor spate dreapta/ stnga. LR 37 28 29 38 41-66 67 68 71-74 81 86 88 Semnal intermitent de la senzorul de vitez de la cutia de viteze. Cdere simultan a senzorilor de vitez ai roilor din fa. Cdere simultan a senzorilor de vitez ai tuturor roilor. Eroare a traductorului de vitez al roii. Funcionare incorect a supapei de modulare a presiunii de frnare sau a unitii electro-hidraulice de control. Circuit ntrerupt al electromotorului sau scurtcircuitarea ieirii din MECF. Electromotor gripat sau circuitul electromotorului scurtcircuitat. Defectarea memoriei. Circuitul contactului frnei ntrerupt sau scurtcircuitat. Lampa portocalie de avertizare ABS scurtcircuitat. Lampa roie de avertizare FRN scurtcircuitat.

355

4WAL = Sistem de antiblocare pe 4 roti.

Tabelul 7.13 Semnificaiile codurilor defeciunilor la sistemul Kelsey-Hayes R WAL

Codul 2

Semnificaia codului Circuitul bobinei supapei de izolare ntrerupt sau funcionare incorect a MECF*/ MCS**. Circuitul bobinei supapei de amortizare ntrerupt sau funcionare incorect a MECF/ MCS. Circuitul contactului supapei de resetare scurtcircuitat la mas. Acionare axcesiv a supapei de amortizare n timpul funcionrii ABS. Semnal intermitent al traductorului de vitez. Circuitul supapei de izolare scurtcircuitat sau funcionare incorect a MECF/ MCS. Circuitul supapei de amortizare scurcircuitat sau funcionare incorect a MECF/ MCS. Circuitul de la senzorul de vitez a automobilului ntrerupt sau scurcircuitat la mas. Circuitul contactului frnei defect. Funcionare incorect a calculatorului de bord.

3

4 5

6 7

8

9

10 12-17

356

* MECF = Modulul electronic de control al frnei. * * MCS = Modulul de control al supapelor.

n funcie de tipul automobilului, poate sau nu poate fi utilizat un dispozitiv de scanare (acest lucru trebuie verificat n cartea tehnic a automobilului respectiv).

Sistemul TEVES MARK II

Sistemul Teves Mark II este un sistem integral, acionnd asupra tuturor celor patru roi ale automobilului (fig. 7.19). Citirea codurilor defeciunilor se poate face fie prin untarea bornelor A i H ale prizei de diagnosticare, fie prin utilizarea dispozitivelor de scanare. Pe automobilele firmei General Motors se poate aplica n general prima metod, dar pe unele dintre ele sunt utilizate ambele metode. Pentru celelalte tipuri de automobile este necesar, de regul, un dispozitiv de scanare. n orice caz este obligatorie consultarea manualului de ntreinere al automobilului ce urmeaz a fi diagnosticat. Dup ce toate codurile au fost citite i defeciunile ndeprtate, codurile defeciunilor se vor terge automat din memoria calculatorului dup ce se va conduce automobilul cu peste 40 km/h.

Tabelul 7.14 Semnificaiile codurilor defeciunilor la sistemul Teves Mark II

357

| 11 12 21 22 23 24 25 26 27 31 32 33 34 35 36 37 38 41 42 43 44 45 46

Codul

Semnificaia codului MECF defect. MECF defect. Supapa principal defect. Supapa de intrare a roii fa stnga defect. Supapa de ieire a roii fa stnga defect. Supapa de intrare a roii fat dreapta defect. Supapa de ieire a roii fa dreapta defect. Supapa de intrare spate defect. Supapa de ieire spate defect. Senzorul de rotaie al roii stnga fa defect. Senzorul de rotaie al roii dreapta fa defect. Senzoml de rotaie al roii dreapta spate defect. Senzorul de rotaie al roii stnga spate defect. Idem 31. Idem 32. Idem 33. Idem 34. Idem 31 i 35. Idem 32 i 36. Idem 33 i 37. Idem 34 i 38. Doi senzori de rotaie defeci. Doi senzori de rotaie defeci.

