GÉPJÁRMŰ- DIAGNOSZTIKA

Átírás

1 GÉPJÁRMŰ- DIAGNOSZTIKA

2 A projekt címe: Egységesített Jármű- és mobilgépek képzés- és tananyagfejlesztés A megvalósítás érdekében létrehozott konzorcium résztvevői: KECSKEMÉTI FŐISKOLA BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM AIPA ALFÖLDI IPARFEJLESZTÉSI NONPROFIT KÖZHASZNÚ KFT. Fővállalkozó: TELVICE KFT.

3 Kecskeméti Főiskola Gépipari Automatizálási Műszaki Főiskolai Kar Írta: NAGYSZOKOLYAI IVÁN LAKATOS ISTVÁN Lektorálta: VARGA FERENC GÉPJÁRMŰ- DIAGNOSZTIKA Egyetemi tananyag 2011

4 COPYRIGHT: , Dr. Nagyszokolyai Iván, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar Gépjárművek Tanszék; Dr. Lakatos István, Széchenyi István Egyetem Műszaki Tudományi Kar Közúti és Vasúti Járművek Tanszék LEKTORÁLTA: Dr. Varga Ferenc, nyug. címzetes egyetemi docens, BME Gépjárművek Tanszék Creative Commons NonCommercial-NoDerivs 3.0 (CC BY-NC-ND 3.0) A szerző nevének feltüntetése mellett nem kereskedelmi céllal szabadon másolható, terjeszthető, megjelentethető és előadható, de nem módosítható. ISBN KÉSZÜLT: a Typotex Kiadó gondozásában FELELŐS VEZETŐ: Votisky Zsuzsa TÁMOGATÁS: Készült a TÁMOP-4.1.2/A/2-10/ számú, Egységesített Jármű- és mobilgépek képzés- és tananyagfejlesztés című projekt keretében. KULCSSZAVAK: diagnosztika, műszaki diagnosztika, fedélzeti diagnosztika, távdiagnosztika, méréstechnika, műszaki vizsga, gépjárművizsgálat, gépjárműfenntartás, hibakeresés, hibafeltárás, gépjárműjavítás, autójavítás, karbantartás, állapotfelügyelet, belső égésű motor, görgős járműfékpad, fékvizsgálat, gyújtásvizsgálat, irányított-rendszer vizsgálat, gázemisszió, emissziómérés, kipufogógáz, fényvető vizsgálat, fényszóróbeállítés, futóműbeállítás, lengéscsillapító vizsgálat, OBD, EOBD, kerékkiegyensúlyozás, füstölésmérés, fogyasztásmérés, szervókormány vizsgálat, termográf képalkotás, rezgésdiagnosztika, endoszkópia. ÖSSZEFOGLALÁS: A gépjárműfenntartási munka szerviz, hibafeltárás és javítás, hatósági ellenőrzés diagnosztikai mérési eljárásokon alapszik. A műszaki diagnosztika a mechatronikai rendszerek állapot-vizsgálatához és üzemállapot felügyeletéhez szükséges műszaki információkat szolgáltatja. A gépjárműdiagnosztika a gépjármű állapotminősítéséhez szükséges, diagnosztikai módszerekkel végzett mérések és a mérésadat-értékelés összefoglaló megnevezése. A gépjármű, mint mechatronikai rendszer üzem- és üzemeltetési biztonságát a fedélzeti állapotfelügyelet nagyban segíti, mert a szolgáltatott információk révén az üzemeltető a működési rendellenességekről idejében szerez tudomást, a hiba helyét, jellegét és mértékét be tudja azonosítani, az üzemi jellemzők folyamatos megfigyelésére van módja, javító programozást tud végezni, új elemek illesztéséhez támogatást kap. Az üzemeltetett gépjárművek vizsgálata tehát az üzemeltetői vizsgálatok két alapvető területre oszthatóak. Az egyik a gépjármű autonóm állapot-felügyeletével való kommunikáció, míg a másik a fedélzeti diagnosztika által nem felügyelt rendszerek, illetve az alkatrészek, alkatrész-csoportok egyedi vizsgálata. Az elektronikusan vezérelt, majd irányított gépjárműtechnika magával hozta a fedélzeti diagnosztika méréstechnikáját és az adatközlés kommunikációs eszközeit. Napjaink gépjárműveinek összetett irányított rendszerei már kizárólag fedélzeti rendszerdiagnosztikával vizsgálhatóak, melyet a gyártók fejlesztenek ki, alkalmaznak járműveiken és a szervizeknek biztosítják a diagnosztikai hardver és szoftver eszközöket. A tankönyv a gépjárműszerkezeteket és gépjármű műszaki tulajdonságokat sorra véve, mindegyik hibafeltáró diagnosztikai vizsgálatának eljárásait és mérőberendezéseit tárgyalja.

5 Tartalomjegyzék Bevezető A műszaki diagnosztika A mechatronikai rendszerek állapotfelügyelete A gépjárműdiagnosztika A gépjárműdiagnosztika technikatörténete A gépjárműdiagnosztika felosztása A diagnosztikai információk fajtái és elérésük Gépjárművek és alkatrészeik elhasználódási mértékének meghatározása Élettartam szakasz és hibaesemény azonosítás A diagnosztikai információk elérése Globális határfelület Alrendszer határfelület Vezetéknélküli adatkapcsolat Diagnosztikai módszerek Szelektív módszer Mélydiagnosztikai módszer A belső égésű motorok diagnosztikai vizsgálata Bevezetés Hengertömítettség-mérés Kartergáz mennyiségmérés A nyomásveszteség-mérés Sűrítési csúcsnyomás-mérés Hengerfejtömítés gázáteresztés vizsgálat Hengerüzem összehasonlító mérések Külső hajtású mérések Motorüzemi henger-összehasonlító mérések Görgős járműfékpadok Bevezetés A gépjármű fékpad felépítése A görgős gépjárműfékpad és a gépjármű, mint gépcsoport kinetikai és kinematikai együttműködésének elemzése (Számítási példa) Számítás A fékgép A fékpadi motorterhelés megválasztásának szempontjai Energiaváltozás szabadkifutási próba során (időmérés, sebességmérés) A forgatónyomaték állandó sebességen való mérésének eljárása (forgatónyomaték-mérés, sebességmérés) Terhelőkarakterisztikák Instacioner motorüzemállapotú görgősfékpadi mérések Veszteségek Instacioner üzemállapotú, görgős járműfékpadi motorteljesítmény-mérés Irányított rendszerek diagnosztikai vizsgálata Bevezetés Soros diagnosztika Kommunikációs feladatcsoportok Rendszer-teszterek és a diagnosztikai csatlakozó Vezetőtájékoztatás Az állapotfelügyelet áramkörvizsgálata A jeladó-áramkörök ellenőrzése A beavatkozó-áramkörök ellenőrzése Párhuzamos diagnosztika Beavatkozó teszt Nagyszokolyai Iván, KEFO

6 6 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 5.4. Periféria diagnosztika Gyújtásvizsgálat Bevezetés A gyújtásienergia tárolás, átalakítás ellenőrző vizsgálata A gyújtásidőzítés ellenőrzése A gyújtórendszerben a villamos energia változás folyamatának diagnosztikai ellen-őrzése Az oszcilloszkópos gyújtásdiagnosztika áttekintő mérési technológiája Mechanikus megszakítóval vezérelt gyújtás Primeráram vezérelt, elektronikus gyújtás Az oszcilloszkópos gyújtásvizsgáló műszeregység csatlakoztatása A gyújtásvizsgáló analóg oszcilloszkóp felépítése és csatlakoztatása a hagyományos gyújtórendszerhez Csatlakoztatás elosztó nélküli gyújtórendszerekhez Az áramellátó- és indítórendszer diagnosztikai vizsgálata Az akkumulátor indítóképességének vizsgálata Az indítórendszer komplex diagnosztikai vizsgálata A generátor vizsgálata A szabályozott feszültség mérése Fékberendezések diagnosztikai vizsgálata A fékvizsgálat módszereinek csoportosítása Közúti fékvizsgálat: gépjárművek fékezési tulajdonságainak a vizsgálata Műhelyfeltételek között végzett fékvizsgálat: fékerőmérés A minősítés elméleti alapjai A görgős fékerőmérő próbapad A görgős fékerőmérő próbapadon átvihető maximális fékerő A fékezési folyamat kinetikai fázisai A görgőspadi vizsgálat jellemzői Görgős fékerőmérő próbapadi méréssel végzett fékminősítés A kerékfékszerkezet működésének hatásossága A kerékfékerő eltérés A kerékfékszerkezet erőingadozása A fékvizsgálat végrehajtása Hasznos tudnivalók A légfékes személyszállító járművek M2 és M3 kategóriájú autóbuszok légfékhálózatának és egyes fékszerelvényének vizsgálata az időszakos műszaki vizsgán A mérések végrehajtása Fényvető-diagnosztika Bevezető A diagnosztikai ellenőrzés alapelve A fénykéve optikai tengelyének előírásos helyzete A diagnosztikai ellenőrzés technológiája A mérőhely és a gépkocsi előkészítése A kamera tájolása a gépkocsihoz Az ellenőrzés műveletei Gépjármű által keltett zaj mérési módszere és műszerei Mérőműszerek Mérési feltételek A mozgó jármű zajának mérése Álló jármű által kibocsátott zaj mérése GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 2. RÉSZ Nagyszokolyai Iván, KEFO

7 Bevezető Tankönyvet, oktatási segédanyagot író, készítő szerzőknek alkotó munkájukat az elmúlt évben többször is újra kellett gondolniuk - a természetesen a nagyon változó tartalom mellett - módszertanilag is. A csak a kötött előadási óraszámra kimért anyagok a reguláris oktatás egyre csekélyebb óraszámai miatt vázlatokká torzulnak, és csak az emlékeztető funkcióját tudják betölteni. Ez nagyon kevés. Az anyag elsajátítása az alapok egyes elemeit is beleértve az előadási órákról egyre inkább áttevődik az egyéni tanulásra. Ennek nem szakkönyvnek, mi több, nem kézikönyvnek, nem forrásanyag gyűjteménynek, hanem tankönyvnek kell lennie halljuk gyakran, ha olyan célú írást készítünk, mely feladata, hogy egy témakörbe vezesse be az addig e témában nem jártas tisztelt olvasót. Érdemes újragombolni e tárgykörben is vélekedésünket! A múlt század 50-es, 60-as és 70-es éveiben írt egyetemi jegyzetek tisztelet a kivételnek tekintélyes családregényeket meghaladó terjedelműek voltak, megtanulhatatlan (és fejből megtanulni értelmetlen) ölnyi összefüggésekkel, hatalmas táblázatokkal, diagramsorozatokkal. Igazi szakkönyvek voltak, egyesítve a kézikönyvet és forrásanyag-gyűjteményeket. Volt erre pénz és papír. Érdemes volt ezeket szakmai élethosszra eltenni. A különböző forrásból származó szerkezeti képeket átrajzolták, így az ábraanyag egységes volt, a képletírás szabályos, a tördelés sokszor kiváló volt. Fényképeket (főleg nem színeset) alig lehetett a nyomdatechnika miatt bevenni A szakkönyvek a könyves szakma szabályai szerint készültek, jó még ma is őket kézbe venni, lapozgatni. Az idegen szakszavak, szakkifejezések használata, azok idegen nyelvű megemlítése, nem volt kívánatos. A technikai (elsősorban gépészeti) megvalósításoknak, miheztartási elveknek, szerkezeti anyagoknak voltak sarokpontjai. A mai technikai helyzethez képest volt a dolgoknak állandósága. Lehetett jegyzetet írni - joggal bízva az állandóságban - hosszú évekre. És ma? Hol van ma idő arra, hogy egy szerző elvonuljon egy évre és írjon. Alkalmazott ismereteket összefoglalni szándékozó mű szerzője, mire az év végére ér, kezdheti elölről, mert amit írt, ha el nem is avult, de a közben megjelent újdonságok joggal vélheti a szerző - nem maradhatnak ki a jegyzetből. Ma rendkívül jó ábraanyag áll rendelkezésére (számítógépes grafikák, fényképek, animációk), igaz a stílust illetően összevissza, de ez ma már inkább előny, mint hátrány. Az irodalmi források száma hatványozottan megnőtt, szinte befoghatatlan mennyiségű. A szaknyelv is változott, talán pontatlanabb ma mint régen volt. Ne feledjük, hogy nincs is idő a kiforrásra, annyi az újféle szerkezet, de technológia, sőt alaptudományi eredmény is, melyet nevén kellene nevezni, hogy nincs (szak)ember, aki ezeknek keresztapja tudna lenni. Mire beívódik, a szerkezet elavul Marad az angol szakkifejezés, sokszor csak rövidítés! Ezeknek az oktatási anyagokba is be kell kerülniük, mert egyszerűen ezeknek, a globalizált világban, ez a nevük. (Lehet, sőt kell magyart is ajánlani, használni, de az angolt elhagyni nem szabad. Lehet a kérdésről vitákat folytatni, de közben a világ gyorsan tovább megy.) Nagyszokolyai Iván, KEFO

8 8 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Mit lehet tenni? Elektronikus oktatási anyagokat, jegyzetet, tankönyvet, szakkönyvet (hol van ma a határ?) kell készíteni! Alig vannak terjedelmi korlátok a szerző jobbára józan belátása szerint szabhatja azt meg. A szakirodalom, az ajánlott részletező forrásanyag eléréséhez vezető legegyszerűbb út a szövegbe ágyazott hivatkozás, melyet az ismert módon érünk el: a CTRL gomb megnyomása közben kattintson a hivatkozásra. A világ hozható be a jegyzetbe. Igaz, hogy azzal is számolni kell, hogy sajnos egyes források egy-két év múlva már nem érhetőek el. A jegyzet egyes fejezetei után ajánlott irodalmi forrásokat kell a jegyzetírás szabályai szerint megadni. Nem vagyunk könnyű helyzetben, mert a Gépjárműdiagnosztika témakörben átfogó szakkönyv, enciklopédia melyre hivatkozhatunk nem létezik, főleg nem a BA szinthez illeszkedve. Egy könyvet már itt is ajánlunk, mert a szakterületet meglepő hiányosságokkal, de mégis lefedi: Tom Denton: Advanced Automotive Fault Diagnosis, Elsevier (ISBN 13: ) Minden gépjárműtechnikai szakterület, illetve gépjármű alrendszer, főegység sajátja a diagnosztikai vizsgálat, így ezeket az alkalmazásoknál találhatjuk meg. További forrásra lelhetünk a vizsgálóberendezés gyártóknál, egyaránt külföldiek és hazaiak honlapjain. Készülékeikhez felhasználói ismereteket van, hogy igen színvonalasakat közzétesznek honlapjaikon. Élenjár ebben két példát említve a Bosch és a Hunter cég. A jegyzet szerzői folyamatosan publikálnak a témakörben, javasoljuk neveik alapján keresni a világhálón. Hazai szakfolyóiratokban is gyakran találkozhatunk gépjárműdiagnosztikai cikkekkel, tanulmányokkal. Fő forrás az Autószaki, majd jogutóda az Autótechnika folyóirat, melyek cikkarchívuma elérhető ( Egy jegyzet, különösen ha alkalmazott ismereteket foglal össze, nem lehet nem kifelé mutató. Szabványokra, jogszabályokra (EU és hazai), hatóságokra, tervezési, üzemeltetési irányelvekre, csatolt szakterületekre és még sok minden másra, feltétlenül utalnia kell. Ezt nem a megtanulás céljával írja bele a szerző, hanem a (majdani) továbblépést segítve. (Ki őrzi meg az egyetemi jegyzeteit? mondtuk régen. Ma az elektronikusan tárolt anyagok nagyobb eséllyel elkísérnek minket.) Például a múlté a tárgyszavas index is, mert a kereső rákeres. Ami a lényeg, és ez megmarad évszázadokon át, amíg a homo sapiens sapiens klasszikus módszerekkel tanulni akar, annak nélkülözhetetlen alapeleme a tiszta szerkezet, az érthető, lényegre törő fogalmazás, az okos magyarázat! Az alapok tisztázása, szakkifejezések magyarázata. Az elektronikus jegyzetet a szerző könnyen karbantarthatja. Egy elektronikus jegyzetnek lehet fóruma, a szerző, ha ambicionálja, még szakmai blogot is írhat hozzá. Az elektronikus jegyzet, még inkább az e-tanítás és tanulás, ha okosan élünk vele, fantasztikus új lehetőségeket tud adni. Átírja (át kell, hogy írja) korábbi ismeretátadási megfontolásainkat, ha voltak, akkor elsöpöri előítéleteinket, korlátokat szabadít fel. Tömören szólva új helyzetet teremt, mely a tanulás így gondoljuk hatékonyabb formáit eredményezi. A szerzők képernyőn megjelenő, a gépjárműdiagnosztikába bevezető illusztrált írása, azzal a szándékkal készült, hogy az olvasót megismertesse ezzel a szakterülettel. Mivel a diagnosztika a gépjármű, a gépjárműszerkezetek és tulajdonságok, az üzemanyagok vizsgálati eljárásai- Nagyszokolyai Iván, KEFO

9 BEVEZETŐ 9 nak összessége, nagyszámú terület itt alkalmazott ismereteire kell kitérnie. Például a gázelemzésre, a thermovizión át, az elektronikus kommunikációig és tovább. Az interdiszciplináris jelző is fedi tartalmát. A vizsgálatoknak az ad hoc, tisztán műszaki indíttatáson túl, hatsági előírásai és előírt eljárásai is vannak. Mindezen megfontolások okán a gépjárműdiagnosztika bevezető szintjének elsajátításához és a továbblépés irányainak bemutatásához az elektronikus jegyzetet tartjuk a megfelelő formának. Kérjük, fogjanak bele! És ha valami talán nem elég világos, vagy egyes területeken tovább kívánnák mélyíteni ismereteiket, dobjanak a szerzőknek egy t. Dr. Nagyszokolyai Iván (nszivan@gmail.com) Dr. Lakatos István, PhD (drlakatosi@gmail.com) Nagyszokolyai Iván, KEFO

10 1. A műszaki diagnosztika A műszaki diagnosztika a mechatronikai rendszerek állapot-vizsgálatához és üzem felügyeletéhez szükséges műszaki információkat szolgáltatja. A mechatronika definíciója: a gépészet, az elektronika és a számítógépes irányítás egymás hatását erősítő integrációja, az intelligens gépek tudománya ( Science of Intelligent Machines ). A mechatronika a részterületeket nem additív módon, hanem egymást kiegészítve, segítve kapcsolja össze. Olyan berendezéseké, gépeké ilyenek a gépjárművek -, amelyek az automatikus működésük mellett a változó bemenő jelekhez, működési feltételekhez, környezeti változásokhoz rugalmasan alkalmazkodó szabályozással rendelkeznek, adaptívak, öntanulóak, egyszóval intelligensek. A mechatronikai rendszerek üzem- és üzemeltetési biztonságát a fedélzeti állapotfelügyelet nagyban segíti, mert a szolgáltatott információk révén az üzemeltető - a működési rendellenességekről idejében szerez tudomást, - a hiba helyét, jellegét és mértékét be tudja azonosítani, - az üzemi jellemzők folyamatos megfigyelésére van módja, - javító programozást tud végezni, - új elemek illesztéséhez támogatást kap A mechatronikai rendszerek állapotfelügyelete A mechatronikai rendszerek állapotfelügyelete az állapotminősítéshez szükséges információk megszerzését, értékelését és az erre alapozott döntést jelenti. Alapját a komplex és egyedi üzemi rendszerjellemzők, valamint a szerkezeti elemek, alkatrészcsoportok elhasználódását leíró állapotjelzők mérése, a mérési adatok értékelése és a döntési mechanizmus jelenti. Döntés alatt automatikus vagy kezelői rendszerüzemi beavatkozást értünk. A mechatronikai rendszerek állapot-minősítésének célja: - a névleges működési jellemzők/tulajdonságok meglétének ellenőrzése, - az objektum elhasználódási állapotának, állapottartományának azonosítása. A műszaki diagnosztika tehát a mechatronikai rendszerek állapot-minősítéséhez szükséges mérések és mérésadat-értékelés összefoglaló megnevezése. A műszaki diagnosztika és a minőségbiztosítás is szoros kapcsolatban van egymással. A műszaki diagnosztika a mechatronikai rendszerek üzemi, fenntartási minőségszabályozásának eleme. A műszaki diagnosztika a minőségszabályozási intézkedésekhez szükséges műszaki információkat szolgáltatja. A mechanikai és mechatronikai rendszerek állapotminősítéshez szükséges információk megszerzésének két fajtája lehetséges: - on-board: folyamatos, illetve kvázi-folyamatos fedélzeti állapot felügyelet, valamint - off-board: eseti, külső mérőrendszer csatlakoztatású állapotvizsgálat. A diagnosztika a görög diagnosis szóból ered, melynek eredeti jelentése: megkülönböztetés, valamely folyamat elindító okának megállapítása, felismerése. (Az orvostudomány a diagnostica szakkifejezéssel a betegség felismerésének és megállapításának tudományát nevezi.) Az általános műszaki vizsgálati eljárásokon belül a diagnosztika mérési eljárásainak specifikuma az, hogy az információszerzés a rendszer vagy objektum megbontása nélkül, annak határfelületéről történik. A megbontás nélkül feltétel egyes esetekben szigorúan nem tartható, például akkor, ha a közegeléréshez bontás szükséges. Például nyomásjeladó, fogyasztásmérő csatlakoztatás, üzemanyagok kivételhez zárófedelek eltávolítása, optikai vizsgálathoz szondabevezetés stb. Nagyszokolyai Iván, KEFO

11 1. A MŰSZAKI DIAGNOSZTIKA 11 A fizikai hatásnak a szerkezeti elem, a rendszer határfelületén való jelelvételével (például rezgés, sugárzás), a belépő (input) jellemzők (pl. tömeg- és térfogatáram) mérésével, a rendszer elemét képező, beépített jeladó jelének felhasználásával, rendszerből kilépő vagy kivett közeg (füstgáz, hűtő-, kenőfolyadék) elemzésével, kimenő (output) munkajellemző mérésével A gépjárműdiagnosztika Tankönyvünk elsődleges feladata az, hogy bevezesse a BSc képzésben résztvevő hallgatókat a gépjárművek műszeres vizsgálatának egy speciális területére, a diagnosztikai mérések világába. Megismertesse a mérési célokat, módszereket, mérési technológiákat és a mérőműszereket. A közúti jármű (közúti szállító- vagy vontató eszköz, ideértve az önjáró vagy vontatott munkagépet és a pótkocsikat is) ma mechatronikai rendszerek komplex egységeiből épülnek fel, tehát gépészeti egységei és rendszerei, például a motor, az erőátvitel, a futómű, a fékrendszer, a komfort-rendszerek, valamint a járműviselkedés felügyeleti rendszerei irányítottak. Az irányítás azt jelenti, hogy a működés (működtetés) részben vagy teljesen programozott; funkcióik vezéreltek vagy szabályozottak, azaz irányítottak. Mechanizmusaik csak a rendszer egészétől és az alrendszerektől kapott, bemeneti információk feldolgozása után kiadott működtetési parancsok alapján működnek. Ezért nevezzük ezeket a rendszereket így az egész gépjárművet irányított mechatronikai rendszernek. Minden olyan az eddigi tanulmányok során megszerzett ismeret, mely a mechatronikai rendszerek állapotfelügyeletére vonatkozik, a jármű állapotfelügyeletnek, a járműdiagnosztikának is alapját képezi. A gépjárműdiagnosztika a műszaki diagnosztika egyik alkalmazása. A gépjárműdiagnosztika a gépjármű állapotminősítéséhez szükséges, diagnosztikai módszerekkel végzett mérések és a mérésadat-értékelés összefoglaló megnevezése. A gépjárműveket élettartamuk, üzemeltetésük során általában két okból vetjük rendszeresen vagy időszakosan műszeres ezen belül diagnosztikai módszerekkel végzett vizsgálat alá. Az egyik, ha a fenntartás (karbantartás és javítás) során előírt, illetve válik ez szükségessé, a másik a hatósági műszaki ellenőrzések alkalma. A fenntartás (karbantartás /szerviz-műveletek és javítás) feladatkörébe tartozó műszeres mérések az ellenőrzés, hibafeltárás, beállítás-beszabályozás céljait szolgálja. A törvényes előírásokon alapuló rendszeres hatósági ellenőrző vizsgálatok a közlekedésbiztonság és a környezetvédelem érdekében történnek. Tehát az üzemeltetett gépjárművek műszaki állapotfelügyelete, üzemállapot regisztrációja, a gépjármű egyes szerkezeti alrendszereinek állapotminősítése történhet: - rendeleti előírás alapján (műszaki, forgalombiztonsági, környezetvédelmi állapotellenőrzés, menetállapot regisztráció), - fenntartás céljából (hibamegállapítás, hibamegelőzés, illetve beállítás, beszabályozás), valamint - szállítási feladat végrehajtásának komplex értékelése végett forgalmi üzemi jellemzők gyűjtése. Egyéb szakmai területeken is alkalmaznak diagnosztikai méréseket. A gépjárműgyártásban (e terület jegyzetünknek nem tárgya), a szalag-végi (end-of-line) beállító, beszabályozó, ellenőrző diagnosztikai mérések összessége az autógyártás elemi része. Nagyszokolyai Iván, KEFO

12 12 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A műszeres mérések nélkülözhetetlenek az igazságügyi műszaki szakértői célú vizsgálatoknál, a gépjárművek átépítése során és az azt követő forgalombahelyezési eljárásnál, és a tuningolás technológiájában. Az üzemeltetett gépjárművek vizsgálata tehát az üzemeltetői vizsgálatok ma határozottan két alapvető területre oszthatóak. Az egyik a gépjármű autonóm állapot-felügyeletével való kommunikáció, míg a másik a fedélzeti diagnosztika által nem felügyelt rendszerek, illetve az alkatrészek, alkatrész-csoportok egyedi vizsgálata. E területen végzett méréseket ma már nevezhetjük hagyományos diagnosztikának, hagyományos diagnosztikai módszerekkel végzett (off-board) vizsgálatoknak A gépjárműdiagnosztika technikatörténete A hagyományos fogalom említése indokolja, hogy a diagnosztika technika-történetére pár szóval utaljunk. A diagnosztika, mint szerviz-méréstechnika gyökerei a múlt század harmincas éveire nyúlnak vissza. A II. Világháború harci- és szállítójárműveinek karbantartása is ösztönözte a gyors vizsgálati módszerek kifejlesztését. Az ötvenes évek elejétől kezdődően az USA-ban, majd a hatvanas évek elejétől Európában is elmondhatjuk, hogy e folyamatban Magyarország sem maradt le óriási lépésekben haladt előre a mérőműszerek és - berendezések fejlesztése és alkalmazása. Ezek azonban megmaradtak egyedi műszerszerszámként, a gépjárműhöz a feladat elvégzése érdekében csatlakoztatott eszközként (például feszültségmérő, gázelemző vagy fékvizsgáló próbapad). A diagnosztikai módszereket a gépjárművek állapotvizsgálatánál, hibafeltárásánál, beállítási munkáknál (gyújtásvizsgálat, fékvizsgálat, CO- és füstölésmérés stb.) hazánkban az 1960-as években kezdtek alkalmazni. Később taxi személygépjárművek, tehergépjárművek, autóbuszok fenntartási, karbantartási rendszerei nagyvállalati környezetben - diagnosztikai vizsgálatokra alapozódtak, illetve a hatósági műszaki vizsga mind a mai napig diagnosztikai sorokon történik. Lépjünk át diagnosztikai vizsgálatok léptékével mért régmúltból a közelmúltba és a mába. A nyolcvanas évek eleje az irányított rendszerek megjelenése hozta meg a nagy változást. Az állapotellenőrzés kívülről belülre került, esetenkéntiből folyamatossá vált. A fedélzeti állapotfelügyelet információn alapszik a karbantartási, javítási munka. Az elektronikus irányítás integrált funkciója önmaga folyamatos (azonos idejű vagy nagy gyakoriságú időszakos) ellenőrzése, állapotfelügyelete. Közismert kifejezéssel fedélzeti (onboard) diagnosztikája. Az elektronikusan vezérelt, majd irányított gépjárműtechnika magával hozta a fedélzeti diagnosztika méréstechnikáját és az adatközlés kommunikációs eszközeit. Napjaink gépjárműveinek összetett irányított rendszerei már kizárólag fedélzeti rendszerdiagnosztikával vizsgálhatóak, melyet a gyártók fejlesztenek ki, alkalmaznak járműveiken és a szervizeknek biztosítják a diagnosztikai hardver és szoftver eszközöket. A főegység beszállítók (motor, tüzelőanyag adagolórendszer, menetdinamikai szabályzás, fékrendszerek stb.) a gyártói diagnosztikai rendszerekkel összhangban, de önállóan is készítenek on-board és off-board diagnosztikai műszereket A gépjárműdiagnosztika felosztása Az elmondottakat összefoglalva tehát a gépjárműdiagnosztika is két főcsoportra osztható (1.1. ábra): - nem fedélzeti diagnosztika (off-board diagnosztika), - fedélzeti diagnosztika (on-board diagnosztika) Nagyszokolyai Iván, KEFO

13 1. A MŰSZAKI DIAGNOSZTIKA ábra: a mechatronikai rendszerhez az on-board és off-board diagnosztika csatlakozása Nem fedélzeti diagnosztika A nem fedélzeti (off-board) diagnosztikai állapotvizsgálathoz szükséges hardver és szoftver elemek (mérőmű, illetve jeladó, mérésvezérlés, mértadat-kiértékelés) a gépjármű, illetve alrendszereinek nem integrált elemei. A mérőeszközöket a rendszerhez a vizsgálat időtartamára csatlakoztatni kell. A mai mechatronikai rendszerek előtti gépjárműtechnikai generációk járműveit csak hagyományos diagnosztikai módszerekkel vizsgálták. Elsők között a gyújtórendszerek elemeinek villamos mérése, és a gyújtókörök gyújtás primer és szekunder kör feszültségváltozásának oszcilloszkópos megjelenítése alkotta a diagnosztikát Fedélzeti diagnosztika A fedélzeti diagnosztikai állapotvizsgálat a gépjármű-irányított rendszereinek saját funkciója. A diagnosztikai állapotvizsgálathoz szükséges hardverelemek (mérőmű, illetve jeladó) és a szoftver (mérésvezérlés, mértadat-kiértékelés, információtárolás) a gépjármű egészének, illetve alrendszereinek integrált elemei. A mérések a rendszerben folyamatosan vagy periodikusan történnek, a mérésadat-feldolgozásra és kiértékelésre időközönként kerül sor. A felismert hiba azonosítóját (a hibakódot és paraméter környezetét) a hibatárban, későbbi kiolvasás céljából (karbantartási és/vagy hatósági ellenőrzési indokkal), megőrzik. A rendszerteszter a gépjármű irányítóegységeit az egy, többnyire közös diagnosztikai csatlakozón keresztül éri el. A mérések a rendszerben folyamatosan vagy periodikusan történnek, a mérésadat-feldolgozásra és kiértékelésre időközönként kerül sor. A rendszerteszter (Scan Tool) elektronikus adatkommunikációs eszköz, mely gépjármű irányítóegységeit általában a közös diagnosztikai csatlakozón keresztül, a szabványosított szoftver (protokoll) segítségével éri el. Az adatkapcsolat kétirányú. Az adatkapcsolat tartalmát (az irányítóegységekhez ECU való hozzáférés jellemzőit) a gépjármű, illetve a főegységbeszállító határozza meg. A rendszerteszter elsősorban gépjárműgyártótól (Vehicle Manufacturer Tool), főegységbeszállítótól származó eszköz (OEM Scan Tool), de korlátozott adatkapcsolatú ún. márkafüggetlen, illetve többmárkás (Aftermarket Multibrand Scan Tool) rendszerteszeterek is készülnek. Az általános OBD kiolvasót Generic Scan Tool-nak nevezik. Az rendszerteszter és az irányítóegységek közötti kommunikáció funkcionális típusai: Nagyszokolyai Iván, KEFO

14 14 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 1. Kapcsolatfelvétel. Azonosító adatok kiolvasása (ECU és programverzió azonosítás, illetve egyes esetekben járműazonosítás). 2. Hibakód kiolvasás, hibakód és adaptív memória törlés. Speciális kód-csoport: OBD-II, EOBD és adatkörnyezete. 3. Üzemi paraméterek on-line kiolvasása (opció: paraméter-csoportosítás). 4. Programozott adatgyűjtés (Data Logger). A felhasználó által kezdeményezett, programozott adatgyűjtés, megadott kritérium feltételekkel, a paraméter-környezet rögzítése (Freeze- Frame), ún. pillanatfelvétel (snapshot) készítése. 5. Beavatkozók működtetése. 6. A szerkezeti elemek beállítása, illesztése (elektronikus funkciók letiltása, illetve engedélyezése, elektronikus reteszelés és feloldás, definiált szerkezetielem-állapot paramétereinek felvétele, szerkezeti elem azonosítók beolvasása, illesztés.) 7. Irányítóegység kódolás. 8. Irányítóegység program és adat feltöltés (frissítés) A diagnosztika általános bevezető fejezet végén hangsúlyozzuk, hogy a gépjárműfenntartás egyik szakterülete, a műszaki és gépjármű diagnosztikai vizsgálatok ismeret-együttese az egyik legösszetettebb integráló tantárgy. A képzésben csak egy tantárgy, az autófenntartásban (karbantartás, javítás, felújítás, vizsgálat) azonban ma már a kiinduló pont! A diagnosztika a vizsgált objektum teljes körű, mély ismeretét feltételezi: a szerkezet és a működésismeretet egyaránt. A diagnosztikai módszerekkel nyert információk értékelése, az okok feltárása a vizsgálatot végző széleskörű szakmai tudását igényli, melybe többek között beletartozik a méréstechnika, a dokumentációs ismeret, a számítástechnikai ismeret, az idegennyelv ismeretet és logikus gondolkozás. Legyenek bármilyen segítő, ún. szakértő, tanácsadó ( vezetett ) elektronikus információs segítségeink is a munkavégzésben, a fenntartóipari tényleges érdemi munka az alapos ismeretekkel bíró szakemberekre vár. Nagyszokolyai Iván, KEFO

15 2. A diagnosztikai információk fajtái és elérésük 2.1. Gépjárművek és alkatrészeik elhasználódási mértékének meghatározása A műszaki diagnosztika, így a gépjárműdiagnosztika egyik feladata annak megállapítása, hogy a rendszernek, illetve a rendszerelemeknek milyen mértékű az elhasználódása, más oldalról közelítve a vizsgálat időpontjában még milyen tartalékkal rendelkeznek, azaz mely élettartam szakaszban vannak. Az állapot ismerete az üzembiztonság előrebecslése és a járműérték szempontjából fontos. A bontott alkatrészek esetében is - biztonsági és érték szempontból - fontos információ az elhasználódási mértékük ismerete. A következőkben tekintsük át, hogy a gépjárműalkatrészek főbb csoportjai milyen élettartam jellemzőkkel bírnak, az egyes alkatrészek élettartamát mi határozza meg és azt, hogy állapotértékelésük milyen szempontok szerint történhet Élettartam szakasz és hibaesemény azonosítás Az élettartamgörbe az idő, a futásteljesítmény vagy a működési ciklus függvényében írja le a szerkezet jellemzőinek változását, a szerkezet elhasználódásának mértékét. Az élettartamgörbe - megfontolásokkal - jellemző szakaszokra bontható. A gépjárműalkatrészek élettartamát különböző szempontok szerint adják meg, ennek megfelelőek az élettartamszakasz meghatározó a diagnosztikai vizsgálatok is. Az elsőszámú szempont az üzembiztonság és a közlekedésbiztonság fenntartása. A repülőgép fenntartáshoz hasonlítva, ahol szinte minden elemnek üzemidő szerinti átvizsgálás, illetve csere az előírás, a gépjárműveknél mód van a vizsgálat eredményétől függő döntésre Súrlódópár kapcsolatok elhasználódása Kopás következtében elhasználódó, ezzel a funkció teljesítésében leértékelődő alkatrészcsoportoknál megkülönböztetjük az üzembeállástól számított ún. bejáratási szakaszt, a névleges jellemzőjű szakaszt, egy vagy több növekvő mértékű elhasználódási periódust, valamint a gyorsuló elhasználódási, szerkezettöréshez, berágódáshoz, funkció megszűnéshez vezető szakaszt (2.1. ábra) ábra: Kopás következtében elhasználódó alkatrészcsoport jellegzetes élettartam görbéje Súrlódópárokat tartalmazó rendszereknél a mechanikai kopás, a futófelületek anyagszerkezeti változása okozza az adott funkció névleges jellemzőinek változását. Módosulhat a szerkezet illesztésének, illetve játékának a mértéke. A változás például tömítetlenséget vagy futáshibát okoz. A folyamat önerősítő, a kapcsolódó szerkezetekre is kiható, működési elégtelenséghez, a szerkezet rohamos tönkremeneteléhez vezet. Példaként említhetjük a belső égésű motor du- Nagyszokolyai Iván, KEFO

16 16 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA gattyú, henger, dugattyúgyűrű szerkezetcsoportot, minden sikló és gördülőcsapágyazott gépelemet, görgős és csúszó alkatrészpárokat (szelepvezérlés!). A dugattyú, henger, dugattyúgyűrű szerkezetcsoport élettartamgörbéjének függő változója, mint azt ábránk mutatja, lehet a kartergáz értéke, lehet a motorolaj fogyasztás (az eredő olajfogyasztás egy parciális jellemzője), lehet a kompresszió végnyomás. A nevezett súrlódó alkatrészek kopása a hengermunka csökkenését, nagyobb mértékű kompresszió végnyomás csökkenésnél elsősorban dízelmotornál égési problémát (növekvő füstölés), indítási nehézséget, motorolaj felhígulást stb. eredményez. A kopó alkatrészek esetében a kopás mértékének növekedésével a funkcióteljesítést is először kis mértékben, majd exponenciálisan romlik, gondoljunk a gumiabroncsok futófelületének kopására. Kopással elhasználódó alkatrész nemcsak saját funkcióját értékeli le, hanem más járműműszaki tulajdonságra is kedvezőtlenül hat. Ilyen például a lengéscsillapító csillapítási mértékének romlása, mely az ABS és az ESP funkciókra is kedvezőtlenül hat. Élettartam szakaszának meghatározása próbapadi diagnosztikai vizsgálattal lehetséges. Más kopó alkatrésznél a fokozatos kopással a funkcióteljesítés ugyan nem változik, de egy kopásmérték után megnő a fatális szerkezetkárosodás valószínűsége (például féktárcsa, fékbetét kopás) Kockázati élettartam Az üzem-, ezzel együtt a közlekedésbiztonság érdekében egyes alkatrészeknél az autó- vagy az alkatrészgyártó, a meghibásodási kockázat csökkentése érdekében határolja be a csereperiódust, mely nem azonos az alkatrész élettartamával, vagy funkcióteljesítésének adott értékű csökkenésével (2.2. ábra) ábra: Kockázati szinthez rendelt alkatrész csereperiódus Az alkatrész csereperiódusát egy meghatározott kockázati szinthez (2.2. ábra 1-2-3), tehát a hiba bekövetkezésének valószínűségéhez lehet hozzárendelni. Gyártói kompetencia az, hogy a csereperiódust milyen vizsgálatokkal, milyen mintanagyság vizsgálata alapján határozza meg. A gyakorlatban vevőszolgálati visszajelzések alapján, mindkét irányú gyári előírású változtatásra van példa. Vezérműszíjak esetén ismert a határozott csereperiódus csökkentés, szervokormányoknál pedig a leszerelt állapotú bevizsgálás km-futás idejének akár megháromszorozása is. Nagyszokolyai Iván, KEFO

17 2. A DIAGNOSZTIKAI INFORMÁCIÓK FAJTÁI ÉS ELÉRÉSÜK Elhasználódás az idő függvényében A gépjárműszerviz, átvizsgálás kötelezettségét a szavatossági időszakban - de ajánlottan tovább is - a km-futás mellett, időtartammal is előírnak (éves szerviz, karosszéria állapotellenőrzés átrozsdásodás garancia ). Gumialkatrészek (gumiabroncsok), pirotechnikai elemek élettartamát a gyártástól számított idő (is) behatárolja. A gumiabroncsok, még az ajánlott klimatikus körülmények között tárolva is, öregednek. A használat lassítja az öregedést! A visszatartó rendszerek pirotechnikai elemeinél az ajánlott élettartam - a működésbiztonság miatt - általában 10 év. Egyes üzemanyagok tulajdonságai is változnak az idővel. A higroszkópikusságuk miatt vízfelvételük az idővel is arányos. Funkcióteljesítésük határértékét fizikai jellemzőik mérésével állapítjuk meg. Hűtőközegek esetében a dermedéspont mérésével, fékfolyadékoknál a víztartalom közvetlen vagy közvetett megállapításával. A megfelelőséget határértékhez kötik. Az elektronikus elemek (áramköri panelek, önálló kondenzátorok) is véges élettartamúak. A gyártók ugyan nem adnak meg élettartam értéket (pl. ajánlott csereperiódust), de működési biztonságukat a vibrációs és hőhatás, a szigetelési ellenállás csökkenése, a forraszanyagokban bekövetkező átkristályosodás, valamint egyes elemek véges élettartama (elektrolit kondenzátorok) erősen befolyásolja Elhasználódás a járműfutás függvényében A hajtószíjak élettartamát jellemzően anyagfáradásuk szabja meg. A biztonságos funkcióteljesítést üzemidejük korlátozásával, célszerűen a gépjármű km-futás -hoz kötött cserével érik el. A gyújtógyertyáknál is hasonló a helyzet. A gyertya elhasználódása az elektródák anyagelhordásából, a szigetelő test anyagfáradásából ered. (Az ólmozott benzinek idejében a szigetelőtestre kirakodó ólomréteg a szigetelés csökkenését okozta, ez viszonylag jól tervezhető élettartamot adott.) Szűrők esetében az élettartamot, a funkció-teljesítés definiált mértékét (esetünkben fojtásnövekedés, átporzódás ) a gépjármű km-futás -hoz kötik (szerviz-periódus). A szűrők speciális csoportját képviselik a koromszűrők (DPF). Élettartamukat a fedélzeten nem regenerálható lerakodásuk mértéke (hamutartalom) határozza meg. Ezt funkcióteljesítési határgörbék írják le (2.3. ábra). A görbék alapján a funkcióteljesítési élettartam szakasz, a beavatkozás szükségessége, illetve rendellenes állapot tárható fel. Ezt a fedélzeti állapotfelügyelet méréssel és számítással állapítja meg ábra: DPF funkcióteljesítési határgörbék Nagyszokolyai Iván, KEFO

18 18 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A gépjárműalaktrészek egy csoportjának élettartamát a gyártó által megadott működési ciklusszám határolja be. Itt a diagnosztika feladata az aktuális ciklusszám kiolvasása Motorterhelés függő elhasználódás A motorterhelés arányos a tüzelőanyagfogyasztással. A kumulált fogyasztás értéke ha elér egy megadott mennyiséget, előírt az átvizsgálás és alkatrészcsere. Az így megadott élettartam szerinti szerviz munkagépeknél, erőgépeknél szokásos. A motorolaj elhasználódás, csere is motorterhelés függő. Az összterhelésre jellemző mérőszámot fordulatszám eloszlás, terheléseloszlás, elfogyasztott tüzelőanyag, olajhőmérséklet stb. alapadatokból diagnosztikai algoritmussal határozzák meg. Csereperiódusára vonatkozó ismereteket a következő alfejezetben tárgyaljuk Funkcióteljesítési határérték jelzés Számos gépjárműalkatrész és járműtulajdonság élettartama nem köthető tervezhető periódushoz. Élettartamukat, funkcióteljesítési határértékük elérését az igénybevétel, a használati gyakoriság, a rájuk ható más rendszerek hibás működése határozza meg. A folyamatos felügyeleti rendszer jelzi a funkcióteljesítési elégtelenséget. Egyszerűbbek a folyadékmennyiség minimális érték alá csökkenését jelzők, a fékbetétvastagság határérték jelzők. Összetettebbek a folyamat függőek, így például az emissziótechnikai rendszer elemeinek (katalizátor, szűrő) funkcióteljesítés jelzése (MIL Malfunction Indicator Lamp). A motorolaj (motoralkatrész!) élettartam-szakaszát, elhasználódásának mértékét egyes fizikai jellemzőinek értékével (szennyezettség, vezetőképesség) és motorikus igénybevételével azonosítjuk. Ezen alapszik az ún. hosszú élettartamú (long life) olajcsereperiódus lehetősége (2.4. ábra). Mint az, az ábrán látható, kíméletes üzemben a long-life maximális futás-km elérhető. Minél intenzívebb az olajterhelés, annál hamarabb éri el az olaj az olajcsere kritériumszintet. Ezt a diagnosztika jelzi. Az utántöltés hosszabbítja az olajtöltet csereciklusát. A diagnosztika olajszint mérés alapján jelzi az utántöltés szükségességét ábra: Olajállapot-függő csereperiódus A motor- és a modellváltozattól függően, a szerviz és olajcsere intervallumok a benzinmotoros modellek esetében akár 30 ekm vagy maximum két év, míg bizonyos dízelmotoros modelleknél 50 ekm vagy maximum két év is lehet. Nagyszokolyai Iván, KEFO

19 2. A DIAGNOSZTIKAI INFORMÁCIÓK FAJTÁI ÉS ELÉRÉSÜK Váratlan meghibásodás jelzés Az alkatrészek egy csoportjánál váratlan külső hatás okoz hibát. Ilyen például a gumiabroncs nyomáscsökkenés, illetve defekt jelzés. A világítórendszeri hibák (izzókiégés) is váratlanok, élettartama üzemórában kifejezve ugyan valószínűsített, de cseréje nem tervezett. Egyes alkatrészek ún. élettartam alkatrészek, tehát élettartamuk nincs meghatározva. Ezek hibái is a váratlan meghibásodás csoportjába tartoznak. Esetleges hibájukat az irányított rendszerek on-board diagnosztikája azonosítja és jelzi ki (például légtömegárammérő, gyújtótekercs stb.). Az élettartam-jellemzők áttekintése után megállapíthatjuk, hogy a gépjárműszerkezetek (szerkezeti elemek, alkatrészcsoportok és alkatrészek) többségénél van lehetőség beépített állapotban elhasználódásuk mértékének meghatározására. Ezek egy része (ma még) elvi lehetőség a rendszer összetettsége miatt, például a motor, erőátviteli egységek, futómű rezgésméréssel történő hibafeltárása, élettartam szakaszának azonosítása. Több szerkezeti egységnél műszaki diagnosztikai módszerekkel megállapítható az elhasználódás mértéke, az alkatrészcsere szükségessége. Számos gépjárműalkatrésznél az on-board állapotfelügyelet képes az élettartamot meghatározni. Az alkatrészek egy csoportjánál az alkatrészfejlesztés során határozzák meg az élettartamot (alkalmazhatósági periódust), melyet valamely igénybevételi jellemzővel adnak meg (ciklusszám, idő, futás-km) A diagnosztikai információk elérése A diagnosztikai vizsgálat specifikuma az, hogy a diagnosztikai megállításhoz szükséges információt (jeleket, feldolgozott információt) a vizsgálandó rendszer határfelületéről, szerkezetmegbontás nélkül származtatja. Ennek megfelelően a gépjármű mechatronika határfelületeit, a jelelvétel fizikai, valamint az elektronikus kommunikáció csatolását kell meghatározni Globális határfelület A jármű egészét burkoló felület a globális határfelület. A globális határfelületen geometriai, kinetikai tulajdonságokat és emissziós jellemzőket mérhetünk. Geometriai jellemzők: - kerék és tengelyhelyzetek, emissziós jellemzők: - gáz és részecske kibocsátás, - zajkibocsátás, - ultrahang, - elektromágneses sugárzás (radar rádióhullámok), - hősugárzás (radiáció), - fénykibocsátás. kinetikai jellemzők: - keréken leadott vonóerő, - fékerő, - oldalvezető erő Alrendszer határfelület A globális felület határolta téren belül beágyazott alrendszeri határfelület is definiálható. Nagyszokolyai Iván, KEFO

20 20 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Az egyes alrendszerek határfelületéről vehetők le az információk, ha azok önálló vizsgálócsatlakozókkal, mérőcsatlakozókkal rendelkeznek. Vegyük példaként az EBS (Electronic Braking System) légfékrendszert. Az EBS alábbiakban felsorolt néhány biztonsági és kényelmi funkciója jól tükrözik, hogy a diagnosztikai állapotfelügyeletnek milyen széles körre kell kiterjednie. ABS - blokkolásgátlós fékrendszer. Fékbetét-kopás érzékelő - (LWS) jelzi, ha a betét hozzávetőlegesen 20 százalékosra kopott. Fékbetét-kopás vezérlő (LWC) - kiegyenlíti a fékbetétek kopását az egyes tengelyek között. Fékhőmérséklet figyelmeztetés a fékrendszerben. Fékkombinálás - a kiegészítő fékek is működésbe lépnek az üzemi fékek hatásának fokozásához. Differenciálzár szinkronizálás (DLS) - a differenciálzár bekapcsolódása előtt a meghajtott kerekek sebessége összehangolódik. Tapadásvezérlő rendszer (TCS) - kipörgésgátlás és szinkronizáció - elosztja a tapadást a hajtott kerekek között. Külső fékigény (EBD) egyéb rendszereken keresztül. Betétkopás elemzés - kiszámolja a fékbetétekkel még megtehető kilométerek számát. Motorfékvezérlés - megakadályozza, hogy a gázpedál felengedésekor csúszós útfelületen blokkoljanak a hajtott kerekek. Differenciálzár vezérlés (DLC) - a differenciálzár automatikus bekapcsolása alacsony sebesség mellett, szóló és tandem hátsó tengelyek esetében. Visszagurulás-gátló rendszer - a fékek csak akkor oldanak ki, ha a motor nyomatéka elért egy bizonyos szintet, illetve kézi kapcsolású sebességváltóval szerelt teherautóknál a tengelykapcsoló pedál felengedésekor, az automatikus sebességváltós teherautóknál a fékpedál felengedése után hozzávetőlegesen egy másodperccel. Vészfékrásegítő - növeli a féknyomást az optimális lassulás érdekében, így megrövidíti a fékutat. Üzemi fék ellenőrzés - folyamatosan figyeli a fékek működését. EBS állapot figyelés - a TEA járműelektronikai rendszer és a VCADS Pro (Volvo) segítségével. Fékteljesítmény figyelmeztetés - figyelmezteti a sofőrt, ha a lassulás túlságosan alacsony a pedál elmozdulásához képest. Elektronikus menetstabilizáló (ESP) - fékstabilizálás a 4x2, 6x2 és 6x4 hajtásképletű nyergesvonta-tókhoz. Kapcsolási erő vezérlés (CFC) a vontató és a pótkocsi között. Pótkocsifék (TB) - pótkocsi felkapcsolásakor biztonsági ellenőrzést tesz lehetővé. A 2.5. ábrán az ECAS (Electronically Controlled Air Suspension elektronikus vezérlésű légrugózás) és a légfék ABS diagnosztikai csatlakozói, míg a 2.6. ábrán a légfékhálózat nyomáskivezető mérőcsatlakozásai láthatóak. A légfékhálózat nyomásviszonyainak diagnosztikai jelkicsatolása történhet a rendszer egy-egy elemének mérőcsatlakozójánál is, például a fékkamráknál, ide nyomás-távadókat kell felszerelni (2.7. ábra). Nagyszokolyai Iván, KEFO

21 2. A DIAGNOSZTIKAI INFORMÁCIÓK FAJTÁI ÉS ELÉRÉSÜK ábra: Alrendszeri vizsgálócsatlakozók (autóbusz alkalmazás) 2.6. ábra: Légfékrendszer kivezetett vizsgálócsatlakozók 2.7. ábra: Légfékrendszer-vizsgálati nyomástávadók Nagyszokolyai Iván, KEFO