358

47 48 51 52 53 54 55 56 57 58 61 71 72 73 74 75 76 77 78

Doi senzori de rotaie (spate) defeci. Trei senzori de rotaie defeci". Supapa de ieire fa stnga defect. Supapa de ieire fa dreapta defect. Supapa de ieire spate stnga defect. Supapa de ieire spate dreapta defect. Idem 31. Idem 32. Idem 33. Idem 34. Circuit n bucl al MECF. Idem 51. Idem 52. Idem 53. Idem 54. Idem 31. Idem 32. Idem 33. Idem 34.

359

Dreapta fal

Sistemul TEVES MARK IV Codurile defeciunilor pot fi citite n cazul sistemului Teves Mark IV (fig. 7.20) numai prin intermediul unui dispozitiv de scanare bidirecional de tip TECH I sau II conectat la priza de diagnosticare a automobilului. Pentru unele automobile echipate cu ABS tip TEVES MARK IV este necesar un dispozitiv de scanare pentru tergerea codurilor. La alte auto mobile, conducerea cu o vitez de peste 32 km/h va duce la tergerea codurilor. Deconectarea bateriei poate de asemenea s produc tergerea codurilor, dar poate produce pierderea funciunii altor sisteme i dispozitive ale automobilului (de exemplu scoaterea din funciune a aparatului radio cu memorie antifurt).

360

Tabelul 7.15 Semnificaiile codurilor defeciunilor la sistemul Teves Mark IVCodul Semnificaia codului 21 Circuitul senzorului de vitez al rotii dreanta fat ntrerunt. 22 Semnalul senzorului de vitez al roii dreapta fa ntrerupt. 23 Viteza roii dreapta fa este 0 km/h. 25 Circuitul senzorului de vitez al roii stnga fa ntrerupt. 26 Semnalul senzorului de vitez al roii stnga fa ntrerupt. 27 Viteza roii stnga fat este 0 km/h.

361

31 32 33

Circuitul senzorului de vitez al roii dreapta spate ntrerupt. Semnalul senzorului de vitez al roii dreapta spate ntrerupt. Viteza roii dreapta spate este 0 km/h.

35 36 37 41 42 43 45 46 47 51 52 53 55 56 57 61 62 71 72 73

Circuitul senzorului de vitez al roii stnga spate ntrerupt. Semnalul senzorului de vitez al roii stnga spate ntrerupt. Viteza roii stnga spate este 0 km/h. Circuitul supapei de intrare a roii dreapta fa zgomotos. Circuitul supapei de ieire a roii dreapta fa zgomotos. Senzorul de vitez al roii dreapta fa zgomotos. Circuitul supapei de intrare a roii stnga fa zgomotos. Circuitul supapei de ieire a roii stnga fa zgomotos. Senzorul de vitez al roii stnga fa zgo motos. Circuitul supapei de intrare a roii dreapta spate zgomotos. Circuitul supapei de ieire a roii dreapta spate zgomotos. Senzorul de vitez al roii dreapta spate zgomotos. Circuitul supapei de intrare a roii stnga spate zgomotos. Circuitul supapei de ieire a roii stnga spate zgomotos. Senzorul de vitez al roii stnga spate zgomotos. Motorul pompei defect. Motorul pompei defect n situaia Stop ABS. Eroare la verificarea MECF. Circuitul co mutatorului Controlul Transmsiei/ABS. 1 Circuitul traductorului nivelului lichidului de frn.

8.DIAGNOSTICAREA SISTEMULUI DE DIRECIE

8.1. Aspecte generale

Starea tehnic a sistemului de direcie este de o deosebit importan pentru securitatea circulaiei. Ea contribuie decisiv la asigurarea performanelor de mania-bilitate i stabilitate ale automobilului i influeneaz intensitatea uzrii anvelopelor.362

Modificarea strii tehnice a sistemului de direcie const n: procese de uzare: n mecanismul casetei de direcie, n articulaiile prghiilor, n lagrele de ghidare ale axului volanului i n cuplajele dintre acesta i caseta de direcie; gripaje n caseta de direcie i n articulaiile prghiilor; slbirea sau deteriorarea prinderii casetei de direcie pe asiu; deformarea prghiilor mecanismului de direcie; deformri ale componentelor punilor ce determin geometria roilor de direcie. Parametrii de diagnosticare sunt: jocul liber al volanului, fora de acionare a volanului, existena jocurilor n articulaiile mecanismului de direcie i ale braelor punilor, fora lateral n suprafaa de contact a pneurilor cu solul i unghiurile ce definesc geometria roilor de direcie. O mare parte din defectele caracteristice sistemului de direcie pot fi depistate pe baza modului lor de manifestare, aa cum se arat n tabelul 8.1.

8.2. Diagnosticarea dup jocul unghiular i efortul la volan

Jocul liber al volanului constituie un parametni de apreciere global a gradului de uzur i strngere a componentelor mecanismului de direcie. Msurarea sa se face cu un dispozitiv mecanic simplu (fig. 8.1) compus, n principal, din sgeata indicatoare 1 i raportorul 2. Sgeata se prinde de circumferina volanului, iar raportorul pe cmaa fix a coloanei de direcie, cu ajutorul prghiilor 3 care sunt strnse de arcul 4.363

Tabelul 8.1. Principalele simptome i defeciuni privitoare la starea direciei

Nr, ; Simptom crt 1 Volanul se rotete greu

Cauze posibile

|

1.1. Strngerea excesiv a rulmenilor mecanismului de direcie ori a articulaiilor acestuia precum i a organelor din caseta de direcie 1.2. Unghi de carosaj prea mare 1.3. Unghi de nclinare longitud. a pivotului fuzetei excesiv de mare 1.4. Strngerea excesiv a braelor oscilante 1.5. Lipsa lubrifiantului sau lubrifiant prea vscos n caseta de direcie 1.6. Uzura sau ruperea elementelor din caseta de direcie

364

2

La rulajul rectiliniu, automobilul "trage" intr-o parte (nu menine direcia pe teren plan orizontal')

2.1. Valori inegale a le unghiurilor de cdere pentru cele dou roi din stnga i dreapta 2.2. Idem pentru ungh. de nclinare longitudinal ale pivoilor fuzetelor 2.3. Convergena roilor dereglat 2.4. Presiunea neuniform n pneuri

3

Automobilul 3.1. Raport incorect al unghiurilor de bracaj ale roilor "trage" lateral n directoare viraje 3.2. Vezi pct. 2.2 3.3. Valori inegale ale unghiului de nclinare transversal a pivoilor fuzetelor 3.4. Montaj incorect al anvelopei pe jant 3.5. Pierderea elasticitii barelor stabilizatoare de viraj 3.6. Uzura suporturilor de cauciuc ale barei stabilizatoare de viraj

4

Uzura prematur 4.1. Unghi de cdere incorect a pneurilor din 4.2. Unghi de nclinare transversal a pivotului fuzetei fa incorect 4.3. Unghi de nclinare longitudinal a pivotului fuzetei incorect 4.4. Convergena roilor incorect 4.5. Presiunea n pneuri prea mic sau prea mare

5

Roile autooscileaz

5.1. Vezi pct. 2.4,3.3 i 4.3 5.2. Jante deformate sau dezechilibrate 5.3. Jocuri n articulaiile direciei 5.4. Roi sau arbori planetari slbii

365

6

Mrirea forei laterale n suprafaa de contact a roii cu solul

6.1. Vezi pct. 2.3 i 4.1 6.2. Uzura articulaiilor sferice ale mecanismului de direcie 6.3. Deformarea elementelor punii din fa 6.4. Uzura bucelor pivotului fuzetei

7

Pneurile fluier 7.1. Anvelope uzate strident la frnri 7.2. Unghiul de cdere i convergena roilor sunt i n viraje incorecte Zgomot perceptibil mai ales n viraje 8.1. Rulmenii roilor uzai sau defeci 8.2. Piuliele roilor sau ale arborilor planetari slbite