22 22 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Az elektronikusan irányított mechatronikai alrendszerek, mint beágyazott rendszerek diagnosztikai vizsgálata, az információ elérése a gyakorlati életben kiemelt jelentőségű. A kommunikációból nyert információkra épül a mai járművek állapotvizsgálata, hibafeltárása. A személygépjárművekben az irányított rendszerek I/O adatkapcsolata (kommunikációja) egy helyen, egy közös (központi) diagnosztikai csatlakozóban (DLC - Diagnostic Link Connector, OBD-csatlakozó, CARB csatlakozó) érhető el (2.8. ábra) ábra: OBD csatlakozó személygépjárművön Haszongépjárműveknél az egyes elektronikusan irányított alrendszerek (pl. fékberendezés, emissziótechnika, állófűtés, motor, erőátvitel, infotainment (information az entertainment (szórakoztatás) szavak összetétele) eszközök stb.) saját diagnosztikai csatlakozóval rendelkeznek, melyeket rendezhetnek egy helyre a könnyebb elérés érdekében (lásd a 2.5. ábrát). Napjainkban már törekvés, hogy a haszongépjárműveknél is az egyes alrendszerek diagnosztikai információit egy egységes protokoll kezelje és az elérés az ún. OBD diagnosztikai aljzaton keresztül történjen (2.9. ábra). 2.9.ábra: Tehergépjármű OBD csatlakozó a műszerfalon Az elektronikusan irányított, hálózatba foglalt rendszerek - a hálózat résztvevői - közötti kommunikáció rendjét egyezményes, vagy szabványos protokoll írja le. Ez többnyire a kapcsolat felvételét, kommunikációt és adattovábbítást jelent. Gyakorlati szempontból a protokoll Nagyszokolyai Iván, KEFO

23 2. A DIAGNOSZTIKAI INFORMÁCIÓK FAJTÁI ÉS ELÉRÉSÜK 23 azt mondja meg, hogy milyen sorrendben milyen protokoll-üzeneteket küldhetnek egymásnak a csomópontok, illetve az üzenetek pontos felépítését, az abban szereplő adatok jelentését is megadja. Példaként említjük, hogy a VW csoport protokollja korábban a KeyWord Protocol (KWP) volt, napjainkban a KWP-2089 (módosított KWP-2000). A diagnosztikai aljzathoz csatlakoztatni kell az MVCI (VCI) egységet (Modular Vehicle Communications Interface moduláris járműkommunikációs interfész). Az MVCI az alkalmazott protokoll szerint veszi fel a kapcsolatot az irányított rendszerekkel (ECU egységek) és továbbítja az információt a PC-hez. Az autógyártók diagnosztikai információinak elérését és kezelhetőségét az ISO és -2 szabványsorozat előírásai teszik lehetővé, melynek lényege az interoperabilitás, azaz a különböző informatikai rendszerek együttműködésre való képesség. Az ISO a D-PDU API szabványos protokoll-kezeléseket tartalmazza. Néhány szó erejéig beszéljünk az interoperabilitásról, mert ez a gyártói diagnosztikai információk általános elérhetőségével, a gyártói információs exkluzivitások feloldásával van kapcsolatban! Technikai interoperabilitásról akkor beszélünk, ha a rendszerek között fizikailag lehetséges az adatcsere, és az egyik rendszerből a másikba eljuttatott információ a rendszert használó ember számára értelmezhető. A szemantikus interoperabilitás szintjén nemcsak fizikailag lehetséges az adatcsere, hanem a rendszerek egymás adatait értelmezni is tudják. Ez azt jelenti, hogy a küldő rendszerben keletkezett adat olyan módon kerül át a fogadó rendszerbe, hogy a fogadó rendszer ugyanolyan műveleteket tud rajta végezni, mintha az adat a fogadó rendszerben keletkezett volna, és a rendszer felhasználók is ilyen módon tudják az adatot használni. Interoperabilitásról azonban csak akkor beszélünk, ha a küldő rendszerben az adott szervezet saját céljaira rögzített és kezelt adatokról van szó. Nem használjuk az interoperabilitás kifejezést akkor, ha az adatokat előre tudott módon eleve a továbbítás (jelentésküldés stb.) céljára állítjuk elő, ha a továbbítás reguláris módon, előre meghatározott kötött formátumban történik. A diagnosztikai támogatáshoz ma már hozzátartozik az is, hogy az MVCI legyen alkalmas a SAE J API pass-thru/gateway funkciókra is. Az MVCI a PC-hez USB, WiFi vagy Bluetooth kapcsolattal csatlakozik. A PC applikációs szoftvere (kommunikációra kifejlesztett program) parancsot küld az MVCI-nek például hibakód (DTC) kiolvasásra, vagy speciális tesztek lefuttatására. A PC adatbeviteli egységként, kijelzőként, memóriaként, adatbázisként szolgálhat, illetve az MVCI program frissítése, valamint a jármű irányított rendszereinek programfrissítési is a PC-n keresztül történhet. A ábra az elektronikai rendszerekhez csatolt MVCI és vele egybeépített rövid hatótávolságú Bluetooth adóegységet mutatja (IVECO), a ábrán az MVCI (Würth WOW) két diagnosztikai csatlakozóhoz kapcsolódik, az OBD-aljzathoz és a gyári motorecu-hoz. A ábrán látható esetben a Bosch KTS, az MVCI egység a gépjármű diagnosztikai csatlakozójával és a laptoppal vezetékes kapcsolatban van. Nagyszokolyai Iván, KEFO

24 24 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: MVCI egység (IVECO) ábra: MVCI egység (Würth WOW) ábra: MVCI egység (Bosch KTS) Üzemanyagok (motorhajtóanyag, hűtőközeg, fékfolyadék, motorolaj, AdBlue stb.) mintavétele is határfelületi elérésnek számít. A vizsgálóműszer mérőfeje vagy a tartályban lévő folyadékba merül, vagy a kivett mintát kell a műszerbe bevinni. A ábra fékfolyadék vizsgálatát mutatja, a műszert mérőelemét a folyadékba kell bemeríteni. Nagyszokolyai Iván, KEFO

25 2. A DIAGNOSZTIKAI INFORMÁCIÓK FAJTÁI ÉS ELÉRÉSÜK Vezetéknélküli adatkapcsolat ábra: Fékfolyadék-vizsgálat Az irányító- és az erre felkészített speciális állapotfelügyeleti és helyzetazonosító rendszerekkel, a globális határfelületen kívül is vezetéknélküli adatkapcsolat építhető ki. Ez a telemetrikus, érintkezésmentes távdiagnosztika és távfelügyelet. Megvalósítását a WLAN és WPAN technika teszi lehetővé. A WiFi adatátvitel az IEEE által kifejlesztett vezeték nélküli mikrohullámú kommunikáció. A WLAN (wireless local area network) rádióhullámot használó vezeték nélküli helyi hálózat, amelyik lehetővé teszi a közeli számítógépek összekapcsolódását. A WiFi és a WLAN nevet gyakran egymás szinonimájaként használják. A legnépszerűbb WLAN szabványcsalád a WiFi (IEEE ). Leggyakoribb változatai a b (11 Mbit/s sávszélesség, 2.4 Ghz-es frekvencia), a (54 Mbit/s sávszélesség, 5 GHz-esfrekvencia) és a g (54 Mbit/s, 2.4 Ghz) Rövid hatótávolságú mobil adatátvitel A távdiagnosztika rövid hatótávolságú (általában 30 m, max. 100 m) megvalósítása Bluetooth rádiós kapcsolattal (~2,4 GHz). A Bluetooth rövid hatótávolságú, adatcseréhez használt, nyílt, vezetéknélküli szabvány (WPAN wireless personal area network). A Bluetooth adóvevő lényegesen kevesebbet fogyaszt, mint a WLAN, de sokszorta lassabb adatátvitelre képes. A gépjármű irányítórendszereinek vezeték nélküli kommunikációjára a diagnosztikai aljzatba (DLC) helyezett fejegység (adó/vevő egység - Remote Diagnosis Head) szolgál, mely a diagnosztikai programot futtató PC vagy diagnosztikai célszámítógép és az ECU-k között felhasználói kényelmi okokból teremt kapcsolatot. A ábrán a VW csoport által használt, VAS 5054A jelű, Bluetooth jelátvitelű (V1.2, class 2, hatótáv max. 10 m) fejegységet mutatjuk be. Nagyszokolyai Iván, KEFO

26 26 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: VW fejegység - Remote Diagnosis Head A diagnosztikai számítógéppel, mely alapkivitelben vezetékes adatkapcsolatú, össze kell tanítani. Nagy adatátviteli biztonságot igénylő feladatokhoz (programozás) használatuk nem ajánlott, ekkor vezetékes kapcsolatot kell alkalmazni Nagy hatótávolságú mobil adatátvitel A nagy hatótávolságú mobil adatátvitel, kétirányú kommunikáció a gépjárműfenntartást, gépjármű-diagnosztikát is gyökeresen megváltoztatja, nevezetesen az a technikai környezet, melyben a járművek egymással, az intelligens módon kialakított infrastruktúra (út-) hálózat elemeivel, a lokális- és országos forgalomszervező és irányító hálózatokkal, a mentő-, tűzoltó és rendőri szolgálatokkal, a gyári szervizhálózatokkal állandó, vezeték nélküli kommunikációs kapcsolatban állnak. Az Európai Unió CVIS projekt (Cooperative Vehicle Infrastructure Systems) járművek és járművek (Vehicle-2-Vehicle V2X, vagy CAR-2-CAR C2C), valamint járművek és infrastruktúraelemek közötti (Vehicle-2-Infrastructure V2I) kommunikációs alaptechnológiák kutatás-fejlesztésével foglalkozik. A mobil kommunikációs protokolloknak az ISO TC204/WG16 CALM nemzetközi szabványoknak kell megfelelniük. Az időben gyorsan változó és átszerveződő mobil kommunikációs hálózatokban az egyetlen lehetséges adatcsere megoldás vezeték nélküli rádiós kommunikációs módszereken alapszik. IP és nem-ip alapú kommunikációs módszerek, az IEEE a, b, g és n szabványokon nyugvó rádiós kommunikációs air-interfészek széles választéka, a celluláris rádiótelefónia elemei egyaránt szóba jönnek. Az egyik legszélesebb körben alkalmazott technológia a GSM (Global System for Mobile Communications, eredetileg Groupe Spécial Mobile) és a második generációs (2G) GPRS (General Packet Radio Service), valamint a 3G UMTS csomagkapcsolt rádióadat átviteli hordozó szolgáltatás. Az UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) egyike a harmadik generációs (3G) mobiltávközlő technológiáknak, az UMTS megjelölésére gyakran használják a 3GSM kifejezést is. Tantárgyunk számára is fontos témakör a V2X-hez tartozó Vehicle-2-Service (V2S), mert a járműfenntartásban fontos információk, így például a biztonsági és környezetvédelmi rendszerek hibaüzenetei gyorsabban jutnak el az illetékesekhez. On-board diagnosztikai algoritmusokat is felhasználnak például a V2V információs kapcsolatban (csökkent tapadású útfelület, látási viszonyok korlátozottsága stb.). A jelenlegi gyakorlatban is használt V2X, V2S kapcsolat alkalmazási területei (automatikus eljárásban, fogadó félhez egyirányú, részben valósidejű adatkapcsolat): - szállítási feladat-, illetve útvonalkövetés, Nagyszokolyai Iván, KEFO

27 2. A DIAGNOSZTIKAI INFORMÁCIÓK FAJTÁI ÉS ELÉRÉSÜK 27 - járműüzemi adatok küldése, - diagnosztikai esemény értesítés, - baleseti esemény értesítés. Az Internet-alapú V2X kapcsolat kialakítása több autógyártónál már a pilot project szintet meghaladja, és általánosan igen nagy jövő előtt áll. Ilyen például a BMW ConnectDrive, melynek elemei: BMW Online, BMW Tracking, BMW TeleServices és Internet elérés a gépjárműben. A szervizszolgáltatásban ma a BMW TeleService az ún. Condition Based Service (CBS) érzékelők adatai alapján megállapítja a szerviz szükségességét, és ezt a BMW szervizközpontba továbbítja automatikusan (Automatic BMW Teleservice Call). Értesítést a gépjármű időszakos átvizsgálás, üzemanyagok (pl.: motorolaj) cseréje, vagy kopó alkatrészek (pl.: fékbetét) cseréjének szükségessége esetén ad és szerviz releváns adatokat is továbbít. Ezek után a szervizmunkatárs telefonon hívja a gépjárművet, és az illetékes gépjárműüzemeltetővel megbeszéli a további teendőket. Autógyártó-független diagnosztikai műszergyártók is kínálnak ún. telediagnosztikát. A Top Automotive cég berendezése OBD protokoll szerinti (K-vonal vagy CAN) motordiagnosztikai adatok kiolvasására és továbbítására alkalmas. Az adattovábbítás (sms-küldés 5 számra): GSM/GPRS 900 szerint. A rendszer a GPS koordinátákat is megadja. A fogadó fél is kezdeményezhet adatlehívást, helyazonosítást. A rendszer személyi kezdeményezésű és automatikusan iniciált riasztásra is felhasználható Diagnosztikai módszerek A diagnosztikai vizsgálat célja és eljárása alapján a diagnosztikai módszerek két csoportját különböztetjük meg: - szelektív eljárás és módszer, - mélydiagnosztikai eljárás és módszer. A két eljárás egymáshoz viszonyítva szekvenciális, célját és a technológiát illetően egymástól időben és térben el is különülhet Szelektív módszer A szelektív vizsgálat (kiválasztó) célja annak megállapítása, hogy az adott egység működési jellemzői, járműműszaki tulajdonságai a névleges (elfogadható, még elfogadható) tartományban vannak-e, vagy azon kívül esnek. A szelektív vizsgálat eredménye alapján, a további vizsgálatot illetően a legtöbb esetben döntést kell hozni. Ha nem elfogadható az állapot, akkor a hiba konkrét okának feltárásához további diagnosztikai vagy nem diagnosztikai vizsgálatokat szükségesek. A hatósági jármű műszaki vizsgálat során - jelentős részben - szelektív diagnosztikai méréseket végeznek. A fék, a lengéscsillapítás vagy a kipufogógáz szennyezőanyag koncentrációja járműműszaki tulajdonságait vizsgálva megállapítják, hogy az a határértékeken belül vagy kívül van-e. A döntés tárgya a jármű további forgalomban való részvételének engedélyezése. A szelektív vizsgálat a nem megfelelőség okát nem tárja fel. A későbbi javítási folyamatban kell további vizsgálatokkal, mélydiagnosztikai módszerekkel a hiba okát megtalálni. Az elektronikusa irányított rendszer hibaüzenete is szelektív információ. A hibakód egy működési terület (szabályozási kör, hatókör) névlegestől eltérő jellemzőire utal. Több esetben nem a kiváltó ok, hanem az okozat nevesített. Tipikus példái ennek a lambdaszondára, lambdaszabályozásra utaló hibakódok, melyeket általában más keverékképzési hiba vált ki. Az emissziótechnikai (környezetvédelmi) rendszer OBD üzenete is speciális szelektív hibaüzenet. Emissziós állapotromlási szint átlépését azonosítja, mely közvetlen működőképességi zavarokat még nem okoz, illetve olyan hibát jelez, mely az emissziót befolyásolhatja, valószínűsíthetően romlást válthat ki. Az elsőre példa a katalizátor konverziós fok romlásának jelzése, a másodikra a féklámpa meghibásodása. Nagyszokolyai Iván, KEFO

28 28 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A szelektív diagnosztikai mérés több esetben végeredményt is jelent. Ilyen például az üzemanyag-folyadék jellemzők mérése (hűtőközeg dermedéspont, fékfolyadék víztartalom) Mélydiagnosztikai módszer A mélydiagnosztikai eljárás hibafeltárási folyamat, melynek eredményeként a hiba oka azonosított. Elektronikai rendszerekben a mélydiagnosztikai hibafeltárás technológiai sorrendjét ma már algoritmus, az ún. vezetett hibakeresés határozza meg. Ezt a rendszerteszter programja diktálja, mely szekvenciák (utasítások a kezelőnek) és szelekciók sora. Az algoritmus végeredménye a hibás alkatrész vagy hibás beállítás azonosítása. A mélydiagnosztikai módszer műszaki háttértámogatást igényel, nevezetesen - gépjármű, rendszer és alkatrész azonosítási adatokat, - szoftver verziószámokat, - alkatrész (komponens) elhelyezkedési rajzokat, alkatrész - kapcsolási rajzokat, - műszaki adatokat (beállítási adatok, határérték adatok), - hibaelhárítási utasításokat, - gyári visszahívási és szoftverfrissítési információkat, - esetelemzéseket. Továbbá rendelkezésre kell állnia a gyári, vagy főegységbeszállítói, vagy műszergyártói szakértő (hot-line) segítségnek. A rendszerteszeterekkel végzett diagnosztikai hibafeltárás tehát a fedélzeti feldolgozott információk, ezek eredményeként képzett ún. hibakódok csak az esetek kb. 55%-ban vezetik eredményre a szerelőt. A korábban szerzett javítási tapasztalatok ismerethalmaza beépíthető a diagnosztikai hibakeresésbe, és ez egy új hibakereső program szintjén bővítheti ki a fent említett ún. vezetett hibakeresést. A vonatkozó tudástárak, így például a márkafórumok, más-más szervereken vannak, létre kell hozni az ezekkel való kapcsolatot. Ez lehetséges a google keresőrendszerével (például TEXA diagnosztika), de célirányosan kiépített hálózati rendszer is szervezhető. A német KODIN-Kfz projekt, a Kollaboratives Diagnosenetzwerk für die Kfz- Servicearbeit rövidítése, 2014-re alakítja ki új hibafeltárást segítő rendszerét. A rendszer alapja a Web 2.0 technológia, melynek jellemzője az, hogy a Web jövőbeli felhasználói nemcsak fogyasztói az interneten található információknak, hanem egyre jellemzőbben előállítói és publikálói is egyben. Nagyszokolyai Iván, KEFO

29 3. A belső égésű motorok diagnosztikai vizsgálata 3.1. Bevezetés A bevezetőben a belső égésű motorok nem fedélzeti (off-board) diagnosztikai vizsgálati feladatait és a vizsgálati módszereket tekintjük át. A motor az a főegység, mely a vizsgálati eljárásokat illetően a leggazdagabb, egyben jól mutatja, hogy a mérési eljárások a kapcsolódó tudományterületekről milyen széleskörűek. A fejezet, illetve a jegyzet később nem tárgyal minden felsorolt vizsgálati eljárást, és nem is tud teljes körű lenni, mert a gépjárművekben megjelenő új szerkezeti egységek napjainkban például a hibridtechnika új vizsgálati eljárásokat hoznak magukkal. I. A motor kimenő (output) jellemzőinek a vizsgálata. A külső (teljes terhelésű) motorkarakterisztikák (forgatónyomaték, teljesítmény) felvétele, illetve a mechanikai veszteség meghatározása I./1. Stacioner mérés. Az effektív jellemzők (forgatónyomaték, illetve teljesítmény) meghatározása választható, állandósult fordulatszámú és terhelésű üzemállapotokban. Eljárások: I./1.1. A TLT-tengelyen (teljesítményleadó-tengely) történő fékgépes mérés. A mobil (hidraulikus vagy villamos örvényáramú) fékgép, a segédkihajtáson keresztül, kardántengellyel csatlakozik a motorhoz, az erőgép álló helyzetében. Felhasználási célterülete: mezőgazdasági erőgépek. I/1.2. A kiszerelt motor lendítőkeréksíkjához vagy tengelykapcsoló-szerkezetéhez csatolt, általában a motorhoz rögzített, hidraulikus vagy villamos örvényáramú fékgép. Felhasználási terület: motorfelújítók. I/1.3. Kihajtó tengelyvéghez I/1.4. Görgős járműfékpadi mérés, sebesség(v)=állandó fékgépszabályozással, diszkrét v (ennek megfelelően n) érték léptetéssel. A hajtáslánc veszteségek feltárása görgőoldali viszszahajtással, a visszahajtó forgatónyomaték mérésével. I./2. Instacioner mérés (monoton növekvő, illetve monoton csökkenő motorfordulatszámú mérés) Eljárások I./2.1. Teljes terhelésű szabadgyorsulás-mérés. A motorfőtengely szöggyorsulásának ( ) meghatározásával, az M = C. összefüggés alapján, az M = f( ) nyomatéki karakterisztika felvétele, valamint a P = C.. összefüggés alapján a P = f( ) teljesítmény karakterisztika felvétele, ahol C motorkonstans, a vizsgált rendszer korrigált forgási tehetetlenségi nyomatéka. Felhasználási terület: személy és haszongépjármű dízelmotorok. I./2.2. Szabadkifuttatás mérés. A motor korrigált mechanikai veszteségeinek meghatározási módszere, a -M=f( ) karakterisztika felvételével. Kiindulás: n=állandó fordulatszámú üresjáratú motorüzem, majd a motorban az égésfolyamat megszüntetése. I./2.3. Részleges szabadkifuttatás mérés. Mint I./2.2. azzal jellemezve, hogy csak meghatározott számú hengerben van hőfelszabadulás. I./2.4. Görgős járműfékpadi mérés. Teljes terhelésű gyorsítás, majd a hajtáslánc, belső égésű motor nélküli szabadkifutásának (lassulásának) a mérése, a görgő szöggyorsulása, illetve szöglassulása alapján. A rendszer (motor, hajtáslánc, próbapad) forgó tehetetlenségi nyomatékának az ismeretében, a motor- teljes terhelésű nyomaték- és teljesítmény-karakterisztikájának a meghatározása. II. A kipufogógáz-emisszió vizsgálata II./1. Üzemeltetett gépjárművek hatósági előírás szerint végzett mérése II./2. Hibafeltárás célú gáz- és füstemisszió mérések. Nagyszokolyai Iván, KEFO

30 30 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA II./3. Emissziótechnikai rendszerek állapotvizsgálata (Otto-motorok szabályzott keverékképzéssel együttműködő katalizátorai, részecskeszűrők, szelektív katalitikus reakciókra épülő semlegesítő utókezelők) III. A zajkibocsátás vizsgálata Hatósági előírások szerint végzett közeltéri kipufogási zajkibocsátás vizsgálata. IV. A motor bemenő (input) jellemzőinek a vizsgálata IV./1. Tüzelőanyag-fogyasztás mérés Országúton és görgős járműfékpadon. Ellenőrző (összehasonlító) szolgáltatói (szerviz) mérések. Irányadóak lehetnek a hatósági előírású mérések: állandó sebességű (repülő-startos) mérés (90, 120 km/h stb.), ciklus-mérés (MVEG stb.). IV./1. Légnyelésmérés V. Alkatrészcsoportok, szerkezeti elemek állapotvizsgálata V./1. Hengertömítettség mérés V./1.1. Kompresszió végnyomás mérés. Indítómotorral forgatott vagy a többi motorhengerrel vonszolt állapotban. V./1.2. Nyomásveszteség-mérés. Henger-gyűrű-dugattyú alkatrészcsoport tömítőképességének a feltárása a lökethossz mentén. V./1.3. Kartergázmennyiségmérés. V./1.4. Hengerfejtömítés-gázszivárgás mérés (hűtőközeg gáztranszmisszió). V./2. Hengerüzem összehasonlító mérések V./2.1. Relatív kompressziómérés. A belső égésű motor indítómotorral történő forgatása alatt, az indítómotor áramfelvételének-, illetve az akkumulátor kapocsfeszültségének a mérése. V./2.2. Járásegyenlőtlenség-mérés A motor munkaütemeinek hatására bekövetkező főtengelygyorsulás mérése, n=állandó motorüzemben; a parciális (hengerenkénti) fordulatszám megállapítása. Üresjárati motorüzem. V./2.3. Hengerenkénti melegüzemlekapcsolás A befecskendezés hengerenkénti kikapcsolása (megszüntetése), majd a vonszolt henger okozta fordulatszámcsökkenés visszaállítása érdekében a szabályzórendszer kiváltotta dózisnövekedés vagy azzal arányos paraméter mérése. Üresjárati motorüzem. V./2.4. Terhelt, stacioner hengerüzem összehasonlító mérés V./ Egy henger melegüzemének a lekapcsolása (vonszolt állapot), a kimenő jellemzők mérése n = állandó fordulatszámon. V./ Görgős jáműfékpadon, v=állandó szabályozás mellett, egy henger melegüzemének a lekapcsolása (vonszolt állapot), a kimenő jellemzők mérése. V./2.5. Terhelt, instacioner hengerüzem összehasonlító mérés V./ Parciális szabadgyorsulásmérés azzal jellemezve, hogy a szabadgyorsítás során a motor egy hengere vonszolt. V./ Parciális szabadkifutás mérés. V./ Parciális görgős járműfékpadi motor forgatónyomaték- és teljesítménymérés azzal jellemezve, hogy a szabadgyorsítás során a motor egy hengere vonszolt. V./3. A hűtőrendszer vizsgálata V./3.1. A hűtőrendszer nyomás (nyomásvesztés) és hőmérsékleti viszonyainak mérése. V./3.2. Szivárgás-detektálás. UV reagens detektoranyaggal. V./3.3. A hűtőközeg-jellemzők vizsgálata Hősugárzásmérés, (dermedéspont, összetétel, phérték) V./3.4. Érintkezésmentes hőfokmérés. V./4. A feltöltőrendszer vizsgálata V./4.1. Levegőnyomás- és hőmérsékletmérés. A levegővisszahűtés ellenőrzése. Nagyszokolyai Iván, KEFO