8

9

Joc unghiular 9.1. Uzura elementelor din caseta de direcie excesiv de mare 9.2. Uzura articulaiilor sferice ale mecanismului de al volanului direcie 9.3. Mrirea jocului axial al roii melcate sau al cremalierei 9.4. Slbirea fixrii casetei de direcie 9.5. Uzura articulaiei cardanice a coloanei de direcie 9.6. Joc mare a! rulmenilor roilor directoare

Volanul se rotete alternativ n ambele sensuri, pn cnd un observator aflat n faa automobilului constat nceputul micrii roilor de direcie. Cu aparatele optice pentru verificarea geometriei direciei, aceast determinare se face cu uurin, dac se urmresc cele dou momente de nceput al deplasrii spotului luminos pe un ecran aflat n faa automobilului. n conformitate cu regulamentul de circulaie n vigoare, jocul volanului trebuie s fie de cel mult 15. Sursele care conduc la apariia unui joc mrit sunt: uzura articulaiilor, care produce creterea jocului cu 2-4, slbirea fixrii casetei

366

de direcie, care contribuie cu 10-20 i uzura pivotului fuzetei i a bucelor sale, 34. Pentru localizarea jocurilor se suspend cu ajutorul cricului, pe rnd, fiecare roat de direcie. Prinznd roata cu ambele mini de anvelop, se oscileaz energic n plan vertical, examinnd n acest timp evoluia articulaiilor. Pentru verificarea articulaiilor sferice, acestea trebuie descrcate de fora elastic a arcului suspensiei care ar putea duce la mascarea jocului prin apsarea sferei de carcas. Dac arcul se sprijin pe braul inferior al punii,cricul se va amplasa sub acest bra (fig. 8.2), descrcnd astfel articulaia inferioar.

367

n cazul n care arcul se sprijin pe braul superior, se va utiliza un dispozitiv (eventual o bucat de lemn de dimensiuni potrivite) pentru a mpinge n sus braul superior (fig. 8.3), n timp ce cricul va fi amplasat sub caroserie. De data aceasta va fi descrcat articulaia superioar. Aceste verificri pot fi fcute i cu ajutorul unui stand cu plci. Automobilul este adus cu roile de direcie pe cele dou plci ale standului. Se menine acionat pedala de frn n poziia de mers rectiliniu. Plcile sunt acionate de un sistem hidraulic care le culiseaz n plan orizontal, att pe direcie longitudinal, ct i pe direcie transversal.

368

Un tehnician aflat sub automobil, n canalul de vizitare situat ntre cele dou platouri, va localiza vizual zonele cu jocuri. Efortul necesar rotirii volanului depinde de frecrile din articulaii, din angrenajele casetei de direcie i din lagre, precum i de deformri ale prghiilor sau de o amplasare greit a casetei de direcie pe asiu. Pentru msurarea forei de acionare a volanului, se plaseaz automobilul pe o suprafa orizontal din beton sau asfalt uscat i se acioneaz frna de

369

parcare. Se prinde crligul unui dinamometru de extremitatea exterioar a unei spie a volanului (fig. 8.4) i se nvrte volanul pn la captul cursei. Valoarea maxim admisibil a forei de acionare a volanului difer n funcie de construcia sistemului, fiind cuprins, n general, ntre 3 i 8 daN n cazul unui mecanism n stare tehnic bun. Efortul msurat la capetele cursei volanului este de 1,5-2 ori mai mare dect cel msurat cu volanul n poziia de mers rectiliniu.

370

8.3. Verificarea geometriei roilor de direcie

Amplasarea n spaiu a roilor de direcie i a pivoilor lor este definit prin urmtoarele mrimi geometrice (fig.8.5): unghiul de cdere (de carosaj) a, unghiul de nclinare transversal a pivotului fuzetei /?, unghiul de nclinare longitudinal a pivotului fuzetei (de fug) y, unghiul de convergen a roilor 5 i unghiurile de bracaj aj i a2.