31 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 31 V./4.2. A turbótöltő hűtő- és kenőköreinek az ellenőrzése (áramlási viszonyok, szerkezeti elemek /jeladók, szivattyú stb./, szabályozás). V./4.3. Turbótöltő fordulatszám-mérés. V./4.4. A töltőnyomás-állító rendszer elemeinek és szabályozásának ellenőrzése. V./5. A dízeladagolórendszer (a dízeladagolás) vizsgálata V./5.1. Az adagolásidőzítés mérése. Statikus szállításkezdet, dinamikus szállításkezdet, dinamikus befecskendezéskezdet. V./5.2. A tüzelőanyagellátó-rendszer (kis nyomású) ellenőrzése (nyomás, áramlás, hőmérséklet). V./5.3. A nagynyomású részben (nyomócső, gyűjtőcső) kialakuló tüzelőanyagnyomás közvetlen és/vagy közvetett nyomásmérése, a nyomásváltozás megjelenítése (oszcilloszkópos mérés). V./5.4. A nyomásfokozó mechanikai rendszer ellenőrzése (UI/PD, HEUI). V./5.5. A közös nyomásterű befecskendezőrendszerek diagnosztikai vizsgálata V./ A közös nyomásterű befecskendezőrendszerek hidraulika körének és egységei hidraulikus jellemzőinek vizsgálata V./ A közös nyomásterű befecskendezőrendszerek irányításának diagnosztikai vizsgálata V./6. A hidegindító-segély (izzító-rendszer), rendszerszabályozásának és elemeinek vizsgálata (hőmérő(k), izzógyertya vizsgálata). V./7. A gyújtórendszer diagnosztikai vizsgálata V./7.1. A gyújtórendszer üzemi feszültség- és áramviszonyai (oszcilloszkópos mérések) V./7.2. A gyújtórendszer elemeinek vizsgálata V./8. A kenőrendszer vizsgálata V./8.1. Kenőolajnyomás-, -hőmérséklet és szintmérés. V./8.2. Kenőolaj-paraméterelemzés (dielektromos állandó mérés, szennyezőanyagtartalomelemzés: anyagfajta, koncentráció; Wear-Check -analízis) VI. Az irányított rendszerek vizsgálata (hálózat, rendszerelem) VI./1. Periféria-vizsgálat VI./1.1. Manuálisan végzett áramkör-vizsgálat és beavatkozó-működtetés a főcsatlakozóhoz illesztett mérőcsatlakozón keresztül. VI./1.2. Programozott áramkörvizsgálat és beavatkozó-működtetés a főcsatlakozón keresztül, célműszerrel. VI./1.3. Beavatkozó-működtetés az ECU diagnosztikai csatlakozón keresztül rendszerteszter célműszerrel, szoftveres úton. VI./2. Az üzemi folyamatok mérése VI./2.1. Manuális, illetve kezdeményezett mérések működő rendszeren, párhuzamos ( Y - kábel) mérőcsatlakozással (párhuzamosdiagnosztika) általános vagy célműszerrel. VI./2.2. Célműszerrel programozott méréssorozat (automatikus mérésvezérlésű és kiértékelésű) elvégzése működő rendszeren, ( Y -kábel) mérőcsatlakozással (párhuzamosdiagnosztika). Menetpróba során adatgyűjtés (Data Logger-funkció) VII. Az áramellátó-rendszer vizsgálata VII./1. Az akkumulátor vizsgálata. VII./1.1. Önálló vizsgálat. Indítóképesség, töltöttségi fok, a lemezek elektrokémiai állapota. Az elektrolit sűrűsége. VII./1.2. Vizsgálat az áramellátó rendszerben. VII./2. Generátor-mérés. Az I t =f(n) karakterisztika mérése, teljes gerjesztés és U állandó feltételek mellett. Az egyenirányítás ellenőrzése (oszcilloszkópos mérés). Mechanikai állapotvizsgálat. VII./3. Feszültségszabályozás-vizsgálat. A töltő- és töltésellenőrző rendszer ellenőrzése. Nagyszokolyai Iván, KEFO

32 32 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA VIII. Az indítórendszer vizsgálata VIII./1. Az indítórendszer áram- és feszültségviszonyainak (feszültségesés) mérése. VIII./2. A szerkezeti elemek vizsgálata. IX. Egyéb vizsgálatok VII./.1. Szivárgásvizsgálat (hűtőközeg, klímagáz, kenőanyag). VII./2. Tömítettség-vizsgálat (szívórendszer, klímarendszer stb.) VII./3. Belső terek szemrevételezése (endoszkópia - száloptikás üregvizsgálat) VII./.4.4. Hangforrás-detektálás (irány érzékeny hangdetektálás, sztetoszkóp, fonendoszkóp) Hengertömítettség-mérés A hengertömítettség mérés célja az, hogy a hengerteret határoló elemek záróképességét ellenőrizzük. Melyek ezek a tömítések? - a hengerfejtömítés, - a szelepülés-szeleptányér tömítés-párja, - a dugattyúgyűrű, dugattyúgyűrű horony, hengerfal csoport elemei, - az előkamra tömítése, - a gyújtó- és izzógyertya ülés és menettömítése, - a dízelporlasztó üléstömítése. A hengertér tömítettségét diagnosztikai módszerekkel vizsgáljuk és minősítjük. A hengertéri tömítettség jellemzője a tömítések gázáteresztéssel szembeni fojtása. A hengerfejtömítésnek, a szelepeknek, porlasztónak, gyújtó- és izzógyertyának a fojtása végtelen kell, hogy legyen, tehát azok mellett gáz nem léphet ki a hengertérből. Más a helyzet a dugattyúgyűrű tömítéssel. Ez nem végtelen értékű, nem zár teljesen. Rajta keresztül egy meghatározott mennyiségű gáz átáramlása természetes (lásd a kartergáz jelenségét). A vizsgálat szempontjából tehát a fojtásokat két csoportba osztjuk: Véges értékű fojtások (bizonyos mértékig megengedett fojtások): a dugattyúgyűrű, gyűrűhorony, hengerhüvely közötti fojtás. Végtelen értékű fojtások (nem megengedett motorfojtások): szelep-szeleptányér, hengerfejtömítés, előkamra stb. A hengertér tömítettség-ellenőrzésének mérési módszerei: - hengerenkénti közvetlen (nyomásveszteség-mérés, kompresszió végnyomás mérés), - nem hengerszelektív (kartergáz mennyiségmérés, összehasonlító kompressziómérés forgatási munka (ellenállás) méréssel, hengerfejtömítés-gázszivárgásmérés, szívócsődepresszió-mérés Kartergáz mennyiségmérés A hengertérből a motor forgattyúházába a dugattyú mellett átáramló gázt nevezzük kartergáznak (angolul blow-by gas). A dugattyú-dugattyúgyűrű-henger alkatrészcsoport véges tömítése okán itt a gázátfújás (a kartergáz) normális motortulajdonság. A kartergáz mennyisége névleges műszaki állapotban függ a motor a konstrukciós jellemzőktől, a fordulatszámától, a motorterheléstől (a hengertér, kartertér nyomáskülönbségétől, valamint a motorhőmérséklettől és a motorolaj viszkozitási osztályától. A dugattyú-dugattyúgyűrű-henger alkatrészcsoport műszaki állapota alapvetően meghatározza a tömítést és ennek megfelelően a kartergáz mennyiségét. A kartergáz mennyisége a motor üzemidejének is függvénye. A bejáratási szakaszban erőteljes kartegázmennyiség csökkenés várható mind a felületek összejáródása, mind a lerakodási egyensúly beállta miatt. Erre a 3.1. ábra is rámutat. Nagyszokolyai Iván, KEFO

33 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 33 A kartergázmennyiség ingadozása is normális jelenség, a gyűrűforgások, így a gyűrűhézagok egymás alá kerülése adja meg a magyarázatot. Állandó fordulatszámon és terhelésen sem állandó a kartergáz mennyisége a gyűrű mozgások, elfordulások miatt. Az eltérés elérheti a 0,25 dm 3 /s értéket is haszonjármű dízelmotorok teljes terhelésén és névleges fordulatszámán. A 3.1. ábra a motor terhelésének függvényében (fajlagos effektív energiasűrűség) mutatja a kartergáz mennyiség alakulását, paraméter a motorfordulatszám ábra Új motoroknál a kartergáz mennyisége nem haladhatja meg a légnyelés 0,5%-át, így tehát a kartergáz tájékoztatóértékű, maximális térfogatáramát az alábbi módon számíthatjuk ki: V K = V L λ t (n/120) 0,005 (dm 3 /s), ahol: V L a motor lökettérfogata (dm 3 ), n motorfordulatszám, melynél a vizsgálatot elvégezni kívánjuk (min-1), λ t töltésfok. A gyártómű által még elfogadhatónak tartott kartergáz mennyiség (sem a mérési módszer, sem az áramlásmérő műszer) sajnos általában nem közismert adat. A kartergáz üzemeltetői mérése a mai elsősorban személygépjármű és kis haszongépjármű motorkonstrukcióknál szinte lehetetlen. Azoknál a haszongépjármű motoroknál, ahol nincs zárt a kartergázszellőztetés mód nyílik a mérésre. A kartergázmérés ajánlott motorfelújító üzemekben a motor végátvételi ellenőrzésénél, ajánlott továbbá motorféktermi tartampróbák során, ahol egy hirtelen bekövetkező gyűrűövi sérülés azonnal detektálható, illetve minden olyan mérésnél, például olajfogyasztás mérésnél, ahol a kartergáz mennyisége, alakulása meghatározó szerepet játszik. A kartergázmérést célszerű görgős járműfékpadi terheléssel végezni, egy célszerűen kiválasztott fordulatszám-keréktejesítmény beállítási adatpárnál (v = állandó karakterisztika mentén). Az adott járműtípus bejáratott egyedeinek mérésével lehet referenciaadatokat gyűjteni. Az üzemeltetői gyakorlat szerint a névleges kartergáz-mennyiség 3,0-4,5-szeresénél válik szükségessé a motor felújítása. A megnövekedett kartergáz mennyiségét a turbótöltő középrész hibája is okozhatja. Nagyszokolyai Iván, KEFO

34 34 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 3.2. ábra: Két turbótöltött dízelmotor kartergáz kibocsátása (dm 3 /min) az üzemidő (óra) függvényében (felső diagram: V8 henger, 2400 min -1, teljes motorterhelés, p e = 9 bar; alsó diagram: 6 henger, 2100 min -1, teljes terhelés, p e = 10,4 bar) [Forrás: AVL] A kartergázmérés egyik lehetséges mérőeszköze a lebegőtestes áramlásmérő (rotaméter). A mérendő mennyiség a közeg térfogatárama; a belső kitérítő erő az áramlás következtében az úszón keletkező nyomásesésből származik. Az ezt kiegyensúlyozó erő az úszó közegben mért súlyereje. Mivel ez állandó, a közegáramtól függő nyomásesés sem változik. Nagyobb közegáram esetén az úszónak nagyobb átfolyási keresztmetszetet kell nyitnia, vagyis a bővülő csőben magasabbra kell emelkednie. Ily módon az úszó magassági helyzete a közegáram függvénye. A mérőeszköz legfontosabb része az úszó, vagy lebegőtest. Az úszó geometriai kialakításától függenek a mérőeszköz legfontosabb áramlástani jellemzői, úgymint viszkozitás érzékenység, nyomásesés, instabilitás. A rotaméter elvi ábráját a 3.3. ábrán láthatjuk. A mérőberendezés által okozott ellennyomás ajánlott maximális értéke 5 vízoszlop mm (!), méréshatára: 0,1 2,2 dm 3 /s. Nagyszokolyai Iván, KEFO

35 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra: Rotaméter, a lebegőtest golyó vagy ún. bomba alakú úszó, az úszó billegését megakadályozandó tengelye körül a gázáram hatására, a paláston perdítő bemetszések révén forgómozgást végez A nyomásveszteség-mérés A nyomásveszteség-mérés eljárása a hengertérből kiáramló levegő elszökésének mértékét tárja fel. Ha a megengedettnél lényegesen több levegő távozik a hengertérből, akkor a hengerteret határoló fojtások valamelyike nagyon lecsökkent, magyarul valamelyik tömítés kifúj. Megtörténhet ez például akkor, ha egy szelep nem zár tökéletesen, vagy ha egy gyűrű eltörött vagy besült. Ha kiáramló levegő mennyisége csak kismértékben több mint a megengedett, akkor például a gyűrű-gyűrűhorony-hengerfal alkatrészcsoport kopása már előrehaladott állapotú. A vizsgálathoz a hengertérbe folyamatosan nyomunk be levegőt. A levegőt műhelykompreszszor szolgáltatja tápnyomás értéken. Célszerű, hogy ez 4 6 bar legyen. A táplevegő nyomását a nyomásveszteség-mérő nyomásszabályzója általában 2 bar állandó értékű túlnyomásra szabályozza. Ez az érték a műszeren beállítandó. A levegő a műszerben lévő ún. etalonfojtáson átáramolva flexibilis csövön keresztül jut a hengertérbe, vagy a gyertyanyíláson vagy az izzógyertya furaton keresztül (3.4. ábra). A műszer nyomásmérője a hengertérben uralkodó nyomást mutatja. Nagyszokolyai Iván, KEFO

36 36 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 3.4. ábra Amennyiben a hengertér teljesen tömített lenne, akkor nem alakul ki levegőáramlás, így a műszer a szabályozott (2 bar) nyomást fogja mutatni. A nyomásszabályzó által beállított p 1 nyomás az atmoszférikus nyomásszintre két sorbakapcsolt fojtáson, az etalon fojtáson és a párhuzamosan kapcsolt fojtások eredőjeként kialakuló motorfojtáson, azok fojtásának arányában esik. A közöttük elhelyezett nyomásmérő segítségével a nyomásmegoszlásról, s ezzel közvetve a fojtásarányról tudunk tájékozódni. Δpe = p1 p és Δpm = p p0 Δp e + Δp m = p 1 p 0 = állandó Az etalon fúvóka előtti nyomás (p 1 ) állandó, a mögötte kialakuló érték (p) a motorfojtástól függően alakul. A fúvókán átáramló levegő tömege a ØE karakterisztika szerint változik. A kritikus nyomásviszony érték alatt, mely levegőre p/p 0 = 0,53 a tömegáram állandósul. Ez a nyomásveszteség-mérő kialakításánál azt jelenti, hogy a hengertér p = 0,159 MPa értéknél kisebb bármely nyomása esetén az etalon fúvókán átáramló levegőtömeg az idő függvényében állandósul (3.5. ábra) ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

37 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 37 A motorfojtás nyomásviszonya az előbbivel éppen ellentétesen alakul. A fojtás utáni környezeti nyomás állandó. A fojtás előtti, azaz a hengertér gáznyomása a csak elvileg létező végtelen fojtás esetén kialakuló szabályozott (p 1 = 0,3 MPa) értéktől a környezeti nyomásig (példánkban p 0 = 0,1 MPa) változhat. A motorfojtáson átáramló levegő tömeget az m = α A K p (kg/s) összefüggés írja le, ahol: α.- a fojtás átfolyási tényezője, A - a fojtás keresztmetszete, K - a nyomásviszonytól függő arányossági tényező, p a fojtás előtt kialakuló gáznyomás. Az átömlő levegő tömegét a kritikus nyomásviszony elérése után (p = 0,188 MPa felett) csak a p nyomásérték határozza meg, ezért ebben a tartományban ØM karakterisztika lineáris. Az α A szorzat növekedésével (csökkenő fojtás) természetesen növekszik a levegő tömegárama is. Példánkban a ØM1 motorfojtás nagyobb, mint a ØM3. A karakterisztikák metszéspontjában, a munkapontban kialakuló hengertéri nyomásérték a motorfojtáson eső nyomás (Δp m ), míg a szabályozott érték és a pillanatnyi érték különbsége (p 1 -p) az etalon fojtáson eső nyomás. Minél nagyobb a mutatott nyomásérték, annál "jobb" a motorfojtás, azaz annál kisebbek a henger-dugattyú-szelep csoport kopását jellemző rések. A nyomásmérőre általában fordított, százalékos skálát készítenek, amelynél 0% a 0,3 MPahoz és a 100 a 0,1 MPa-hoz, azaz a környezeti nyomáshoz tartozó mutatóhelyzetet jelöli. Példaként egy haszongépjármű dízelmotoron mért 2,3 MPa kompresszió csúcsnyomás, mint alsó határérték, megfeleltethető 60%-os nyomásveszteség-értéknek a dugattyú megadott helyzetében. Most nézzük a másik esetet, ha a hengerben például az egyik szelep nyitva van a vizsgálatnál. Természetes, hogy a hengertérből azonnal elszökik a levegő, a hengertér nyomása közel lesz a környezeti nyomáshoz. A (túl)nyomásmérő műszernek tehát közel nullát kell mutatnia. Mindebből látjuk, hogy a valós mérési eredmény e két szélső érték között lesz. Levegő mindenképpen szökik a gyűrűk mellett a hengerből, tehát 2 bar nyomás nem alakulhat ki. Mivel az etalon- és a motor-fojtások sorba vannak kötve, a műszer nyomásmérője a két fojtás arányának megfelelő értékre fog beállni 0 és 2 bar között (3.6. ábra). Az etalonfojtás állandó értékű, így a kijelzés csak a motorfojtás pillanatnyi értékétől fog függeni ábra: A nyomásveszteségmérő kijelzőjén a sorbakapcsolt fojtások nyomásesésének értelmezése Nagyszokolyai Iván, KEFO

38 38 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Tehát minél jobb (nagyobb) a motorfojtás, a kijelzés annál közelebb lesz a 2 bar értékhez. A nyomásmérőn (egyes típusoknál) százalékos beosztást is találunk. A 2 bar-hoz 0% tartozik, mondván a veszteség (levegő szökés) nulla, míg a 0 bar-nál 100% van feltüntetve, mert ekkor minden levegő elszökik. A mérés végrehajtása és kiértékelése Miután beállítottuk a szabályozott mérési alapnyomást és csatlakoztattuk a vizsgálandó hengerhez a flexibilis csövet, a hengertérbe a levegőbetáplálás megkezdődik. Az első, vagy referencia mérési pontot forgásirányba forgatott motornál, a kompresszió ütem elején vegyük fel, ott, ahol már szívó- és kipufogószelepek bezártak. Várhatóan itt a legkisebb a hengerkopás, tehát itt a legtömítettebb a motor. Amennyiben már itt nagy veszteséget állapítunk meg, akkor valószínűleg nem megengedett fojtást találtunk (pl. szelepzárási hiba) stb. A levegő szivárgásának a helyét fonendoszkóppal próbáljuk megtalálni esetleg a szívócsőben, a kipufogócsőben, vagy a karterben. A vizsgálatot mindig rögzített (megállított) főtengelyhelyzetben végezzük el. A forgásirányban forgatva utasítás azért fontos, hogy a gyűrűk normál helyzetükben feküdjenek a horonyban. Egy kismértékű visszaforgatásnál is már megbillenhetnek, és így tömítőképességük, fojtásuk lecsökkenhet. A minősítő mérést, a többi hengerrel összehasonlító mérést forgásirányban véve a felső holtpont előtt megállított dugattyú-helyzetben kell elvégezni. Ne a felső holtpontban mérjünk, mert ott a dugattyú megbillent helyzetben lehet, ez pedig lecsökkentheti a tömítettséget (3.7. ábra) ábra: A nyomásveszteség alakulása a forgattyúhelyzet függvényében Az FHP környezetében, a dugattyú oldalváltás miatt, a nyomásveszteség nagy szórást mutat. A hengerkopások, így az olajfogyasztás okának feltérképezése céljából lehetőség van arra is, hogy a mérést az alsó holtponttól (a szívószelep zárásától) a felső holtpont felé haladva több ponton is elvégezzük. (A kompresszió-mérés a hibafeltárásnál megtévesztő is lehet, mert az indítómotorral forgatott motornál a gyűrűövbe felhordott olaj jó tömítést eredményez. Ezzel szemben a nyomásveszteség-mérésnél az eltávozó levegő, a gyűrűövből az ott összegyűlt olajat kihordja, kifújja.) Nagyszokolyai Iván, KEFO

39 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 39 Állapothatárok Valóban ezek a diagnosztika legfontosabb kérdései, de sajnos erre egyértelmű választ a gyárak nem adnak meg. Mivel azonban elsősorban a durva hibák kiszűrése, a hengerenkénti öszszehasonlítás, illetve egy hengerben, a löket mentén történő veszteség (tömítettség) változás megállapítás a célunk, így alapértéket magunk képezhetünk. Az AHP utáni azon lökethelyzetben, ahol már a szelepek zárnak, vegyük fel a tömítettségi adatot, legyen ez, az adott motorra nézve, a referencia-érték. A veszteség százalékos értéke azonban hengerfurat-függő is! Az természetes, hiszen nagyobb hengerfurat-átmérő esetén nagyobb lesz a jó állapotnak megfelelő szivárgási veszteség, mivel a nagyobb a hengerkerület mentén, jó műszaki állapotban is több levegő szökik meg. Ezért itt, jó állapotban, nagyobb százalékos nyomásesés engedhető meg (3.8. ábra) ábra: A nyomásveszteség a hengerátmérők függvényében, paraméter az etelonfúvóka átmérője Ezzel indokolható, hogy a mérés kiértékelése hengerfurat-intervallumok szerint történik. Az alábbi táblázat (3.1. táblázat) iránymutatás szinten némi segítséget ad a kiértékeléshez. Hengerátmérő mm Jó % Még elfogadható % Hibás % ,5 7, , , ,5 12,6 32,5 32, , , , táblázat Nagyobb hengerátmérőjű motoroknál, pl. 100 mm-es vagy annál nagyobb furatú haszongépjármű motoroknál, lehetséges, hogy a 2 bar levegőnyomás elfordítja a motort, ekkor gondoskodjunk a főtengely rögzítéséről. Ha a hengerben rendellenesen nagy nyomásveszteséget észlelünk (nagy veszteséget mutat a nyomásmérő műszer), akkor a szivárgás helyének jobb észlelése érdekében célszerű megnövelni a szabályozott levegőnyomást, hogy ennek következtében hallással jobban azonosítani tudjuk a szivárgás helyét. Nagyszokolyai Iván, KEFO

40 40 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Sűrítési csúcsnyomás-mérés A sűrítési vagy kompresszió csúcsnyomás (vagy végnyomás) mérés a hengertömítettség megállapításának a belső égésű motorokkal egyidős mérési módszere, melyet a gyártók mind a mai napig ajánlanak és határérték adatot adnak meg. A hengertérben kialakuló sűrítési csúcsnyomást az indítómotorral forgatott üzemállapotban mérjük. A nyomásmérőt a hengertérhez szikragyújtású motornál a gyújtógyertya helyére, dízelmotornál vagy a porlasztó, vagy az izzógyertya helyére csatlakoztatjuk. A nyomásmérő mérőműve lehet mechanikus (rugóterhelésű dugattyús vagy membrános), vagy elektronikus jeladójú. A dugattyús mérőmű gáztere visszacsapó szeleppel csatlakozik a hengertérhez (3.9. ábra), így annak feltöltődése, a sűrítési végnyomás értékére való beállása több motorfordulat után következik be. A nyomás kijelzése a mérődugattyúhoz kötött, így a dugattyú elmozdulásával arányos kitérésű karos írótüskével, mérőlapra (3.10. ábra) írással (karcolással) történik ábra: 1 mérőlap, 2 írókar, 3 tekercsrugó, 4 dugattyú, 5 gumi csatlakozó tömítés a gyertyafurathoz, 6 visszacsapó szelep ábra A sűrítési végnyomás értékét az alábbi tényezők határozzák meg: - a motor kompresszióviszonya, - a hengerteret határoló elemek műszaki állapota, a hengerkopás mértéke, Nagyszokolyai Iván, KEFO

41 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 41 - a motor fordulatszáma (az indítómotorral elért fordulatszám), - a hengertér levegőfeltöltése, - a motor hőmérséklete. Fontos, hogy a mérést a motor műszaki állapotától függetlenül - befolyásoló tényezőket a mérési előírásnak megfelelő értéken tartsunk, hogy ne ezek torzítsák a mérési értéket. A hengerfeltöltést a fojtószelep teljes nyitásával érjük el. A fordulatszám megkívánt legkisebb értékének elérését kellően feltöltött akkumulátorral vagy bikázott akkumulátorral működtetett indítómotorral, a nem vizsgált hengerek kinyitásával (gyertyák kivétele) érjük el. A fordulatszám mérés eredményt befolyásoló hatását a ábra mutatja ábra A motor hőállapota legyen a gyártói előírásoknak megfelelő. A 3.2. táblázat haszongépjármű dízelmotorok példáján mutatja be a jellegzetes értékeket. A hengerek közötti nyomáseltérést is behatárolják. A ábra erre utal. A jó és a még megfelelő tartományba eső mérési értékek ellenére is lehet nem megfelelő minősítésű a motor. A hengerek közötti nyomáseltérés alapjáraton okoz járásegyenlőtlenséget, melyet ugyan a korszerű, elektronikus irányítású motoroknál a dózisszabályozás bizonyos mértékig ki tud egyenlíteni, de az eltérés a motor mechanikai állapotának kezdődő rendellenességére utalhat. A gyári adat reprodukálását az előírt műszer használata megkívánja. (Egyes műszerek csak a hengerek közötti csúcsnyomás értékek összehasonlítására alkalmasak, abszolút mérésre nem!) Jellemző RÁBA-MAN D2156 HM6U TATRA 912 SKODA 706 RT Vizsgálati fordulatszám min. érték [min-1] Sűrítési csúcsnyomás [MPa] Jó állapot 2,7 felett 3,2 felett 2,8 3,1 Még megfelelő 2,3 2,7 3,2 2,6 2,8 2,4 Nagyszokolyai Iván, KEFO

42 42 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Javítás szükséges 2,3 alatt 2,6 alatt 2,4 alatt Megengedett nyomáseltérés a hengerek között 0,2 0,3 0,2 Motor hőállapot üzemmeleg hideg hideg Ajánlott nyomásmérő - KN 1125 KN táblázat ábra A kompressziómérés nehézségét ma a hengertérhez csatlakoztatás jelenti. Nem kis feladat a dízelmotorok adagolóporlasztóját vagy CR injektorát kiszerelni, és szinte lehetetlen az izzógyertyákat a sérülés veszélye nélkül eltávolítani. A gyújtógyertya furathoz sem könnyű hozzáférni a hengerenkénti gyújtás gyújtótrafójának kiszerelési nehézsége vagy egyszerűen csak a motortérben való nehéz hozzáférés miatt. A csatlakoztatásokhoz is motor-specifikus adapterek szükségesek (3.13. ábra). Nagyszokolyai Iván, KEFO

43 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra Az elektronikus jeladó csatlakoztatása nem jelent szerelési könnyebbséget. Előnyét mérési pontossága és a későbbi adattárolás adja. A VW csoport sűrítési végnyomás-mérő elektronikus jeladójú műszerét a 3.14/a és a 3.14/b ábrákon vehetjük szemügyre. A kompresszió csúcsnyomásmérés napjainkban egyre nagyobb jelentőséggel bír. Korábban a dízelmotorok kompresszióviszony értékét, a biztos hidegindítás miatt, 1:20 feletti értékre állították be. E kompresszió létrehozta csúcsnyomás mind az indíthatóságban, mind a melegüzemben nagy tartalékkal bírt. A motor biztos üzeméhez ekkora érték nem is szükséges. Napjainkban az izzító-rendszerek lehetővé teszik, hogy a súrlódáscsökkentés és a feltöltés miatt csökkentsék a kompresszió-viszonyt, nagy átlagban 1:16,5 körüli értékre. Ezzel a kompresszióértékkel azonban a kompresszió végnyomás már alsó határértéken van. Ha a csúcsnyomás rendellenesség miatt tovább csökken, a motor lehet, hogy üzemképtelen lesz. A hibafeltáráshoz így nélkülözhetetlen a pontos sűrítési csúcsnyomás mérés. A korszerű, közvetlen befecskendezésű Otto-motorok kompresszióviszonya nagyobb, mint a korábbi motorgenerációké. A sűrítési végnyomás előírásos értéke a kedvező fogyasztás egyik alapfeltétele. Így tehát itt is szükséges az állapotvizsgálatnál a kompresszió-mérés. Nagyszokolyai Iván, KEFO

44 44 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 3.14/a ábra 3.14/b ábra Hengerfejtömítés gázáteresztés vizsgálat A hengerfejtömítés mellett a hengertérből a tömítésre ható nem kellő összeszorító erő vagy a tömítés átégése miatt, gáz áramolhat ki. A gáz folyadékhűtésű motornál a hűtőfolyadékba kerül. A gázt a folyadék magával sodorja (gáztranszmisszió) és az a kiegyenlítő tartályban a folyadékból kiválik. A kiegyenlítő tartály feletti levegő összetétele megváltozik, mely kellően érzékeny gázelemzővel vagy elszíneződő kémiai reagenssel kimutatható. A gázelemzésnél szénhidrogén komponens koncentrációt mérnek, a kémiai reagens pedig a folyadékon átszívott kiegyenlítő tartály levegőben a szénmonoxid vagy a széndioxid koncentráció növekményét mutatja ki. A ábra a kémiai reagens anyagot tartalmazó fiola elhelyezését mutatja. A készülék egyben a hűtőrendszer tömítettség-vizsgálatának eszköze is ábra A gázátfújás vizsgálathoz a motort terhelt üzemben kell járatni, célszerűen görgős járműfékpadon. Ha ez nem lehetséges, akkor néhányszor, közel teljes terhelésű szabadgyorsí- Nagyszokolyai Iván, KEFO

45 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 45 táson kell átvinni, hogy az ekkor kialakuló nagy hengertéri nyomás terhelje a hengerfejtömítést. A vizsgálat jelentősége napjainkban szintén fokozott jelentőséggel bír, mert a motorok égési csúcsnyomása a korábbi motorgenerációkhoz képest 25 40%-kal megnőtt Hengerüzem összehasonlító mérések A hengerüzem összehasonlító mérések (hengerteljesítmény különbségmérés) célja, hogy a többhengerű motorok hengerenkénti munkáját, azok azonossága alapján vessük össze. Azzal, hogy kimutattuk, hogy a motornak átlagtól eltérő üzemű hengerei vannak, kijelöljük a vizsgálatok további irányát. A hengerüzem összehasonlító vizsgálatok többségükben szelektív vizsgálatok, velük tehát a jó és a nem megfelelő állapotot tudjuk szétválasztani. Ezt mélydiagnosztikai vizsgálatoknak kell követniük, hogy a hiba helyét és fajtáját is meg tudjuk állapítani. Az összehasonlítás céljára külső forgatású és melegüzemű motortól származó információk szolgálnak. (A motorgyártók többsége ma már nem végez mindendarabos melegüzemű motorjáratást a végellenőrzésnél, hideg, külsőforgatású üzem során nyer minősítő paramétereket a motor mechanikai állapotáról, tömítettségről, nyomásokról stb.) A hengerüzem összehasonlításhoz szükséges hengerüzem jellemző lehet relatív vagy abszolút. A relatív százalékos eltérésértéket adva, csak az egyenlőtlenségre mutat rá. Az abszolút az adott henger által kifejtett munka értékét is megadja. A relatív módszer nem biztos, hogy az átlagtól eltérő hengert azonosítja. Ez még nem értékteleníti a módszert, hiszen csak az volt vele a célunk, hogy az egyenlőtlenség tényét gyors eljárással feltárjuk Külső hajtású mérések A külső hajtás vagy hidegforgatás a motordiagnosztikában a motor indítómotorjával forgatott állapotát jelenti. A motor beindulását ilyenkor meg kell akadályozni, mely Otto- és dízelmotornál egyaránt a befecskendezés megszüntetését (Otto-motornál nem a gyújtásét!) jelenti. Az indítómotorral forgatott állapot egyrészről a hengertömítettséggel, a szívó és kipufogó oldali áramlási viszonyokkal összefüggő vizsgálatokra ad lehetőséget, másrészről az akkumulátor és az indítómotor áramkörének terheléses vizsgálatát teszi lehetővé Relatív kompressziómérés A korábban taglalt kompressziómérés elvégzésének nehézségei miatt célszerű egy szelektív, gyors méréssel kimutatni azt, hogy van-e az átlagtól eltérő, kisebb kompresszió végnyomású henger a motor hengerei között. Erre a célra szolgál a relatív, elektronikus kompressziómérés, mely a hengertömítettség állapotát a kompresszió munkán keresztül értékeli. A hengerenkénti sűrítési munkák egybevetése a hengertömítettség eltérésre utaló információt szolgáltat. Az eljárás az indítómotorral forgatott főtengely forgatási munkáját figyeli az indítómotor villamos teljesítményfelvételén keresztül. A mérés során a motor beindulását meggátoljuk, célszerűen a tüzelőanyag bejuttatás letiltásával. A motor körbeforgatása változó munkaigényű, kiemelten azért, mert a hengereket a kompresszió-ütemen át kell vinni. A kompressziómunka a sűrítéstől (a kompresszióviszonytól) függ. A henger tömítetlensége a kompressziómunkát csökkenti. Az indítómotor teljesítményfelvételét, annak lefolyását a főtengelyelfordulás függvényében a kompresszió és expanzió ütemeken való átforgatás ellenállása (munkaigénye) határozza meg. Ennek jellegzetes lefolyását a ábra mutatja. Nagyszokolyai Iván, KEFO

46 46 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A legnagyobb forgatónyomatékot a sűrítési ütemben, az FHP előtt (a forgattyúkar, hajtórúd egymásra merőleges helyzetében) kell az indítómotornak bevinnie. Az FHP-ban a forgatáshoz csak a súrlódási ellenállásnak megfelelő nyomaték szükséges. A forgatónyomaték idő- vagy főtengely-elfordulás függvénye szolgáltat alapot az egybevetésre (3.17. ábra) ábra A kompresszió-mérés diagnosztikai jellemzője a sűrítési végnyomás értéke, így ez a módszer ezt csak közvetve elégíti ki. A ábra segítségével kimutatható, hogy közvetlen kapcsolat teremthető a sűrítési ütemben a forgatás maximális nyomatéka és a sűrítési végnyomás között. A ábra p-v diagramján bejelölhető, hogy a löket mentén a kompresszió ütemben a maximális forgatási nyomatékigény hol lép fel. Nagyszokolyai Iván, KEFO

47 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra A mérés jelforrása lehet az akkumulátor kapocsfeszültség-változása (feszültségesés a növekvő villamos teljesítmény felvételnél feszültség-drop ), vagy az akkumulátor áramfelvétel (3.19. ábra) változása (növekvő áramfelvétel növekvő villamos teljesítmény felvételnél). A feszültségjelet az akkumulátor pólusairól lehet levenni és a DC szintről le kell választani a változó feszültségváltozást. Az egyenárammérő fogó segítségével pedig az akkumulátor testkábelén célszerű mérni. A főtengely szögsebesség-változás függvénye is leírja a folyamatot (3.19. ábra felső kép) ábra A lehetséges jelforrásokat, jelkezelést foglalja össze a ábra. A jelregisztrálás régebben szalagra történt, a jelhullámokat azok csúcstól csúcsig vett középértékével azonosítottuk, és ezeket vetettük össze százalékosan. A jelek a motor gyújtási sorrendjében követik egymást. Célszerű több ciklusból átlagot képezni. Napjainkban az elektronikus kompressziómérés a Nagyszokolyai Iván, KEFO

48 48 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA diagnosztikai motor-teszterek egyik szolgáltatása, melynél a jelkiértékelést szoftveresen végzik ábra A képi megjelenítés azonban továbbra is célszerű, mert a jelalakokból további következtetések vonhatóak le (3.21. ábra) ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

49 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra A kiértékelés adata %-os eltérés vagy a legjobb (legnagyobb teljesítmény (áram) felvételű) hengerhez, vagy az átlaghoz képest (3.22. és ábrák) ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

50 50 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A hengerazonosítás is megoldható. Jelforrás lehet: a gyújtás szekunder csúcsfeszültsége, mely eleve hengerhez rendelt, vagy a vezértengely hengerazonosító jele. A diagnosztikai próbapadok, motorteszterek a hengerazonosító jelet a diagnosztikai csatlakozón keresztül nyerik. A mérési eredményt két dolog torzíthatja: az indítómotor, illetve annak hajtáskapcsolati hibája és az eltérő tömítettségű hengerek egymásra hatása. Az első torzító hatás a lendítőkerék fogaskoszorú és az indítómotor fogaskerék kapcsolati hibájának következménye (ovalitás, szorulás, fogkapcsolódási hiba), mely az áramfelvételt befolyásolja. Ezek a hibák az áramdiagramból szemrevételezéssel, azonnal észrevehetők. Nagyobb az eltérő teljesítményfelvételű hengernek a követő henger teljesítményfelvételére gyakorolt jeltorzító hatása. Annak a hengernek, mely a jó műszaki állapotnak megfelelő tömítettségéből már vesztett, kisebb a sűrítési munkája és így az expanziós munkája (mint légrugó kirugózás ) is. A motor főtengelyének szögsebessége ilyen állapotú henger átforgatása után csökken. A következő henger átforgatásához mivel az indítómotor igyekszik tartani a fordulatszámot -, nagyobb teljesítmény szükséges, mint azt a henger sűrítési munkája megkívánná. A mért jellemzőre ezt lefordítva azt jelenti, hogy nagyobb lesz az áramfelvétel, mely ennek a hengernek a valóságosnál jobb kompressziójára fog utalni. A torzító hatás szoftveresen - jelsorozat egyéb jellemzőinek számbavételével korrigálható Gázlengésmérés Kipufogógáz gázlengés mérés. A motor ciklikus üzeme a kipufogórendszerben gázlengést gerjeszt. Indítómotorral forgatott állapotban, teljes fojtószelepnyitás mellett (e-gáznál a nyitási feltételeket meg kell vizsgálni) a nyomáslengés a kipufogócső végén mérhető. [Forrás: Pico Technology FirstLook Sensor] A mérőjeladót (3.24. ábra) a kipufogócső végéhez csatlakoztatjuk, a nyomáselvé-teli csövet a kipufogócsőbe betolva (3.25. ábra). A nyomásváltozást oszcilloszkópon jelenítjük meg ábra ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

51 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 51 A nyomáslefutásból következtethetünk a hengerek töltetcsere szempontjából egyenletes vagy egyenlőtlen működésére. A ábra jellegzetes, hibátlan állapotot tükröző 4 hengerű motor hidegforgatásnál felvett kipufogócső gázlengés oszcillogramját mutatja. A kiértékelés alapjául a jellefutás periodikus, szakaszonként azonosan ismétlődő jellege szolgál (lásd a ábra jelölt szakaszait). A rendellenességekre vagy a jel helyi és pillanatnyi torzulása, vagy egy szakasz (ciklus) többi szakasztól való állandó eltérése mutat ábra Szívólevegő gázlengés mérés. A nyomáslengés vizsgálat a szívórendszerben is elvégezhető. Szívóoldalon a szelepvezérlés rendellenességeire (szelepzárás, szelepnyitás) markáns jeltorzulások utalnak. A változtatható paraméterű szelepvezérlés állítási hibái így kimutathatóak. Egy jellegzetes jelsorozatot mutat a ábra. A kiértékelésre az előbb elmondottak érvényesek ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

52 52 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A szívó- és kipufogóoldali gázlengések üresjáratban üzemelő motornál is mérhetőek. Így ez a méréstechnika átvezet a következő fejezetbe, a melegüzemi hengerüzem összehasonlító mérésekhez. Két példát azonban itt mutatunk be. A ábra kipufogószelep emelési rendellenességre utaló jelet mutat a motor üresjárati, 1120 min -1 fordulatszámán. A ábra dízelmotor alapjárati motorüzemében a kipufogógáz nyomáslengés oszcillogramját ábrázolja, ahol is egy hengerben nincs befecskendezés. Mindkét esetben a jó műszaki állapotnak megfelelő jellefutás torzul, ez utal hibára. A jel deformációja alapján rendellenes, tovább vizsgálandó diagnózis állítható fel ábra ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

53 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA Motorüzemi henger-összehasonlító mérések A belső égésű motor hengereinek (azonos feltételek melletti) mindenkori azonos működése, azonos teljesítmény leadása műszaki alapállapot. (Kismértékű eltérések a hengerek üzeme között hőállapot (hűtési) különbözőségből, áramlástechnikai okokra visszavezethető feltöltési eltérésből lehetségesek.) A névleges hengerüzem állapottól való eltérés, melynek következménye a járásegyenlőtlenség, azaz egyes hengerek kisebb teljesítménye, munkája az alábbi fő okokra vezethető vissza: - kisebb sűrítési végnyomás (hengertömítettség csökkenés, szelepzárás stb.), - kisebb frisslevegő töltet (szelepemelés csökkenés, vezérlési probléma a változtatható vezérléseknél, szívócsatornában, szívószelep háton lerakodások), - névlegestől eltérő tüzelőanyag dózis, - nem a tervezett intenzitású hengertöltet mozgás, - porlasztási rendellenesség (dízel- és közvetlen befecskendezésű Otto-motor), - gyújtási probléma (gyújtási energia, egyedi előgyújtás). A járásegyenlőtlenségnél az egyes hengerek üzeme közötti eltérést a fenti tényezők közül valamelyik vagy egyszerre több is okozhatja. A mérés az okokra nézve nem szelektív. Ezen vizsgálatok körébe tartozó vizsgálatok közül tárgyaljuk az - üresjárati járásegyenlőtlenség mérést, - az üresjárati henger-lekapcsolás mérést, - a terheléses instacioner és stacioner hengerteljesítmény mérést Üresjárati járásegyenlőtlenség vizsgálatok Hengerenkénti fordulatszám-mérés. A motor alapjáratán vagy emelt fordulatú üresjáratán (állandó fordulaton) a főtengely szögsebesség változásából következtethetünk az egyes hengerek munkaütemeinek különbségére. Amennyiben azonosítani tudunk hengerenként, a munkaütemben egy meghatározott, 90 º és 180 º főtengely szögtartományt, és mérjük annak befutásához tartozó időt, akkor jellemző mérőszámot kapunk az adott henger expanziós munkájáról. Ezeket az időket hengerenként kinyerve, majd összehasonlítva járásegyenlőtlenségi adathoz jutunk. Például átlagot képezve attól az egyes hengerek %-os eltérése képezhető. Az adott szögtartomány befutásának időadatból ún. hengerenkénti fordulatszám is képezhető. Így lehetséges egy többhengerű motornak egy üzemállapotban hengerenkénti fordulatszám értékei vannak. Az a henger erős, amelyik a legnagyobb egyedi fordulatszámú. A mérés történhet külső (off-board) diagnosztikával, amikor is a jeleket a gyújtás szekunder köréből nyerjük, vagy a főtengely jeladótól, vagy a vezértengely jeladótól. A jelfeldolgozás a fogidő idősorával, illetve frekvencia analízissel lehetséges. Az elektronikusan irányított motorok eleve figyelik a járásegyenlőtlenséget és az egyenlőtlenség csökkentése érdekében beavatkoznak. Ez Otto-motornál az előgyújtás és a dózis változtatásával, dízelmotornál a dózis változtatásával, illetve a befecskendezés időzítés módosításával lehetséges. A hengerenkénti korrekció mértékét (dóziseltérést) a mérési adatblokkokból tudjuk kiolvasni. Ez önmagában diagnosztikai értékű információ. Korrigáló rendszernél a járásegyenlőtlenség mérésnek csak akkor van értelme, ha utasítani tudjuk a motorirányító egységet, hogy a korrekciót a mérés idejére tiltsa le Hengerüzem lekapcsolási eljárások A belső égésű motor üzeme során - üresjáratban vagy terhelt állapotban - ha egy henger melegüzemét lekapcsoljuk (megszüntetjük a tüzelőanyag befecskendezést), akkor a motor többi hengere, a lekapcsolt hengert vonszolva, tovább is üzemben tartja a motort. Nagyszokolyai Iván, KEFO

54 54 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Először az üresjárati vizsgálatokkal foglalkozunk. Karburátoros motorok (Az old- és youngtimer gépjárművekre való tekintettel, mert ezen kategóriák karbantartása, diagnosztikája ma nagy (üzleti) jelentőséggel bír.) A motor üresjáratában (alapjáraton, emelt fordulatszámon) a fojtószelepen kialakuló nyomásesés a kritikus értéket meghaladja, így a fordulatszámtól függetlenül tömegáram állandóság alakul ki. Ez eredményezi a motor alapjárati, illetve növelt fojtószelep állás mellett beálló emelt fordulatszámú üresjárati üzemének stabilitását. Egy állandó fojtószelep helyzetben, a tömegáram állandóság miatt alakul az indikált munka (w i1 ) meredeken eső jelleggel (3.30. ábra). A súrlódási munka (w m1 ) karakterisztikájával való metszéspontja stabil munkapontot (M1) ad, tehát stabil fordulatszámot. Ha egy henger gyújtása megszüntetésével vonszolt állapotba kerül, csökken a motor indikált munkája (w i ), de fordulatszámesés után ismét stabil munkapontot ad (M2). A fordulatszám visszaesés nagysága a motormunkával arányos. Minél nagyobb egy henger melegüzemének lekapcsolása után a fordulatszám csökkenés, annál nagyobb volt az indikált munkája. Ha a hengerek egyenkénti lekapcsolása után mért fordulatszám visszaesés azonos értékű, akkor a motor hengerei azonos indikált munkát végeznek. Ha egy henger gyújtáslevétele (gyertyapipa lehúzása) után nincs fordulatszám csökkenés, akkor az a henger nem szolgáltatott munkát. A korábbi motorteszterek a hengerenkénti gyújtáslevételt automatikusan elvégezték, regisztrálva a fordulatszámesés értékeit ábra Elektronikusan irányított (keverékösszetétel szabályozású) motorok. Az elektronikusan irányított, hengerenkénti benzinbefecskendezésű motoroknál ez a vizsgálat - katalizátorvédelmi okok miatt - gyújtáslevétellel nem hajtható végre. A hengerenkénti befecskendezés lekapcsolás pedig a lambdaszabályozást akasztja ki. EDC dízelmotorok. EDC dízelmotoroknál a regulátoros szabályozás egy henger tüzelőanyag befecskendezésekor, azonos gázpedálállásnál a fordulatszámot állandósítani igyekszik. Egy vonszolt henger esetén a többi henger dózisát növeli meg. A lekapcsolt henger munkáját a Nagyszokolyai Iván, KEFO

55 3. A BELSŐ ÉGÉSŰ MOTOROK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 55 dózisnövekménnyel ítélhetjük meg. A dózisváltozást a soros diagnosztika adatblokkjából olvassuk ki. Haszongépjármű dízelmotoroknál egyes gyártók diagnosztikai programjukban ezt a módszert felkínálják. A motor emelt üresjárati fordulatszámon egyenként elvégzi a hengerlekapcsolást, a fordulatszámot állandósítja, és a dózisnövekményt kijelzi. Amelyik henger lekapcsolása után a legnagyobb dózisnövekedés állt be, az a henger szolgáltatta a legtöbb munkát. Terhelt motor hengerüzem lekapcsolás (hengerteljesítmény különbségmérés). Hasonlóan hengerüzem összehasonlítási célt szolgál egyes gyártóknál a szabadgyorsítás mérés. A motor diagnosztikai programja ezt is automatikusan futtatja le. A gépjárműbe épített motort, a váltó üres helyzetében alapjáratról teljes terheléssel (teljes töltéssel vagy meghatározott töltéskivezérléssel) a leszabályozási fordulatszámig gyorsítja, miközben egy meghatározott fordulatszám ablakon az átfutás idejét méri (pl min -1 elérésétől 1800 min -1 fordulat eléréséig). Ez a diagnosztikai szabadgyorsítási bázisidő. A gyártók általában vonakodnak ezt az adatot megadni, mert ezt számos külső körülmény befolyásolja (például a pillanatnyi légköri állapotjellemzők, motor- és motorolaj-hőmérséklet, tüzelőanyag minőség), így a névleges érték reprodukciója üzemi körülmények között szinte lehetetlen. Összehasonlító mérésre azonban az eljárás megfelelő. Ezek után egy henger melegüzemét lekapcsolja és elvégzi a szabadgyorsítást, megmérve az előbbi fordulatszám intervallum átfutás idejét. Ezt valamennyi henger egymás utáni lekapcsolásakor elvégzi, illetve megméri. A lekapcsolt hengerekhez tartozó időadatokból a bázisadat kivonása Δt i értéksort ad. A Δt i legkisebb értéke a leggyengébben teljesítő hengerhez tartozik. A legmegbízhatóbb hengerüzem összehasonlító mérési eredményt a teljes terhelésű motor fékezésével nyerjük. Gépjárműbe épített motort görgős teljesítménymérő fékpadon, fékpadi terheléssel tudjuk lefékezni. (Sajnos itt is számtalan technikai nehézségbe ütközünk: összkerékhajtás, haszongépjárművek ikertengely hajtása, a hengerlekapcsolás okozta keverékszabályozási vészprogramra állás, hogy csak néhányat emeljünk ki.) Ezt a vizsgálatot elsősorban dízelmotoros járműveknél lehet és ajánlott elvégezni. Ha a teljesítménymérő fékpadi üzem nem ütközik akadályba, akkor a fékpadi karakterisztika készletből a sebesség állandó szabályozást válasszuk ki. Célszerűen megválasztott sebességi fokozatban, teljes motorterhelésnél a legnagyobb motornyomatékhoz tartozó fordulatszámon állandósítsuk a motor fordulatát. Mérjük meg a vonóerőt vagy a kerékteljesítményt. Gyártói célműszerrel kapcsoljuk le egy henger melegüzemét és mérjük meg a vonóerőt/kerékteljesítményt (a motorfordulatszám, illetve görgőfordulatszám változatlan értékű marad). Nagyszokolyai Iván, KEFO

56 56 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A ábra az adott sebességhelyen az össz. kerékteljesítményt mutatja (P K ), valamint egy henger lekapcsolása után kialakuló M2 munkaponton mérhető P K értéket. A ΔP K a lekapcsolt henger indikált teljesítményére jellemző. (Bizonyítsa ezt! Vezesse le, hogy miért nem pontosan az indikált teljesítmény/munkát kapjuk így!) Minél nagyobb a ΔP K, annál nagyobb a lekapcsolt henger munkája/teljesítménye. Nagyszokolyai Iván, KEFO

57 4. Görgős járműfékpadok 4.1. Bevezetés A görgős gépjármű fékpad a gépjármű álló helyzetében teszi lehetővé a hajtáslánc országúti haladásának megfelelő üzemét, azáltal, hogy a hajtott kerekek görgőkön futnak. A gépjármű fékpad aktív és/vagy passzív gépi terheléssel - terheli a gépjármű hajtásláncát, ezzel különböző keréksebességek és keréknyomatékok állíthatók be. A fékpadon állandósult (stacioner) és folyamatosan változó (instacioner) üzemállapotú, illetve üzemállapotsorozatú hajtáslánc terhelés valósítható meg. Az állandósult (stacioner) üzemállapotban a motor egy beállított általában a gépkocsivezető gázpedál lenyomásával meghatározott terhelésen és fordulatszámon jár. Az állandósult üzemállapot-pont az adott motor jellegmező keretein belül tetszőlegesen választható meg. Ez az üzemállapot például - teljes motorterhelésnél - a keréken leadott forgatónyomaték és teljesítmény külső karakterisztikájának (lépésről-lépésre történő) felvételét teszi lehetővé. A görgős fékpadi terheléssel a jármű országúti (hosszirányú) mozgásának szimulációja is lehetséges, ezáltal görgős fékpadon kiváltva az országúti méréseket - menetciklus vizsgálatok (pl. típusvizsgálati tüzelőanyagfogyasztás- és gázemisziómérés) végezhetőek. Görgős fékpadon állandósult vagy menetciklusnak megfelelő terheléssel tartampróbák (öregbítő futtatások) is végezhetőek. A görgős fékpadi, fenntartóipari vizsgálatok lehetséges céljai: - motor terhelt állapotában alrendszerek diagnosztikai vizsgálatainak végzése, - a hajtáslánc terhelt állapotában alrendszerek diagnosztikai vizsgálatainak végzése, - a hajtáslánc széles fordulatszám/keréksebesség tartományában diagnosztikai és funkcióvizsgálatok végzése, - gyáriadat ellenőrző (garanciális ellenőrző) terheléses (teljesítmény, nyomaték) vizsgálatok, - javítás (tuning) visszaellenőrző vizsgálatok. A görgős fékpadi mérésekhez kötődő problémák: 1. Egy gépjármű görgőre átadott vonóerő, illetve az ebből származtatott, leadott nyomaték és teljesítmény adatát - sem karakterisztikában, sem referenciapontokban a gyártó nem adja meg. A motor névleges jellemzői ugyan gyári adatok, de a keréken mérhető jellemzőkből a stacioner motoradatok (maximális nyomaték, névleges teljesítmény) kellő pontossággal nem reprodukálhatóak. 2. Az országútinak megfelelő, adott gépjárműre vonatkozó tényleges menetellenállás fékpadi terheléssel történő beállítása szerviz célra készült próbapaddal nem lehetséges. 3. Összkerékhajtású gépjárművek vizsgálata gyakorlatilag nem lehetséges. A fenti problémák megoldása: Ad 1. Összehasonlító mérésekhez (pl. javítás vagy tuning-beavatkozás előtt és után egybevetés) nincs szükség abszolút adatokra, csak a változás mértékét kell megállapítani. Motorteljesítmény méréséhez az instacioner mérés kellő pontosságú (±5%-on belül) adatot szolgáltat. Ad 2. Fenntartóipari célú vizsgálatok nem igénylik a pontos menetellenállás szimulációt. Amennyiben fogyasztásmérés szükséges, úgy azt országúton kell elvégezni. Ad 3. Összkerékhajtású gépjárművek görgősfékpadi vizsgálatához többtengelyes (több görgőágyú) próbapad szükséges (4.1. ábra). Nagyszokolyai Iván, KEFO