De obicei mrimea convergenei se exprim prin diferena distanelor dintre marginile interioare ale jantelor ntr-un plan median orizontal la nivelul axei roii. Roile nedirectoare situate la puntea din spate a automobilului pot avea diferite valori ale unghiului de cdere i convergenei n funcie de tipul constructiv al punii (rigid sau articulat; motoare sau nemotoare). n plus, este necesar ca puntea din spate s fie perpendicular pe axa longitudinal a automobilului i cu roile egal deprtate fa de aceast ax. Deteriorarea strii tehnice a sistemului de direcie i a suspensiei n timpul exploatrii automobilului conduce la modificarea unghiurilor ce definesc geometria roilor directoare, nsoit de simptomele specifice prezentate n tabelul 8.2.

371

372

Tabelul 8.2. Principalele simptome ale modificrii unghiurilor geometriei roilor directoare

Mrime Unghi de cdere

Modificare

Simptom

1

Uzarea anvelopelor la exterior Pneurile fluier strident la frnri moderate i la viraje Uzarea anvelopelor la interior Oscilaiile roilor n limita jocului din rulmenii butucului Inegal stnga La mers rectiliniu automobilul

373

dreapta Unghi de nclinare transversal al pivotului Inegal stngadreapta Unghi de nclinare longitudinal al pivotului Inegal stngadreapta Convergen

"trage"ntr-o parte Volanul se rotete greu Volanul nu revine sau revine greu la poziia de mers rectiliniu n viraje automobilul "trage" lateral

Volanul se rotete greu n mers Volanul nu revine sau revine greu la poziia de mers rectiliniu La mers rectiliniu automobilul "trage" ntr-o parte La mers rectiliniu automobilul "trage" ntr-o parte Uzarea anvelopelor la exterior Pneurile fluier strident la frnri moderate i la viraje La mers rectiliniu automobilul "trage"ntr-o parte Uzarea anvelopelor la interior Pneurile fluier strident la frnri moderate i la viraje

Unghi de bracaj

Necorelat Pneurile fluier strident la viraje stnga-dreapta strnse Uzarea anvelopelor

8.3.1. Aparatura folosit la verificarea geometriei roilor de direcie

374

Din punct de vedere constructiv, aparatele utilizate la verificarea geometriei roilor de direcie sunt de trei categorii: mecanice, cu bul de nivel i optice. Cel mai simplu dispozitiv mecanic utilizat numai pentru verificarea convergenei este tija telescopic (fig. 8.6.). Aparatele cu bule de nivel permit msurarea unghiului de cdere i a unghiurilor de nchinare longitudinal i transversal ale pivotului. Un astfel de aparat (fig. 8.7.) are pe faa inferioar dou bule de nivel necesare aezrii iniiale a aparatului n poziie orizontal, iar pe faa superioar alte dou bule de nivel i trei scale: scala 1 pentru unghiul de cdere, scala 2 pentru unghiul de nclinare transversal a pivotului i scala 3 pentru unghiul de nclinare longitudinal a pivotului. Aparatul se fixeaz pe fuzet cu ajutorul pieselor 8 i 9, ultima fiind mobil pe braul 10 pe care se poate fixa cu ajutorul urubului 11. Piesa 8 este articulat pe urubul 7, poziia sa putnd fi modificat cu urubul 6. Corpul aparatului se fixeaz pe braul 5 printr-o articulaie sferic, poziia corpului cu scale se poate astfel modifica, iar fixarea n poziia aleas se face cu urubul 4. Aparatul este prevzut cu dou platouri rotitoare, dou platouri fixe, o tij telescopic pentru msurarea convergenei, precum i cu dou dispozitive pentru msurarea unghiurilor de bracaj. Cele mai utilizate aparate pentru verificarea geometriei roilor de direcie sunt aparatele optice, caracterizate prin precizia ridicat a msurrii i printr-o fiabilitate corespunztoare n condiiile utizrii n atelierele de ntreinere auto.

375

O instalaie de acest tip se compune din doua proiectoare 1, dou platouri pivotante 2, dou sau patru ecrane cu scale unghiulare 2 i 3, dou rigle telescopice cu scale liniare 4 i dou rigle 7,dispuse conform figurii 8.8 .