58 58 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 4.2. A gépjármű fékpad felépítése 4.1. ábra A fékpadnak a gépjármű egy hajtott kereke alatti elforduló, fékezhető keréktámasza lehet: végtelenített acélheveder (futószalag), egy görgő (4.2. ábra), görgőágyat alkotó két görgő (4.3. ábra) ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

59 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK ábra Az első kivitelt elsősorban gumiabroncs kísérletekhez használják. A második kivitelt gépjárműfejlesztésben (pl. zajméréseknél), a harmadik kivitelt többnyire típusvizsgálati mérésekhez (emisszió, fogyasztás mérés, tartampróba), és szinte kizárólag szervizdiagnosztikai feladatokra alkalmazzák. A továbbiakban csak ez utóbbi kivitelű fékpadokkal foglalkozunk. A görgőspad két keréktámasz egységből, azaz két görgőágy egységből áll (4.4. ábra). A fékgép csak a görgőágyak menetiránynak megfelelő első, tengellyel összekötött görgőit fékezi. A hátsó, szabadonfutó görgők támasztó funkciót látnak el. A tengelyekre impulzusjeladókat szerelnek ábra A fékgép nélküli, lendítőtömeges, görgős teljesítménymérő fékpad csak instacioner mérésekre alkalmas (gyorsulásmérés, teljesítménymérés). A fékgéppel rendelkező görgős teljesítménymérő fékpad stacioner és stacioner/instacioner mérésekhez használható. A görgőágy kialakítását, geometriai viszonyait a 4.5. ábra mutatja. A görgőspadra jellemző adatok: görgőátmérő ( d 1, d 2 ), görgőtávolság (a), Nagyszokolyai Iván, KEFO

60 60 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA görgőtengelyek vízszintes síkben vett magasság eltérése (Δh), görgőfelület tapadási tényezője (φ g ). A görgőágyban elhelyezkedő gépjárműkerék α 1 és α 2 elhelyezkedési szöget határoz meg. A gépjárműkerék gördülési sugara. Általában d 1 = d 2 és Δh = 0, így α 1 = α 2. További jelölések: kerékterhelés G K, normálerők N 1 és N 2, vonóerő F v, keréknyomaték M K, kerékfordulatszám n K, kerékszögsebesség ω ábra A görgőágyban futó kerék kerékterhelés kihasználási vagy rendszertapadási tényezője (q F ): q F = (F vmax / G K ), q F = (F vmax / G K )100 [%]. A támasztó normálerők alakulása a görgőtapadási tényező kihasználtság függvényében: N 1 = G K sinα / (sin2α φ g cos2α), N 2 = G K (sinα φ g cosα) / (sin2α φ g cosα). Az F vmax = φ g N 1 figyelembe vételével: q F = φ g sinα /(sin2α φ g cos2α ). Stabilitási határhelyzet akkor alakul ki, ha teljesül az N 2 = 0 állapot, ekkor: G K (sinα φ g cosα) / (sin2α φ g cosα) = 0, sinα φ g cosα = 0. Az alábbi reláció teljesülésénél stabil a járműkerék helyzete a görgőágyban: φ g < tgα. A 4.6. ábrán az elhelyezkedési szög paraméterével a q F = f(φ g ) grafikonok láthatóak. A végpont a stabilitási határhelyzetet azonosítja. Nagyszokolyai Iván, KEFO

61 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK ábra 4.3. A görgős gépjárműfékpad és a gépjármű, mint gépcsoport kinetikai és kinematikai együttműködésének elemzése (Számítási példa) Megválaszolásra váró kérdések: 4.. A görgőágyban mekkora a maximálisan átvihető vonóerő? A gépjármű fokozatonkénti maximális vonóereje átvihető e a görgőspadra? Kialakul e instabil állapot? A fékgép a leadott teljesítményt fel tudja e venni? Bemenő adatok: kerékméret: 165/50 R13 kerék gördülési sugár: r gördülési = 280 mm A görgős pad (görgőágy) adatai: r görgő = 140 mm a görgő = 420 mm φ g = 0,5 Elhelyezkedési szög (számított): α = 30 (arc sin = 210/420) A gépjármű adatai: G K = 2300 N M mot /n mot = 100 Nm/3600 min 1 Erőátviteli áttételek és hatásfokok: i fő = 3,87/0,95 i I. = 3,75/0,9 i II. = 2,3/0,92 i III. = 1,49/0,94 i IV. = 1/0, Számítás A fékpad egy görgőágyán maximálisan átvihető vonóerő: F vmax = q F. G K, Nagyszokolyai Iván, KEFO

62 62 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA q F = φ g sinα /(sin2α φ g cos2α ). A behelyettesítés után kapjuk: q F = Egy görgőágyban átvihető maximális vonóerő: F vmax / kerék (illetve görgőágy) = 934 N. Stabilitás elemzés: φ st = tgα = 0,577 φ gmax = 0,5 (alapadat) kritérium: φ gmax < φ st Tehát a gépkocsi nem lép ki a görgőágyból. A maximálisan átvihető vonóerő elérése után, további vonóerő növelésnél a gumiabroncs megcsúszik a görgőn. A gépjármű fokozatonkénti, egy hajtott kerékre vonatkozó maximális vonóerejének a meghatározása: Fokozat Névleges vonóerő (F vmax ) gumiabroncs gyúrási veszteséggel csökkentett vonóerő ( 20%) I. fokozat 2216 N 1773 N nem II. fokozat 1388 N 1111 N nem III. fokozat 919 N 735 N igen IV. fokozat 623 N 500 N igen a lefékezés lehetősége A rendelkezésre álló tapadási tényező kihasználtság IV. fokozatban, a maximális vonóerő átvitelénél: 53%. A normálerők értékei IV. fokozatban, a maximális vonóerő átvitelénél. Ezek meghatározásához szükséges a φ g aktuális értékének a meghatározása: φ g = 0,193, q F = 0,217. A normálerők értékei IV. fokozatban, a maximális vonóerő átvitelénél: N 1 = 1494 N, N 2 = 1206 N. Végül meg kell határozni a lefékezendő teljesítményt a gépjármű IV. sebességfokozatában, a maximális motornyomaték (kerékvonóerő) fordulatszámhelyén. A gépkocsi sebessége: v gk = 0,377 n m r gk / i ö, v gk = 98,2 km/h. A kerékteljesítmény: P k = F v v gk / 3600, P k = 27,2 kw. Az adat ismeretében a görgőspad fékgépének terhelési mezőjében (4.7. ábra) kell megvizsgálni, hogy a megkívánt mérési pont azon belül vagy azon kívül esik e. A terhelési mezőmező P kerék = f(v görgő ) koordinátarendszer, melyben a fékgép üzemi határai bejelöltek. Esetünkben ez a mérési feladat az adott görgőspadon maradéktalanul elvégezhető. Nagyszokolyai Iván, KEFO

63 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK ábra 4.4. A fékgép Ma általánosan elektromos örvényáramú fékgépet használnak. A mindenkor szükséges fékezőnyomatékot a gerjesztő áram változtatásával egyszerűen be lehet állítani és a karakterisztikák is ezen a módon képezhetőek. Az elektromos örvényáramú gép (4.8. ábra) állórészének kerületén (1) helyezkednek el az egyenáramú gerjesztő tekercsek (2). A gerjesztőtekercsek pólusai előtt, tehát mindkét oldalon, öntöttvas tárcsák (3) forognak, melyeket a gépjármű ráállása szerinti első görgők tengelye forgat ábra A 4.9. ábra a fékgép konstrukcióját mutatja, metszeten teszi láthatóvá a fő szerkezeti egységeket. Nagyszokolyai Iván, KEFO

64 64 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 4.9. ábra A tárcsa forgása közben metszi az áramjárta gerjesztőtekercsek mágneses terének erővonalait, így a tárcsában feszültség indukálódik. A tárcsa rövidrezárt vezető, melyben a feszültség áramot, ún. örvényáramot kelt. Az örvényáram létrehozza saját mágneses terét. A két mágneses tér egymásra hatásaként a forgó tárcsa nyomatékot fejt ki az állórészre, azt magával akarja vinni. Az állórész elfordulását úgy akadályozzuk meg, hogy erőmérő cellára támaszkodó karral azt a talajhoz rögzítjük (4.10. ábra 1). Az örvényáramú fékgép terhelőnyomatéka egyenesen arányos a mágneses fluxus nagyságával, illetve az azt kiváltó gerjesztőáram értékkel. Más szóval a tárcsa oldalfelületén áthaladó összes mágneses erővonalszámmal (Φ) és a fordulatszámmal (n), és fordítottan arányos a tárcsa fajlagos villamos ellenállásával (ρ): M f = k Φ 2 n / ρ, ahol: k konstrukciós jellemzőkre visszavezethető arányossági tényező. Az örvényáramú fékgép fékezőnyomatéka a légrés értékére a legérzékenyebb. Mivel a fékgép tárcsa több száz Celsius fok hőmérsékletű lehet, egészen a piros izzásig, ezért a légrés változik. Ennek szerkezeti kompenzációja és intenzív ventilátoros tárcsahűtés szükséges. A fékgép leállása után külső ventilátoros légáramhűtés is szükséges lehet ábra Az örvényáramú fékgép jellegmezőt a ábra lgp = f(lgv) koordinátarendszerbe helyezi el. A gerjesztőáram nulla esetében az üresjárati határkarakterisztikát a tárcsa légkavarása adja. A mezőt felülről a teljes gerjesztés (1), a max. vonóerő (2) és a max teljesítmény (3) szaka- Nagyszokolyai Iván, KEFO

65 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK 65 szok határolják. A maximális vonóerő a hőterhelés miatt időkorlátos (itt 5000 N, 1 perc). A járműsebesség határ (4) kezelői lelkiismereti határ, mert gépjárműhajtással ez átléphető, esetünkben 200 km/h ábra 4.5. A fékpadi motorterhelés megválasztásának szempontjai A motorterhelési jellegmező felépítésével és a belőle kiolvasható adatokkal kell először megismerkedni ahhoz, hogy helyesen tudjuk kiválasztani a vizsgálat, a diagnosztika szempontból az értékelő paramétereket és a megfelelő motorterhelést, azaz a beállítandó forgatónyomaték vagy teljesítmény és fordulatszám értékpárokat. A motorterhelési jellegmező (4.12. ábra) magába foglalja az összes lehetséges M n pontot, amelyet a motor kifejteni, illetve létrehozni (motorféküzem) képes. Felülről az ún. teljes terhelési vagy külső karakterisztika (A) határolja a jellegmezőt. Nagyszokolyai Iván, KEFO

66 66 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A motor teljes terhelési (külső) karakterisztikája teljesen lenyomott gázpedál (menetvezérlő pedál) állásnál alakul ki. A karakterisztika alakulása vezérelt, a motorirányítórendszer azt befolyásolhatja, általában visszaveheti (rendszerhiba esetén, rángatáscsökkentés céljából, füstöléskorlátozás okán stb.). A külső karakterisztika értékei növekedhetnek is, az ún. booster (időleges nyomatéknövelés) funkció megléténél. A terhelési jellegmezőt balról az alsó terhelhető fordulatszámok határolják (B), jobbról dízel és Otto motornál egyaránt van fordulatszám határolás (C). A motorirányató rendszer a fordulatszám korlátot is megváltoztathatja, rendszerhiba esetén csökkenti. Egyes típusoknál az üresjáratban a maximális fordulatszám kisebb, mind terhelt esetben. Az effektív nyomaték nulla vonala alatt (az x tengely) is értelmezzük a jellegmezőt, ez a motorféküzem tartománya. Az alsó határgörbe (D) a motor maximális fékezőnyomatékénak alakulása a fordulatszám függvényében. A D határgörbe jelentősen eltolódik például akkor, ha a dízelmotor kipufogófék üzemel. Tehát az A B C D határok között a motor bármelyik munkapontban üzemképes, de z nem jelenti egyben azt is, hogy azonos gyakorisággal vesszük igénybe az országúti vagy akár csak az off road haladás során. A gyakran használt motorterhelések kiválasztásához ismerni kell a jármű menetellenállásait a haladási sebesség vagy a motorfordulatszám függvényében. A menetellenállás, mint ismert, több részellenállásból tevődik össze: gördülési ellenállás (útellenállás 1), emelkedési ellenállás (útellenállás 2), légellenállás, gyorsítási ellenállás. A gépjárműre ható menetellenállás leküzdéséhez szükséges motornyomaték (M és a nyomatéki karakterisztika) természetesen kijelölhető a motor terhelési jellegmezőjében (4.12. ábra F), melynek elhelyezkedése függ: a menetellenállástól (F m összegzett menetellenállási erő), az áttételektől (i ö ) és a dinamikus keréksugártól (r d ), melyet a motorfordulatszám és a járműsebesség hányadosa, az n/v viszonyszám ír le, valamint az erőátviteli rendszer hatásfokától (η h ), beleértve a gumigyúrás veszteségét is. Nagyszokolyai Iván, KEFO

67 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK 67 A motornyomaték tehát a menetellenállás ismeretében az alábbi módon határozható meg: M = (k 1 F m n)/(v η h ), illetve M = (k 2 F m r d )/(i ö η h ). A k 1, illetve a k 2 együtthatók a mértékegységváltás miatt szükséges konstansok, ha a tényezőket a szokásos járműipari dimenzióikban helyettesítjük be (pl.: km/h, min 1 ). Könnyen kiszámítható az adott járműsebességhez tartozó motorfordulatszám egy adott sebességváltó fokozatban: n = (v i ö )/(0,377 r d ) [km/h], n [min 1 ], r d [m]. A menetellenállás leképzésének elsődleges célja az, hogy a görgős járműfékpadon a motorüzem vizsgálata, a fogyasztásmérés a valóságos, országúti haladáshoz közel azonos motorterhelés mellett történjen. A görgős járműfékpadi fékgép szabályozásnak ez esetben olyannak kell lennie, hogy az a jármű haladásakor fellépő valamennyi menetellenállást reprodukálni tudja. A menetellenállások a görgőspadi szimulációnál a következő egyenlettel vehetők figyelembe: F m = M f /r + Θ/r 2 dv/dt, illetve F m = F g + F l + F e + m (dv/dt). F m összegzett menetellenállási erő, M f görgőspadi fékezőnyomaték, Θ a próbapadi üzemben a forgó tömegek (gépjárműszerkezetek + próbapadi elemek) együttes tehetetlenségi nyomatéka, r görgősugár, v a görgő kerületi sebessége, minimális szlipnél azonos a kerék kerületi sebességével, F g gördülési ellenállás, F l légellenállás, F e emelkedési ellenállás, m országúti haladásnál vett járműtömeg. A próbapadnál szükséges fékezőnyomatéki karakterisztika a fenti egyenletek felhasználásával: M f = [F g + F e + F l + (m Θ/r 2 )(dv/dt)] r, M f = C 1 + C 2 v 2 + C 3 (dv/dt). A C 1 érték megválasztását több oldalról is meg kell fontolni: általában emelkedési ellenállással görgőspadi menetellenállás szimulációnál nem számolunk, a gumiabroncs a görgőágyban lényegesen nagyobb gördülési ellenállású, mint az országúton, igaz, hogy itt általában csak két kerék gördülésével kell számolnunk. A gumiabroncs levegőnyomását görgőspadi használatnál, az abroncs védelmében meg kell növelni. Ez a gördülési ellenállást csökkenti. A C 2 együttható a légellenállási tényezőt foglalja magában. A C 3 a jármű tömege. Fenntartóipari (diagnosztikai) méréseknél a pontos menetellenállás megfeleltetés nem szükséges és instacioner állapotban sem kell kalibrált mérést végezni. A menetellenállás nagy pontosságú szimulációja csak a típusvizsgálatoknál szükséges. Ennek módszerét az ENSZ EGB 83. számú előírása tartalmazza. A módszerek: szabadkifutási időmérés és menetellenállási nyomatékmérés Energiaváltozás szabadkifutási próba során (időmérés, sebességmérés) A módszerhez ötödik kerék szükséges, mely a pontos sebességméréshez szükséges. A vizsgáló berendezés és mérési hibaszázalék: az időt úgy kell mérni, hogy a mérési hiba 0,1 s nél kisebb legyen; a sebességmérésnél a hiba kisebb legyen 2%-nál. A járművet felgyorsítják olyan sebességre, ami 10 km/h val nagyobb, mint a kiválasztott vizsgálati sebesség (v). A sebességváltót üres állásba helyezik. Megmérik a (t 1 ) időt, ami szükséges ahhoz, hogy a jármű v 2 = v + v km/h sebességről v 1 = v v km/h sebességre lelassuljon. Ugyanezt a vizsgálatot az ellenkező irányban is lefolytatják és meghatározzák t 2 értékét. A t 1 és t 2 időnek átlagát veszik. Nagyszokolyai Iván, KEFO

68 68 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A görgőspadon is szabadkifutást végeznek különböző kezdősebességekről és a fékgép terhelőkarakterisztikáját úgy állítják be, hogy az országúton mért szabadkifutási időket kapják. A ábra az ötödik kerekes mérési módszert foglalja össze ábra: (Geschwindigkeit sebesség, Geschwindigkeit/Zugkraft Istwert sebesség/vonóerő tényleges érték, Geschwindigkeit Sollwert sebesség kell érték) A forgatónyomaték állandó sebességen való mérésének eljárása (forgatónyomaték-mérés, sebességmérés) A nyomatékmérést olyan mérőberendezéssel végezzék, amelynek pontossága 2%-on belül van. A fordulatszám-mérés szintén 2% pontosságon belül legyen. A járművet fel kell gyorsítani a választott v állandó sebességre. Jegyezzék fel (adatrögzítőn) a C(t) nyomatékot és a sebességet az idő függvényében legalább 20 másodperc időtartam alatt. Az adatrögzítő rendszer pontossága a nyomatékra legalább 1 Nm és a sebességre 0,2 km/h legyen. A Ct nyomaték- és sebességingadozás a mérés ideje alatt egy-egy másodpercig sem lehet nagyobb, mint 5%. A Ct1 az átlagos nyomaték, ami a következő képlet szerint számítható ki: 1 t t Ct 1 C t dt. t t A vizsgálatot háromszor kell mindegyik irányban elvégezni. A vonatkoztatási sebességhez meghatározandó a hat mérésből az átlagos nyomaték. Ha az átlagos sebesség több mint 1 km/h sebességgel tér el a vonatkoztatási sebességtől, lineáris regressziót kell alkalmazni az átlagos nyomaték kiszámításához. A ábra a kerékagy-dinamóméterrel végzett hajtási/menetellenállási nyomatékmérés módszerét foglalja össze. Nagyszokolyai Iván, KEFO

69 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK ábra: (Drehmoment nyomaték, Drehmoment Istwert nyomaték tényleges érték) A kerékagy nyomatékmérő felszerelését mutatja a és a ábra (KISTLER) ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

70 70 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra 4.6. Terhelőkarakterisztikák A fent ismertetett elektromos örvényáramú fékgép gerjesztőáram állandó értéke mellett, a fordulatszám függvényében kialakuló degresszíven alakuló ún. természetes karakterisztikája járműmotor vizsgálati célra nem előnyös, ezért a gerjesztőáram szabályozásával képezni kell a vizsgálatok céljaira kedvező karakterisztikákat (4.17. ábra). A menetellenállással (közegellenállással) arányos exponenciális karakterisztikának a sebesség négyzetével arányosan kell alakulnia (4.17. ábra - F) ábra Az F jelű karakterisztika meredeksége változtatható, mely ezzel a légellenállási együtthatónak megfelelő karakterisztika (~ C 2 v 2 ) beállítását teszi lehetővé. Az F karakterisztika beállítása mellett lehet tüzelőanyagfogyasztást mérni. A G jelű karakterisztika a v vagy n állandó karakterisztika, melynek helyzete az x-tengely mentén eltolható. Ezzel pontról pontra letapogatható egy gázállás állandó mellett kialakuló motorkarakterisztika, illetve minden olyan beavatkozás ily módon értékelhető, ahol a fordulatszámváltozás hatását ki kell zárni. Nagyszokolyai Iván, KEFO

71 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK 71 A H jelű karakterisztika vonóerő állandósító karakterisztika, mely például motorparaméter optimalizálási feladatoknál lehet szükséges. Nézzünk erre egy példát! Ha egy kiválasztott járműsebességen az ott aktuális menetellenállásnak megfelelő vonóerőt állítjuk be, akkor a megfelelő gázpedálállással a kívánt munkapontra rá tudunk állni, ezt a gázpedálállást rögzítjük. Ezek után, ha az előgyújtás értékét megváltoztatjuk (ez például optimalizálható motorüzemi paraméter), nagy valószínűséggel a motormunka értéke is megváltozik. Erre a görgőspadi válasz a sebesség növekedése vagy csökkenése. A sebességnövekedés motormunka növekedés jelent, tehát az adott menetellenállás leküzdéséhez kisebb gázpedálállás is elegendő. A vonóerő állandó karakterisztika továbbá nagy jelentőséggel bír az instacioner mérésnél, a rendszer tehetetlenségi nyomatékának megállapításánál (lásd ott!). A karakterisztikákat általában fokozatmentesen lehet állítani, de van példa diszkrét, választható karakterisztika beállításra is Instacioner motorüzemállapotú görgősfékpadi mérések Görgős járműfékpadon a hajtáslánc gyorsulás és lassulás, tehát instacioner üzemállapotsorozata menetciklus mérésekhez szükséges, mint arra az előbbiekben már rámutattunk. Az instacioner üzemállapotú mérés lehetőséget teremt a gépjárműbe épít motor motorteljesítményének meghatározásához is. A következőkben ezt az eljárást mutatjuk be. Mi az alapkérdés? 1. Meg lehet-e határozni görgős járműfékpadon, a keréken mért paraméterekből, a motor névleges (effektív) teljesítményét? 2. Fel lehet-e venni görgős járműfékpadon, kalibráltan, tehát nem csak jellegében, a motor teljes terhelésű (külső) nyomaték és teljesítmény karakterisztikáit? Miért lenne ez fontos? A gyártó a névleges motorteljesítmény és a maximális nyomaték értékét, valamint a külső karakterisztikát megadja. A keréken mérhető teljesítményt, vonóerőt nem! A veszteségek számítással pontosan nem követhetőek, így a motorteljesítményből a görgőspadon leszármaztatott keréken átadott vonóerő (kerékteljesítmény) érték kellő pontossággal nem határozható meg. A diagnosztikai célú teljesítmény ellenőrzéshez minimálisan ±5%-os, elvárhatóan ±3%-os pontosság szükséges Veszteségek A hajtáslánc veszteségei (4.18. ábra), beleértve a gumiabroncs-görgő kapcsolat veszteségeit és a görgőspad veszteségeit is, két csoportra oszthatóak: - az átvitt nyomaték (vonóerő, teljesítmény) függvényében kialakuló veszteségek, - a fordulatszám (sebesség) függvényében kialakuló veszteségek. P eff.motor = P kerék + P veszteség, P kerék = F v v g, F v és v g - görgőn mért jellemzők, P veszteség = (F kerék elm* - F kerék tényleges ) v g * kinematikai számítással meghatározott Nagyszokolyai Iván, KEFO

72 72 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: (P G hajtóművek veszteségei; P D tengelyhajtások veszteségei; P R gumiabroncs veszteség? F vonóerő függő, v sebesség függő) Vonóerő függő veszteségek (4.19. ábra) Fogkapcsolódási veszteség: 0,07.P motor (kb. 7%) Gumiabroncs-görgő szlip veszteség: 0,05.P motor (kb. 5%) ábra Sebesség-függő veszteségek (4.20. ábra) Olajkavarás, ventiláció: 0,02.P motor (kb. 2%) Gumiabroncs gyúrás: 0,07 0,2.P motor (kb. 2 20%) (görgőágy!) ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

73 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK 73 A sebesség függvényében meg kell határozni: - teljes motorterhelésnél a kerékteljesítmény értékét, valamint - a hajtáslánc veszteségteljesítményét a motortól a görgőig terjedő szakaszban. Az instacioner módszer tárgyalása előtt röviden szólunk a külső hajtással, stacioner üzemállapot-sorozatban történő mérésről is. A görgős járműfékpadon hagyományos, stacioner módszerrel meghatározzák a keréken leadott teljesítményt. Ez az érték a veszteségekkel kisebb a motorteljesítménynél. Második lépésként a próbapad külső hajtással forgatja a gépjármű erőátviteli láncát a sebességváltó üres helyzetében. Megmérjük a forgatáshoz szükséges teljesítményt ábra A ábra jelölései szerint: P mot/vi = P k/vi + P kh/vi Igaz-e ez az egyenlőség, tehát a külső hajtással a teljesítményveszteségeket meg lehet-e határozni? Nem, mert P kh/vi < P veszteség. Külső hajtásnál (terheletlenül) kisebb a hajtáslánc vesztesége (kisebb a gumiabroncs veszteség, kisebb a mechanikai veszteség). Gyártói végellenőrzés és fenntartóipari célból azonban a módszer megfelelő. Külső (visszaforgató) hajtásra is képes próbapad (ENERGOTEST) képét mutatja a ábra ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

74 74 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Instacioner üzemállapotú, görgős járműfékpadi motorteljesítmény-mérés A belső égésű motor és kapcsolt hajtáslánc görgőre leadott teljesítményének, majd a hajtáslánc veszteségteljesítményének a meghatározása dinamikai módszerrel, instacioner üzemállapot sorozatban. Instacioner üzemállapot sorozatban - gyorsulásban, majd szabadkifutás során - megállapított β(+) = f(t) és β(-) = f(t) gyorsulás, illetőleg lassulásfüggvény (4.23. ábra), valamint a rendszer forgó tehetetlenségi nyomatékának az ismeretében a gyorsítási és a fékező (lassító) teljesítmény meghatározása ábra A mérést fékgép nélküli görgős járműfékpadon végezzük ábra Javítóipari felhasználásra, garázsberendezésként az első ilyen próbapadot a BOSCH cég készített, a pad típusjele: LPS 002 (4.24. ábra). Jellegzetes műszaki adatai: görgőhossz: 2100 mm, görgőátmérő: 268 mm, terhelhetőség: 20 kn. Fékgéppel is rendelkező, komplex változata a BOSCH FLA 203 (4.25. ábra). (Napjainkban a Bosch cég görgős járműfékpadot már nem gyárt.) Nagyszokolyai Iván, KEFO

75 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK ábra A ábrán a görgőn mért gyorsulás és a szabadkifutás β(+) és β(-) = f(v g ) grafikonjai láthatóak ábra A gyorsításban a motor effektív teljesítmény dinamikus egyensúlya: P motor = P gyorsító + ΣP veszteség Teljesítmény hányadok: 1. a hajtáslánc, kerék és próbapad fordulatszám-független veszteségeinek legyőzésére fordított részhányad, 2. a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) teljesítmény-függő veszteségei legyőzésére fordított részhányad, 3. a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) és a próbapad fordulatszám (sebesség) függő veszteségei legyőzésére fordított részhányad, 4. a forgó tömegeket gyorsító részhányad. Nagyszokolyai Iván, KEFO

76 76 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A ábra a görgőspadon teljes motorterheléssel gyorsított rendszer viszonyait tükrözi. A gyorsító teljesítmény meghatározása: Ismert adatok: a görgős járműfékpad ΣΘ i(pad) értéke (görgők, tengelyek, lendítő tömeg, esetleg fékgép). Mért adatok: a görgős járműfékpad görgőjének gyorsulásban a szögelfordulás = f(t) adatsora. Számított adatok: a görgős járműfékpad görgőjének mozgásállapotát gyorsulásban leíró alábbi függvények (β értéke a nyomatékkal, ωβ szorzat a teljesítménnyel arányos): ω=f(t), β(+)=f(ω), ωβ(+)=f(ω). Becsült adatok: a gépjárműmotor Θ motor és a gépjármű hajtáslánc ΣΘ i(jármű) értéke. Mindezekkel: P gyorsító = ω g. β g (+) ΣΘ rendszer A ΣΘ rendszer értéke azonban a fenti becsült elemek miatt pontosan nem ismert. A pontos értékkel nem ismert Θ érték végeredményre gyakorolt hatásának mérséklésére az ismert és a pontosan nem ismert tagok arányát az alábbi módon állítják be: Θ i(pad) 10 x Θ i(jármű). A Θ jármű + Θ motor becsült értéke bevihető, esetleg a hajtáselrendezést és a kerékméretet is figyelembe lehet venni. Mindezekkel a kívánt ±5%-os pontosság elérhető ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

77 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK 77 A ábra a görgőspadon, váltó üres helyzetében, szabadkifutásban lassuló rendszer viszonyait tükrözi. Fékező (lassító) teljesítmény szabadkifutásban: Veszteség-komponensek: - a hajtáslánc, kerék és próbapad fordulatszám-független veszteségei, - a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) és a próbapad átvitt teljesítmény-függő veszteségei, - a hajtáslánc, kerék (gumiabroncs) és a próbapad fordulatszám (sebesség) függő veszteségei. Lassulásnál a teljesítmények dinamikus egyensúlya: P fékező (lassító) = ΣP veszteség Szabadkifutásban a P fékező vagy lassító teljesítmény meghatározása: P fékező = ω g β g (-) ΣΘ rendszer ahol: ΣΘ rendszer = ΣΘ i(jármű) + ΣΘ i(pad), valamint ΣΘ i(jármű) a hajtáslánc elemei, a jármű hajtott kerekei (a motor nem!) ΣΘ i(pad) görgők, tengelyek, lendítőtömeg, esetleg fékgép ΣΘ rendszer értékét a görgőspad tengelyére kell redukálni! Ismert adatok: a görgős járműfékpad ΣΘ i(pad) értéke. Mért adatok: a görgős járműfékpad görgőjének szögelfordulás = f(t) adatsora a szabadkifutásban. Számított adatok: a görgős járműfékpad görgőjének mozgásállapotát szabadkifutásban leíró alábbi függvények: ω=f(t), β(-)=f(ω), ωβ(-)=f(ω). Becsült adatok: a gépjármű ΣΘ i(jármű) értéke A P fékező (lassító) teljesítmény meghatározása: P fékező = ω g β g (-). ΣΘ rendszer A ΣΘ rendszer értéke azonban a fenti becsült elemek (hajtáslánc, kerekek) miatt pontosan nem ismert. Itt is elmondható, hogy a pontos értékkel nem ismert Θ érték végeredményre gyakorolt hatásának mérséklésére az ismert és a pontosan nem ismert tagok arányát az alábbi módon állítják be: Θ i(pad) 10 x Θ i(jármű). A Θ jármű becsült értéke bevihető, esetleg a hajtáselrendezést és a kerékméretet is figyelembe lehet venni. Mindezekkel a kívánt ±5%-os pontosság elérhető. Vajon azonos értékű-e a gyorsítási folyamatban fellépő veszteség teljesítmény és a lassulási folyamatban a fékezőteljesítményt adó veszteségek? Ha igen, akkor az alábbi módon megkapjuk a motorteljesítményt, melyet a légköri aktuális jellemzők névlegestől való eltérése miatt korrigálni kell: P mot = P gyorsítási + P fékező A ábra a mérés grafikus megjelenítését és az összegzést mutatja. Nagyszokolyai Iván, KEFO

78 78 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A és ábrák görgős fékpadok mérési jegyzőkönyveit mutatják. A ábra kék vonala instacioner üzemállapot sorozatban (teljes terhelésű gyorsulásban) leadott teljesítményt, illetve az x-tengely alatt (szabadkifutás) veszteségteljesítményét mutatja. A not corrected jelentése: a légköri állapot szerint nem korrigált. Az adatok: P kerék (görgőn mért): 141,5 kw P veszteség : 37,8 kw P eff : 179,3 kw P eff.korrigált : 174,8 kw P eff.névleges : 204 kw (korrigált) teljesítmény hiány: 14,4% ábra: (Bosch) Nagyszokolyai Iván, KEFO

79 4.GÖRGŐS JÁRMŰFÉKPADOK ábra: (MAHA) A ábra a MAHA Lps 3000 típusjelzésű próbapad regisztrátumát mutatja. Itt már megjelenik a korrigált teljesítmény mellett a motornyomaték is. A veszteségteljesítményt az x- tengely fölé forgatva ábrázolják. A ábra MAHA próbapadon történő mérés mérésfolyamat végén megjelenő képernyőtartalmát mutatja. Az elmondottak alapján a diagram és a paraméterek értelmezhetőek ábra Mint arra a veszteségek elemzésénél a tárgyalás legelején rámutattunk, a terheléstől függő veszteségek szabadkifutásban nem azonos mértékűek, mint a teljes terhelésű gyorsítási üzemben, tehát nem azonos a terhelésfüggő veszteséghányad. A terheléses veszteségkomponens szabadkifutásban lényegesen kisebb. Az eltérést korrekcióval figyelembe lehet venni. P mot.valós = P mot.számított + (0,07..0,1)P kerék.mért Nagyszokolyai Iván, KEFO

80 80 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A rendszer teljes tehetetlenségi nyomatékának megállapítása Haszongépjármű-motor teljesítménymérésnél a már ismert Θ i(pad) 10 x Θ i(jármű) konstrukciós feltétellel teljesítésével nem hanyagolható el a Θ jármű értéke. A Θ jármű nagy értéke miatt nem teljesül, nem is teljesíthető a feltétel. Ebből következik, hogy tudni kell a Θ jármű + Θ motor értéket. Természetesen személy- és kistehergépjárműveknél is előnyös lenne ennek ismerete. A gyártók ezt az adatot általában nem adják ki, illetve a hajtáslánc, kerékkombinációk miatt igen nagyszámú adatot kellene birtokolnia a vizsgáló helynek. Kézenfekvő tehát, hogy meg kell meghatározni a Θ rendszer értékét! Ez méréssel lehetséges. A fékgéppel rendelkező görgős fékerőmérő próbapad vonóerő állandó karakterisztikáját kell használni az alábbi mérési technológia alapján. 1. Teljes motorterhelésű gyorsítás fékgép-gerjesztés nélkül. A teljes terhelésű motorral [M mot = f(n)] a Θ rendszert gyorsítva felvesszük a β (+) = f(v) karakterisztikát. 2. Teljes motorterhelésű gyorsítás állandó nyomatékú (vonóerejű) fékgép gerjesztés (M x ) mellett. M mot =f(n) azonos az előzővel! A teljes terhelésű motorral a Θ és egy állandó vonóerő terhelés ellenében gyorsítva felvesszük a β (+) = f(v) karakterisztikát. Mivel M mot =f(n) mindkét esetben azonos, így Θ. β (+) = M x + Θ. β (+), ebből a rendszer tehetetlenségi nyomatéka meghatározható: Θ = M x / Δβ(+) Adott ω (n) helyen: Δβ(+) = β (+) β (+) Így tehát a teljes vizsgálati forgó rendszer Θ értéke - a próbapaddal együtt - ismert! Ajánlott irodalom: 1) Görgős járműfékpadon végzett mérések és a menetellenállás illesztés A BIZOTTSÁG 692/2008/EK RENDELETE (2008. július 18.) a könnyű személygépjárművek és haszongépjárművek (Euro 5 és Euro 6) kibocsátás tekintetében történő típusjóváhagyásáról és a járműjavítási és -karbantartási információk elérhetőségéről szóló 715/2007/EK európai parlamenti és tanács rendelet módosításáról és végrehajtásáról. A BIZOTTSÁG 96/44/EK IRÁNYELVE (1996. július 1.) a gépjárművek kibocsátásai által okozott levegőszennyezés elleni intézkedésekre vonatkozó tagállami jogszabályok közelítéséről szóló 70/220/EGK tanácsi irányelvnek a műszaki fejlődéshez történő hozzáigazításáról. ENSZ EGB 83. számú előírás: Egységes feltételek a gépjárművek jóváhagyására a motor szennyezőanyagainak kibocsátása szempontjából a motor tüzelőanyagigénye szerint. 2) Próbapadok T.A.T. próbapadok MAHA próbapadok AVL TRAKTAL AHS Nagyszokolyai Iván, KEFO

81 5. Irányított rendszerek diagnosztikai vizsgálata 5.1. Bevezetés A gépjármű, mint mechatronikai rendszer, elektronikus irányítás (vezérlés, többnyire szabályozás) alatt áll, programok által működtetet és felügyelt. A rendszer-felügyelet eleme a fedélzeti diagnosztika. A gépjárművezetői parancsadás, illetve szándékközlés bemenő (vezérlő) jele alapján indulnak az üzemi folyamatok, de a végrehajtás peremfeltételek mellett szabályozottan történik. Az irányítórendszer nem vakon teljesíti a vezetői szándékot. Példaként vegyük a gépjármű felügyelt menetállapotait: a gyorsítást, a fékezést, az ívmeneti haladást, ahol az irányítórendszer a környezeti feltételeknek (a fizikai peremfeltételeknek) megfelelően, intelligensen hajtja végre a vezetői parancsot. A gépjármű más mechatronikai rendszerében nem input a vezetői szándék, gondoljunk például a környezetvédelmi vagy egyes passzív biztonsági rendszerekre. Az irányított mechatronikai rendszerek diagnosztikájának alapja az irányított rendszerek fedélzeti állapotfelügyeletéből a gyártó által az üzemeltető részére elérhetővé tett információ. A kommunikáció eszköze a rendszerteszter műszer, illetve annak a szabványos protokoll szerint működő szoftvere. A kommunikációból nyert útmutatás (pl. üzenetek, hibakódok), illetve a kiolvasott adatok, adatcsoportok értékelése révén kapunk támpontot a további diagnosztikai hibafeltáró, behatároló műveletekhez, többnyire elektromos mérésekhez, és azonosítjuk a cserélendő alkatrészt. Az irányított rendszerek vizsgálatát két fő csoportra osztjuk, és ennek megfelelően tárgyaljuk: 1. Irányítóegység-kapcsolatú rendszerdiagnosztika. Ezen belül is két vizsgálati lehetőség adódik: az egyik az irányítóegységgel történő kapcsolattal (ez az ún. soros diagnosztika), a másik a működő rendszer hálózatán végzett mérésekkel végrehajtott vizsgálat (ún. párhuzamos diagnosztika). a. Soros diagnosztika. A rendszer irányítóegységeinek integrált feladata a rendszer működésének állapotfelügyelete. Az állapotfelügyelet egyik funkciója az, hogy a rendszerállapotban bekövetkező rendellenességekről a javítás számára diagnosztikai információt adjon, diagnosztikai jelentést készítsen. Ezek az információk soros vonalon olvashatóak ki a rendszerteszter műszerrel. Ez a diagnosztika ezért a fedélzeti (on-board) soros diagnosztika nevet viseli. b. Párhuzamos diagnosztika. A működő rendszer hálózatán, a hálózati elemekre csatlakozva nyomon követhetjük a működést. Egy csatlakozási ponton lehet, hogy csak a jel (feszültségérték) meglétét ellenőrizzük, de követhetjük (oszcilloszkópon megjeleníthetjük) a folyamatra jellemző feszültségváltozást is. Mivel ez a hálózati vizsgálat a működéssel egy időben történik, a párhuzamos diagnosztika nevet kapta. 2. Periféria diagnosztika. Az irányítóegységről (ECU) leválasztott vezetékhálózat, és vele együtt vagy elemenként az érzékelő, beavatkozó elemek vizsgálata a periféria-diagnosztika nevet kapta. Természetesen az irányítóegységéről leválasztott rendszer ebben az állapotban, funkcióit illetően, működésképtelen. Az elektronikus irányítású rendszerek diagnosztikája a rendszerek struktúrájából következően mint láttuk a felosztásból is többszintű. Az adott információ-elvételi szint egyrészről az információhoz való hozzáférés helyét, másrészről az információ formáját, tartalmát, értékét azonosítja. Az alábbi rendszervázlat (5.1. ábra) általánosan igaz valamennyi, ma használt mechatronikai rendszerre. Nagyszokolyai Iván, KEFO

82 82 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 5.1. ábra A bemenet és kimenet közötti FOLYAMAT egy rendszert alkot. (Lehet például a motormenedzsment, lehet a hajtásszabályozás, lehet az automatikus klíma.) A BEMENET (INPUT) egyrészről közvetlen anyagi alkotókból (pl. levegő, tüzelőanyag) és információból (pl. fizikai állapotjellemzők: gyorsulás/lassulás, nyomás, hőmérséklet) áll. A KIMENET is közvetlen anyagi alkotókból (pl. kipufogógáz), az energiaátalakítás eredményeként fizikai hatásokból (pl. mechanikai teljesítmény, hőenergia, hangenergia stb.), valamint a kimenő jellemzők szolgáltatta információkból tevődik össze. A teljes FOLYAMAT nem minden elemében irányított; számos részfolyamata egyszerűen csak gépészeti determinizmusú. A 5.1. ábra szaggatott vonallal körülhatárolt területe utal arra, hogy az elektronikus irányítás, ma még csak a teljes rendszer (folyamat) egy részére, de egyre nagyobb részére terjed ki. A forgattyús mechanizmus, a kenőrendszer, a töltetcsere vezérlés, a hűtés például nem vagy csak napjainkban kerül át az irányítottak, felügyeltek közé, így ezek nem rendelkeznek (rendelkeztek) az irányítóegységhez rendelt fedélzeti állapotfelügyelettel. Egyes fizikai jellemzők (tulajdonságok) pl. a hengertömítettség, csapágykopások sem mértek. Ezek ellenőrzése a hagyományos műhelydiagnosztika feladata. A rendszerirányításhoz diagnosztikai tárgyalásunk szemszögéből nézve a folyamat IN- PUT és OUTPUT információi (jelek), az ezeket szolgáltató hardver elemek (jeladók), az irányítóegység, a működtetési parancsok (jelek) és az ezeket végrehajtó hardver elemek (beavatkozók, aktuátorok ), valamint a vezetékezés szükséges. A vázlat ennek megfelelően bontja információ-elérési és -elvételi szintekre a rendszert. Az 1 -es szinten az adott fizikai jellemző közvetlenül jelenik meg (pl. közeg-áramlás, - hőmérséklet, -nyomás, -összetétel; elemek elmozdulása, rezgése, fordulatszáma; kimeneti jellemzők: vonóerő, nyomaték stb.), és hat a jeladó bemenetére. Ezeket az általában nem villamos fizikai jellemzőket jelátalakítókkal alakítjuk át villamos jellé az 1 és a 2 szint között elhelyezkedő jeladókkal. A diagnosztika során hitelesített (kalibrált) mérőműszerekkel kell a közvetlen jellemzőket mérni az 1 -es szinten annak érdekében, hogy a jeladó szolgáltatta jelet (információt) egybevessük a tényleges értékkel. Nagyszokolyai Iván, KEFO

83 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 83 A 2 -es szinten a jeladók, beavatkozók kimeneténél azok paramétereit, illetve a jeladók által szolgáltatott jeleket mérjük. A 3 -as szinten, illetve e szintig terjedően, történik a perifériavizsgálat. Periféria alatt értjük az irányítóegységhez csatlakozó valamennyi áramkört (annak elemeit, csatlakozóit, vezetékhálózatát). Az irányítóegység (ECU) lecsatolása után, a központi csatlakozón keresztül elérhető a rendszer valamennyi periféria-áramköre. A 3 -as szinten, a rendszer üzeme közben (feszültség alá helyezett rendszer, indítómotorral forgatott motor, járó motor) célszerű kábelezéssel (pl. Y-csatlakozó) a rendszer jelforgalma vizsgálható. Ez utóbbit párhuzamos diagnosztikának nevezzük. A 3 -as szinten történő mérés további előnye az, hogy a sok hibalehetőséget tartalmazó kábelköteget is befoglalva alakítjuk ki a mérőáramkört. A 4 -es szint az irányítórendszerrel történő kommunikáció szintje. Soros diagnosztikának nevezzük. Műszere a rendszerteszter, vagy egyéb, korlátozott feladatok ellátására készült célműszer (pl. kódolvasó vagy szervizintervallum nullázó). Az 5.1. ábrán egyedi diagnosztikai mérések megnevezéssel feltüntetett nyilak részben az 1 - es mérési körbe tartozó, részben a nem elektronikus állapotfelügyeleti körbe tartozó mérésekre utalnak (pl. kipufogógáz mérés) Soros diagnosztika A fedélzeti rendszerfelügyelet az egységek és a funkciók folyamatos, illetve gyakori mintavételezésű ellenőrzését jelenti. A fedélzeti rendszerfelügyelet beleértve a fedélzeti diagnosztikai feladatot is számos további részfeladatból tevődik össze. A fedélzeti állapotfelügyelet intézkedései az állapotváltozás ténymegállapítása után: - nincs további intézkedés, - belső korrekció végrehajtása (adaptáció), - kijelzés további intézkedés nélkül, - kijelzés és helyettesítés, - kijelzés és üzemkorlátozás, - kijelzés és üzem felfüggesztés. A soros diagnosztika lehetővé teszi a fedélzeti állapotfelügyelet ténymegállapításainak, (paraméter értékek, paraméter környezet, rendellenesség azonosítás), valamint intézkedéseinek (üzemi adaptáció, üzemkorlátozás és üzem felfüggesztés) megismerését. A soros diagnosztika kétirányú kommunikációt is lehetővé tesz, így - azonosítási és beállítási értékekhez való hozzáférést, - beállítási értékek, azonosítási adatok, üzemviteli adatok és programok kívülről történő módosítását, - üzemi paraméterekhez adatokhoz - való hozzáférést, Tekintsük át a soros diagnosztika főbb kommunikációs feladatcsoportjait! Kommunikációs feladatcsoportok Irányítóegység (ECU) ellenőrzés. Soros vonalon, rendszerteszter műszerrel vagy közvetlen gyári kapcsolaton keresztül azonosítania kell az elektronikus irányítóegységet, annak gyári azonosítóját, a program-generációt, a kapcsolódó más vezérlő- vagy irányítóegységekkel való összeférhetőséget, illetve összeférhetetlenséget, valamint a felügyelete alá tartozó szerkezeti egységek illesztését. Ha új alkatrész beépítése esetén ha illesztés szükséges, akkor közre kell működnie az illesztésben, az összekapcsolásban. Nagyszokolyai Iván, KEFO

84 84 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Ellenőrizni és átírni kell gyártói frissítési, illetve tuning programozási célból - az irányítóegység állandóérték-tárolóinak adatait és a programokat. A szükségállapot (szükségfutás) program (Notlauf, Limp-home, LOS) aktiváltságát, tehát hogy aktuálisan normál üzemi vagy szükségállapotban van-e a rendszer. Rendszerkódolás. Az irányítóegység adott járműtípushoz történő illesztésének felügyelete (pl. a benne tárolt adatmezők, üzemi és korlátozó funkciók közül, melyiket kell használnia az adott járműtípusnál). Rendszer alapbeállítás. Az irányítóegység szabályzási funkcióinak elektronikus reteszelése, vagy a beállítási alapparaméterek, alaphelyzetek adatainak felvétele és rögzítése (betanítás). Perifériaelemek ellenőrzése. Beavatkozók áramköri jellemzőinak, valamint külső parancsra történő működtetésével történő való (visszajelzéses vagy visszajelzés nélküli) ellenőrzése. A jeladók (érzékelők) áramköri és jel-elfogadhatósági vizsgálata. Üzemi funkciók logikai elemzése, paraméter-együttállások (pl. fő és vezértengely együttállás értéktartományon belülisége) elfogadhatósági vizsgálata, redundáns rendszerekben paraméterhelyettesítés vizsgálata. Intervallum-figyelés. Karbantartás-esedékesség ellenőrzés, nullázás. Szerkezeti egység várható élettartam ellenőrzés, alkatrészcsere esetén nullázás, részegység csere esetén adattovábbvitel. Üzemi paraméter kijelzés. Az üzemi paraméterek egyedi, illetve csoportosított (érték-blokk) kijelzése, a rendszerteszter számára az adatblokk-olvasás lehetőségének a megteremtése. Hiba-tünetek komplex értékelése, azonosítása (kódolása), tárolása, kijelzése. Az üzemi paraméterek, perifériaelemek jelvizsgálata, a rendellenes állapot peremfeltételeinek figyelembevételével történő felismerése, kódolt azonosítása, memóriában letárolása, kiolvashatóságának, törlésének biztosítása. A rendszerfelügyelet diagnosztikai funkciói: 1. a hibák felismerése, 2. állapotjavító (restaurációs) intézkedések bevezetése (amennyiben lehetséges), 3. a vezetőinformálás a rendszer műszaki állapotában bekövetkezett romlásáról (OBD II vagy EOBD), hibás és esetleg korlátozott üzeméről, valamint 4. hibaazonosító kód tárolás, (a későbbi szerviz-diagnosztika részére). A hibára vonatkozó tárolt információk: 1. a hiba előfordulásának gyakorisága (véletlenszerű /sporadikus/, vagy állandóan létező/fennálló), 2. fajtája (kódolt azonosítója), valamint 3. a hiba bekövetkezésekor a motor üzemi paraméterei (keret- (frame) információk). A márkaspecifikus rendszer-teszterrel (komputer-kommunikációs műszerrel, angolul Generic Scan Tool) az irányítóegységből a fenti információk kiolvashatóak. A rendszer elemeinek, illetve a funkciók felügyelete különböző elvek szerint történik: 1. minden jelnek meghatározott az érvényes (névleges) értéktartománya, amennyiben a mérőjel ezen tartományon kívül esik, akkor a jeltartomány-túllépés ellenőrzés (Signal Range Check) aktiválódik, ennek keretében azonosítható a jeladók és beavatkozók áramköreiben létrejött zárlat (pozitív és negatív), valamint a vezetékszakadás. 2. ha több jel(forrás) ad azonos vagy hasonló információkat (redundáns struktúra), akkor az egyes jeleket a kölcsönös elfogadhatóság-elemzéssel (plauzibilitás vizsgálat, adathelyesség vizsgálat) kell analizálni, 3. ha a mérési értékek gyorsabban változnak, mint az, az alapjelenség változásakor fizikailag egyáltalán lehetséges, akkor a dinamikus érték-elfogadhatósági jelanalízis lép érvénybe, 4. a szabályzási köröket a fellépő szabályzási eltéréseket figyelve, annak nagysága, iránya, gyakorisága szerint elemezik, Nagyszokolyai Iván, KEFO