376

Proiectoarele (fig. 8.9) se monteaz pe jante cu ajutorul bolurilor consolei fixe 8 i al bolului consolei mobile 6 ce culiseaz pe tijele 5. Platoul 4 poate, de asemenea, glisa pe tijele 5 asigurnd poziionarea proietorului n prelungirea axei roii, fixarea n poziia respectiv realizndu-se cu mecanismul 7. Proiectorul 1 este montat pe platoul 2 prin intermediul unei cuple ce i permite un singur grad de libertate - rotaia n jurul axei roii. Platoul 2 este fixat pe platoul 4 prin intermediul a trei uruburi de reglare 3, cu ajutorul crora se poate modifica poziia relativ a planurilor celor dou platouri. Acest lucru permite anularea rulajului platoului pe care este pus proiectorul, n condiiile n care platoul fixat pe jant oscileaz datorit rulajului jantei. Proiectoarele pot fi montate pe platoul 2 n dou poziii prin intermediul axelor 9 i 10, n funcie de unghiul pivotului ce urmeaz a fi msurat. Exist variante de proiectoare la care poziia lor nu poate fi schimbat, modificarea direciei spotului luminos cu 90 realizndu-se, n acest caz, cu ajutorul unei oglinzi dispuse nclinat la 45 n faa obiectivului proiectorului.

377

378

Pentru a asigura o citire precis, spotul luminos emis de proiector conine o umbr unghiular care servete drept semn indicator. Platourile pe care se aeaz roile directoare ale automobilului sunt de form dreptunghiular, avnd posibilitatea de a se deplasa lateral i conin n interiorul lor alt platou de form circular, care se poate roti fa de primul. Valoarea unghiului de rotire poate fi msurat cu ajutorul unui raportor aferent platoului. Ecranele cu scale unghiulare se aeaz n faa i n lateralul roilor directoare atunci cnd se dispune de patru ecrane sau, pe rnd, n faa i apoi n lateral cnd trusa de msur are doar dou ecrane. Acestea se poziioneaz vertical (lucru realizat constructiv cu ajutorul unor nivele cu bule de aer sau prin utilizarea unui dispozitiv de suspendare n echilibru stabil). nlimea de aezare a panourilor trebuie reglat astfel, nct axele lor s se " situeze la nivelul centrelor roilor automobilului. Riglele telescopice cu scale liniare pot culisa telescopic, n vederea adaptrii lungimii lor la ecartamentul automobilului verificat. Ele se dispun n faa i n spatele axei punii de direcie la o distan bine definit, a crei determinare va fi prezentat n cele ce urmeaz. Rigletele se dispun n poziie orizontal la nivelul centrului jantelor roilor nedirectoare, fixarea realizndu-se cu un suport magnetic sau cu ajutorul unei tije suport.

379

8.3.2. Modul de lucru

8.3.2.1. Operaii pregtitoare

Indiferent de tipul automobilului, verificarea parametrilor gemetrici ai roilor directoare presupune efectuarea n prealabil a operaiunilor prezentate n cele ce urmeaz: Verificarea i reglarea presiunii nominale n pneuri. Se admit urmtoarele abateri de la valorile prescrise de fabricant: pentru presiuni nominale mai mici de 3bar, 0,1 bar, iar pentru presiuni nominale mai mari de 3bar, 0,2 bar. Pneurile trebuie s fie de dimensiunile recomandate de constructor, iar cele de pe aceeai punte s aib acelai profil i uzuri sensibil apropiate. Verificarea jocurilor n articulaiile suspensiei, bieletelor i barelor de conexiune, n cazul existenei unor jocuri prea mari, verificarea geometriei direciei se va amna pn dup nlturarea acestor jocuri, n caz contrar rezultatele obinute fiind eronate. Se deplaseaz automobilul pe standul de diagnosticare al crui teren trebuie s fie plan i orizontal, cu o abatere de la orizontalitate de max. l%o. Automobilul se ncarc conform prescripiilor constructorului. ncrcarea automobilului poate fi simulat cu ajutorul unor dispozitive care realizeaz comprimarea suspensiei l