85 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA a vezérlőegységen belüli hibákat, mely a közvetlen mikrogépes egységen belül lépnek fel, elterjedten alkalmazott számítástechnikai ellenőrző eljárásokkal (pl.: Watchdog-Timer) ismerik fel. Különösen kritikus helyeknél redundáns struktúrákat alkalmaznak. Megfelelő mértékű redundancia beépítésével elérhető a megkívánt kis hibavalószínűség. Kritikus-elem meghibásodásnál, helyettesítő funkció hiányában vagy annak kiesésekor, a (gépészeti) rendszer védelme érdekében, a motorüzem teljes leállításáról is gondoskodni kell. Ha a rendszerfelügyelet hibát azonosít, akkor a hiba súlyosságától függően különböző intézkedéseket, intézkedés-kombinációt érvényesít: 1. a hiba-azonosító kódot a hibatárolóban rögzíti, 2. helyettesítő értéket, mint input értéket ad, vagy szabályzásról vezérlésre vált át, ha egy jeladó input mérési értéke már nem áll rendelkezésre, vagy az nem elfogadható értékű (állapotjavító, restaurációs intézkedés), 3. a befecskendezési adagnagyságot és a maximális fordulatszámot, ezek következményeként a motorteljesítményt redukálja, 4. a vezetőt informálja, 5. funkciókat, melyek a hiba miatt nem érvényesíthetőek, kikapcsol vagy helyettesítő funkcióval vált ki, 6. (legvégső esetben) a motort leállítja. Az irányítóegység-kommunikációs diagnosztikai műszer segítségével (rendszer-teszter) általában az alábbi információ elvétel, információcsere, illetve parancsadás lehetséges: 1. rendszerazonosítás (az irányítóegység paramétereinek, gyári kódolásának azonosítása), 2. a hibatároló lekérdezés, 3. a tárolt hibakódok, illetve tanultérték memóriatár törlés, 4. beavatkozóegységek működtetés, 5. alapbeállítás végrehajtás, 6. motorüzemi paraméter ( van (mért)érték és kell érték) kiolvasás, 7. azonosidejű (real-time) hibamegjelenés detektálás, paraméterkörnyezet tárolás (snapshoot diagnosztikai üzemmód), 8. az irányítóegység/-alrendszer kódolás, illetve illesztés (becsatlakozási folyamat, az ún. login-eljárás) Rendszer-teszterek és a diagnosztikai csatlakozó A rendszer-teszterek, más néven az irányítóegység kommunikációs diagnosztikai műszerek, kommunikációs lehetőségeik és a kereskedelmi beszerezhetőség szerint három csoportra oszthatóak. 1. Teljes körű szolgáltatást nyújtó műszerek. Mennyiségileg (valamennyi potenciálisan létező alrendszer) és minőségileg (teljes körű adatforgalom és programozás, beleértve pl. az elindulás-gátlókat/immobilisereket) teljes körű szolgáltatást biztosító rendszer-teszterek, melyek gépjárműgyártó specifikusak, és így a márkaszervizekben állnak rendelkezésre. 2. Korlátozott információforgalmat biztosító műszerek, illetve szoftverek. Adatforgalomban és kódolási lehetőségekben korlátozott rendszer-teszter, illetve szoftver, melyet egyrészről a rendszer beszállító (pl. Bosch) forgalmaz, másrészről erre szakosodott cégek. Használati értékük azonban gyakran meghaladja a gyári műszerek szolgáltatásait. 3. Kódkiolvasók. Korlátozott funkciójú rendszerkommunikációs célműszerek (szoftverek), általában csak kódkiolvasásra, kódtároló törlésre, korlátozottan paraméterkiolvasásra alkalmazhatóak. Ide tartoznak az OBD-szkennerek is. Nagyszokolyai Iván, KEFO

86 86 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A rendszer-teszter diagnosztikai műszerek általában korlátozott kijelzési kapacitása miatt a megjelenített adatokat csak a gyári javítási utasítás vonatkozó fejezetében található bőséges magyarázat birtokában értelmezhetjük maradéktalanul. Az új generációs gyári rendszerteszterek a javítási háttérinformációkat vagy önmagukban tartalmazzák, vagy a gyári diagnosztikai központtal a vizsgálat alatt on-line kapcsolatban vannak, és lehívják a szükséges dokumentációt. A gépjármű irányítóegységeivel a gépjármű közös diagnosztikai csatlakozóján keresztül lehet kommunikációs kapcsolatba lépni. A csatlakozó kialakítása ma már egységes, azt szabvány rögzíti. Ennek magyarázata az, hogy a környezetvédelemmel (kipufogógáz szennyezéssel) kapcsolatos rendszereknél a kommunikáció módját (a csatlakozó pontokat) a világon egységesítették, azt szabványok rögzítik. A kommunikációs protokollokból azonban többféle is van (ISO9141-2, KWP2000, J1850-PWM, J1850-VPW, CAN, KW82, KW1281, ALDL, J1939/71, KW71). A jármű többi irányító rendszere információszolgáltatásának protokollját, a csatlakozópontokat (a megadott csatlakozó adta kiosztás keretein belül) a gyártó szabadon választhatja meg. Az ún. CARB (vagy OBD) csatlakozó a 5.2 ábrán látható. Az ECU K és L vezetékei, melyek a diagnosztikai információ átadás egy, illetve kétirányú csatornái, a csatlakozó 7-es és 15-ös lábához mennek. Valamennyi ECU csatlakozik a CARB csatlakozóhoz, akár csak K, akár K és L vezetékkel, akár (a mai gépjárműveknek mindig csak egy diagnosztikai csatlakozója van!) ábra A sorosoldali diagnosztikai adatközlés napjainkban egyre több gépjárműben CAN hálózaton keresztül, CAN diagnosztikai protokoll szerint történik. A kommunikáció kettősségét még több modellnél fenntartják, így mind a K, mind a CAN oldali elérhetőség lehetséges. A 5.3. ábra CAN hálózatra fűzött irányítóegységeket mutat (hajtás és komfort megosztással). A Gateway köti össze a különböző sebességű CAN rendszereket (egymás adatait lefordítva a másik számára, számára új üzenetformát képezve) és fordító diagnosztikai interfészként szolgál a K vonali kommunikációhoz. A VESCU (a gépjármű elektromos rendszerének központi irányítóegysége) a CAN BUS-on érkező információkat feldolgozza és továbbítja a rendszerteszterhez és maga is diagnosztika képes. Nagyszokolyai Iván, KEFO

87 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra A CARB diagnosztikai csatlakozóban az alábbi helyeken lehet a diagnosztikai információkat elérni. csatlakozó pont csatorna Vezetőtájékoztatás 3 hajtás CAN-H 6 hajtás CAN-H (nem szervizcélra) 7 K-vezeték 8 komfort CAN-H 9 komfort CAN-L 11 hajtás CAN-L 14 hajtás CAN-L (nem szervizcélra) 15 L-vezeték Az egyes irányított rendszerek meghatározott hibájáról a gépjármű üzemeltetőjét és az ellenőrző hatóság embereit tájékoztatni kell. Ennek módja lehet műszerfali lámpa jelzése, ezzel együtt egyes gyártóknál szintetikus beszéd, és szintén egyes gyártóknál valamilyen intézkedés. Legelterjedtebb a műszerfalon elhelyezett lámpa. Ez az elmúlt két évtizedben különféle formát öltött. Általában önálló kontroll-lámpa (lámpák) szimbólummal vagy felirattal (motor, ABS, ESP, légzsák, CHECK vagy CHECK ENGINE stb.). Dízelmotoros gépjárműveknél szokás az izzítás kontroll-lámpáját is felhasználni erre a célra. Régebbi autóknál lehet műszerfali, KAT feliratú lámpa, mely a katalizátor túlmelegedésére utal. Kigyújtása hőmérő jele alapján közvetlenül történik, és nem képezi a motormenedzsment diagnosztika részét. Dízelmotorok koromszűrőjének eltömődésére külön műszerfali figyelmeztető lámpa hívja fel a figyelmet. Nagyszokolyai Iván, KEFO

88 88 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A motor indítókulcs elfordítása után a rendszerellenőrző-lámpa kigyullad, hogy működőképességéről meggyőződhessünk, majd hibátlan esetben rövidesen el is alszik. A lámpa akkor gyullad ki és marad égve, ha a diagnosztika olyan hibát azonosít, mely esetén a program a lámpa kigyújtására ad utasítást. Nem minden hiba esetén gyullad ki a lámpa. Természetesen az irányítóegység hibatárolójában az egyéb hiba kódja is tárolódik, mely a rendszerteszterrel később kiolvasható. Van olyan gyártó is, mely nem alkalmazott rendszerellenőrző lámpát. Ebben az esetben a szerviznek mindig ki kell olvasni az irányítóegység hibatárolóját. Az (E)OBD előírás újabb figyelmeztető lámpa alkalmazását kívánja meg a műszerfalon, ez a MIL lámpa. Alkalmazása kötelező érvényű, a fedélzeti környezetvédelmi rendszerek állapotromlására (nem a meghibásodott állapotra!), egyes alkatrészek (pl. katalizátor) fenyegetettségére hívja fel a figyelmet. A MIL-lámpa világíthat vagy villoghat. Az időszakos környezetvédelmi vizsgálat csak akkor végezhető el, ha a MIL lámpa nem világít, illetve ha a fedélzeti diagnosztika a környezetvédelmi rendszerre vonatkozó hibakódot nem tárol Az állapotfelügyelet áramkörvizsgálata Az irányítóegység (ECU) állapotfelügyelete on board diagnosztikai funkciójában elvégzi a periféria áramköreinek vizsgálatát, azok üzemi (analóg vagy digitális) feszültségértékeit méri és értékeli. (A tankönyv keretei között nem foglalkozunk az ECU és a perifériaelemek, illetve az irányítóegységek közötti, CAN BUS információ-cserével.) A fedélzeti áramkörvizsgálat módjának ismerete az irányítóegységből kiolvasható hibaüzenetek pontos értelmezéséhez szükséges. A mérő és a beavatkozó (működtető) áramkörök többsége feszültségvezérelt. Az áramkörök vagy stabilizált, vagy fedélzeti feszültségre kapcsoltak. Az áramkörökben, a feszültségosztó ellenállásokon kialakuló feszültségviszonyok jól definiálhatóak. Egy célszerűen kiválasztott áramköri ponton, a változó (vagy megváltozó) feszültség mérésén keresztül, követhető az áramkör munkája, rendellenes állapotai feltárhatóak A jeladó-áramkörök ellenőrzése Az irányítóegységhez a jeladó (hőmérő példáját véve) egy vagy két vezetékkel csatlakozik. A 5.4. és az 5.5. ábrák mindkét megoldást mutatják ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

89 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra Közös jellemzőjük az, hogy stabilizált tápfeszültségre kötöttek. A 5.4. ábra szerint a jeladó áramköre az irányítóegységen keresztül testelt, az 5.5. ábrán bemutatott kialakításnál pedig közvetlenül. Az elvet tükröző kapcsolási rajz M pontjáról kerül elvételre mind a CPU munkájához, mind a rendszerfelügyelethez (diagnosztikához) szükséges feszültség. Az M pont a stabilizált, általában 5 V-os feszültségre kötött munkaellenállás után található. A jeladó(ellenállás) a munkaellenállással sorba kötött. A jeladó a fizikai környezetben beálló változás hatására, pl.: hőmérséklet-, illetve nyomásváltozás, elmozdulás stb. ellenállását változtatja. A két ellenállás feszültségosztóként viselkedik, ennek megfelelően az M pont feszültsége arányos a jeladó ellenállásának változásával. A jelellenőrzés során egy jeladó áramkörében a fizikailag lehetséges feszültségértéktartományt felügyelik. A 5.6. ábrán a fizikai jellemző változásának függvényében (analóg jeladó) az M ponton kialakuló feszültségértéket látjuk ábra A 5.7. ábra az áramköri hurokban bekövetkezett vezetékszakadás esetét mutatja. Az M pont feszültsége a tápfeszültséggel lesz azonos. Nagyszokolyai Iván, KEFO

90 90 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 5.7. ábra A 5.8. ábra azt az esetet mutatja, amikor a jeladó pozitív tápvezetéke pozitív zárlatba kerül. Az M ponton ekkor is rendellenesen nagy feszültség van, tehát a diagnosztikának ezt hibaként kell azonosítania. A vezetékszakadást és a pozitív zárlatot ily módon nehéz megkülönböztetni, ezért a hibaüzenet ilyenkor mindkét lehetséges állapotra utal: szakadás / rövidzárlat a pozitív oldalon ábra A 5.9. ábra a jeladó pozitív vezetékágának testzárlatát mutatja. A munkaellenálláson a teljes feszültség esik, tehát az M ponton nagyon kis, közel nulla Volt feszültség mérhető. Nagyszokolyai Iván, KEFO

91 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra Mindezek után látjuk, hogy a diagnosztikai logika a fizikailag lehetséges feszültségtartományt három részre osztja: - a felső tartományban az áramkör szakadt, illetve pozitív zárlatban van, - a középső feszültségtartományban a jeladó normálisan működik, - a legalsó tartományban rövidzár valószínűsíthető. A középső feszültségtartományba eső jel a jeladó által névleges műszaki állapotában szolgáltatott lehetséges fizikai jeltartomány. Az előbbiekben a logika ezen belül nem vizsgálódott. Ez nem jelenti azonban egyben azt is, hogy ennél nem (lehet) szűkebb a diagnosztikailag is vizsgált jelértelmezési tartomány, az elfogadható érték résztartomány. A diagnosztika ezért ki kell, hogy bővüljön a jel-elfogadhatóság vizsgálatával is (erre korábban már utaltunk!). Például egy hűtőközeg-hőmérő fizikai jeltartománya alapján akár 300 C hűtőközeg hőmérsékletnek megfelelő jelet is adhat. Ez természetesen nem elfogadható érték, így kisebb, pl. 140 C értéknek megfelelő feszültségszinten van az értelmezési-értéktartomány elfogadhatósági felső határa. Mindezeket a ábra foglalja össze ábra A jelérték elfogadhatóságát nem csak az értelmezési értéktartományán belül vagy kívül található szintértéke minősíti, hanem a jelváltozás egyes jellemzői is. Jó példa erre a lambda- Nagyszokolyai Iván, KEFO

92 92 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA szonda feszültségváltozásának alakulása. A diagnosztikai jelelemzés a jel változását és jellemzőit több szempont szerint is vizsgálja. A ábra szerint a jelnek az értelmezési alsó és felső határértéken belül kell lennie. A jel középértéke (1), frekvenciája (2), a jelváltozás sebessége (3), egy cikluson belül a min (4) és a max (5) értéke határértéken belül kell, hogy legyen ahhoz, hogy azt a diagnosztika jónak minősítse ábra A beavatkozó-áramkörök ellenőrzése A beavatkozók (más megnevezéssel állító elemek, működtető elemek, aktuátorok) esetében közel azonos a hurok állapotvizsgálata, mint azt a jeladóknál láttuk. Általános esetben a beavatkozó az indítókulcs elfordítása után állandó pozitív tápfeszültség alatt van. Akkor aktiválódik, lesz áramjárta az áramkör, ha az irányítóegységben lévő végfokozati kapcsolótranzisztor, illetve a különálló végfokozatban található kapcsoló-tranzisztor az irányítóegység parancsára testkapcsolatot hoz létre. A ábra az elvi alapkapcsolást mutatja. Az M mérőpont az irányítóegységben, a kapcsoló végfokozat előtt található. Az M mérőponton a végfokozat nyitott (nem vezet) állapotában tápfeszültség, a végfokozat kapcsolt állapotában, a rendszerelemek feszültségosztásának megfelelően, kisebb feszültség alakul ki. A kis és a nagy feszültségszint periodikusan változik ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

93 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 93 A ábra azt az esetet tükrözi, amikor a beavatkozó után van pozitív zárlat, illetve a ábra azt, amikor maga a beavatkozó kerül rövidzárba. Az M ponton mindig tápfeszültség mérhető. Mindkét esetben a végfok (K), hacsak nincs védelemmel ellátva, tönkremegy ábra ábra A ábra szakadást mutat a beavatkozóegység végfokozat előtti áramköri szakaszán (az effektív vezetékszál szakadáson túl egyszerűbb eset is okozhat ilyen hibát, pl. szétcsúszott csatlakozó vagy a motor ki- és beszerelése után vissza nem csatolt csatlakozó). Ebben az esetben az M mérőponton mindig nulla Volt feszültség jelenik meg. Nagyszokolyai Iván, KEFO

94 94 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A ábra a beavatkozó áramkörében kialakult testzárlatot mutat. Ebben az esetben is az M ponton mindig nulla Volt a feszültség. Ha a beavatkozó előtt alakul ki testzárlat, akkor a kör biztosítéka (ha van) olvad ki ábra Az utóbbi két esetet az öndiagnosztika nem képes egymástól megkülönböztetni, ezért a hibaüzenet mindkét hibalehetőségre utal: vezetékszakadás/testzárlat. A soros diagnosztika műveleti sorrendjének, ezen belül menüjének, üzeneteinek, adatblokkjainak stb. megismerése műhelygyakorlat keretei között, egy konkrét mérés elvégzésével lehetséges, mivel a rendszerteszter és a gépjármű irányított rendszerének kommunikációja erősen típusfüggő Párhuzamos diagnosztika A párhuzamos diagnosztika a működő vagy működésképes rendszer hálózatán végezhető mérések összessége. A párhuzamos-diagnosztika történhet: 1. járó motornál, 2. indítómotorral forgatott motornál és 3. feszültség alá helyezett rendszernél. Nagyszokolyai Iván, KEFO

95 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 95 Ide soroljuk a rendszer-teszterek segítségével elvégezhető beavatkozó-teszteket is, mely feszültség alá helyezett rendszernél, álló vagy járó motornál végezhetők el. A párhuzamos diagnosztika alapmérései a hálózaton történő multiméteres, oszcilloszkópos döntő többségükben feszültségmérések. Történhetnek a 2 -es és a 3 -as szinten, illetve mindenhol, ahol e kettő között jelelvétel lehetséges (lásd a 1. ábrát). A mérőpontokhoz történő hozzáférést nagyban segítik azok a gyári/műszergyártói mérőkábelek, melyek az egyes csatlakozókkal sorba kötve adnak biztonságos kivezetést. Valamennyi mérőpont egy csatlakozóegységben történő elérést az ún. mérődoboz vagy mátrixtábla (Prüfbox, Breakout-Box) teszi lehetővé (5.17. ábra) A mátrixtábla ún. Y kábel csatlakozó (2) segítségével valamennyi, az ECU-ból (3) a főcsatlakozóba (4) befutó vezetékről visz ki mérővezetéket egy központi helyre, a banánhüvely aljzatú mátrixtáblára (1) ábra Az Y kábel egyik csatlakozója az irányítóegységre, másik csatlakozója a főcsatlakozóra kerül, tehát soros bekötésű. Az Y csomópontjáról ágaznak le a mérővezetékek és mennek a mátrixtáblához vagy más ma már kevéssé használt - kialakításban választókapcsolón keresztül egy központi mérőpontra kapcsolt multiméterhez. A ábra egy ilyen mérőcsatlakoztatást mutat az elektronikus rendszerdiagnosztika kezdeti éveiből, de a lényeg megértést ma is jól szolgálja. A jelforgalom tehát a vizsgálócsatlakozó bekötése után zavartalan marad az irányítóegység és a periféria között. Az Y kábel a jelforgalomba történő üzem közbeni belehallgatást teszi lehetővé ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

96 96 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A 5.19 ábra a párhuzamos méréshez a mátrixtábla csatlakoztatását a közelmúltból, az ECU-k szekrényes elhelyezésű megoldásánál mutatja be ábra Az 1-es jelű ECU szekrényből ki kell venni az aktuálisan vizsgált áramkör ECU egységét és át kell helyezni az 5-ös jelű tartóba. Az ECU szekrénybe, az ECU helyére helyezzük az Y - kábel csatlakozót (4). Ezzel a mátrixtáblát (2) bekötöttük a párhuzamos mérés kívánalmainak megfelelően a 3-as csatlakozókon és a 7-es, 8-as jelű kábeleken keresztül. A 6-os multiméterrel megkezdhetjük a méréseket. Az ECU szekrényen találjuk a 9-es diagnosztikai csatlakozót (CARB előtti korszak!). A párhuzamos diagnosztikai mérés nagy körültekintést igényel, különösen, ha azt mátrixtáblával végezzük, mert a mérőpontok véletlen, kisellenállású áthidalása károsítja, esetleg azonnal jóvátehetetlenül tönkreteszi a rendszert. (Megtörténhet ez például a multiméter árammérő állásban felejtésével, eltévesztett mérőponton történő testeléssel stb.) A párhuzamos diagnosztika egyik eleme a 2 -es szinten az irányítóegység által a jeladónak, beavatkozónak szolgáltatott tápfeszültség, illetve vezérlőjel meglétének ellenőrzése. A jeladóról, illetve a beavatkozóról húzzuk le a csatlakozót, és a kábelkötegen lévő, az ECU felé néző csatlakozónál nagy belső ellenállású műszerrel (pl. multiméter) mérjünk. A méréshez az indítókulcsot el kell fordítani. A többnyire DC feszültség értéke akkumulátorfeszültség vagy stabilizált 5 V-os (esetleg más névleges értékű) feszültség. A párhuzamos diagnosztika korszerű módszere az, ha a az Y kábel programozott, automatikus mérésvezérlésű diagnosztikai műszerhez, esetleg PC-hez csatlakozik. A mérőprogram letapogatja a hálózati pontokat, a mért ( van ) értékeket összeveti a kell értékekkel, és ennek alapján minősítést is végez. Nagyszokolyai Iván, KEFO

97 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA Beavatkozó teszt A párhuzamos diagnosztika egy elemét, a rendszer-teszterrel végezhető beavatkozó tesztet nézzük meg részletesebben. A gépjárműhöz csatlakoztassuk a rendszer-tesztert, majd annak menüjéből kérjük a beavatkozó tesztet. A műszer kijelzőjén felsorolja azokat a beavatkozókat, melyeket működtetni lehet. Példaként nézzük az EDC-rendszernél (elektronikus dízeladagolás irányítás) néhányat: 1. tüzelőanyag-hozzávezetés lezárószelep, 2. előbefecskendezés állító, 3. kipufogógáz-visszavezetés vezérlő EP mágnesszelepe, 4. töltőnyomáshatároló-rendszer vezérlő EP mágnesszelepe, 5. izzításvezérlő relé. Van beavatkozó, melyet járó motornál, van amelyiket álló motornál működtethetünk. Az előbefecskendezést állító mágnesszelep működtetése során hallani a mágnesszelep kattogását, és a motor alapjáratán a motor fordulatszáma, valamint az égési zaj megváltozásán keresztül észlelhető a szelepműködtetés hatása, azaz az előbefecskendezési szög megváltozása. Ha erről más módon is meg akarunk győződni, akkor a 1 -es szinten kell mérést végeznünk (dízel nyomócsőfogóval és stroboszkóplámpával). Amennyiben nem észleljük a várt tüneteket, akkor a periféria diagnosztika módszereivel kell megkeresni a hibát Periféria diagnosztika A fedélzeti állapotfelügyelet azzal, hogy hibát tár fel a perifériahálózatban, nélkülözhetetlenül fontos információkhoz juttatja a javítót. Ma már e nélkül létezni sem lehetne a bonyolult rendszerek vizsgálatánál. Tudjuk az előzőekből, hogy az öndiagnosztika csak a hibahely tág környezetét tudja behatárolni, a tényleges hibahelyet nem képes lokalizálni. A hibafeltárás végső technológiai szakaszát ezért lokalizálás célú, manuálisan elvégzendő méréssorozat alkotja, melyet logikus rendben, lépésről-lépésre kell elvégezni. A mérést végző személytől elmélyült rendszerismeretet igényel. A vizsgálat alapfeltétele a gyári számozással, vezetékszínekkel megadott kapcsolási rajz és a rendszerelemek paramétereinek ismerete. Módszere a szakaszmérésekkel történő, kizárásos hibahely megközelítés. A méréseket célszerű a főcsatlakozónál ( 3 -as szint) mátrixtábla segítségével kezdeni (ha korábban a mátrixtábla Y bekötéssel csatlakozott a rendszerhez, csak bontani kell az irányítóegység felöli oldalt! A kapcsolási rajz és/vagy méréstechnológia alapján győződjünk meg arról, hogy az irányítóegység megkapja-e a pozitív tápfeszültséget, a rendszer (állandóan és az indítókulcs elfordítása után). A mérést multiméterrel végezzük a pozitív tápfeszültségi pont és egy testelési pont között. Ha nem jutunk eredményre a testpontot helyezzük át közvetlenül az akkumulátor negatív pólusára. A testelő vezetékek (több is van belőlük!) ellenőrzése ellenállásméréssel történjen ( 0,25 ). Ha mód van rá, akkor ezeken a vezetékszakaszokon feszültségesést mérjünk ( 0,3 V). A jeladók, beavatkozók áramköri hurkait ellenállásméréssel ellenőrizzük. Kétvezetékes (zárthurkos) esetben (a jeladó testvezetéke önállóan az irányítóegységhez vezetett), a mátrix-táblán e két vezetékvéget megtaláljuk, és e kettő között mérünk. Ha egyvezetékes (a jeladó házán keresztül testelt például a motorhoz), az irányítóegység testvezeték végpontja adja a másik mérőpontot. A vizsgálat során célszerű a kapcsolókat működtetni, a jeladókat gerjeszteni, pl. potenciométeres jeladót elmozdítani, hőmérséklet-érzékelőt hűteni vagy melegíteni, mert ekkor a teljes körben értékelhető a kapcsoló, a jeladó működőképessége. Nagyszokolyai Iván, KEFO

98 98 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Az irányított rendszerekben több kapcsoló szolgál az állapot-azonosításra (pl. fékpedál- és féklámpa-kapcsoló, tengelykapcsolópedál-kapcsoló, a gázpedál egységben alaphelyzetkapcsoló). A mátrix-tábla kivezetésein, a kapcsoló működtetésekor annak szerkezetétől függően szakadást vagy átvezetést mérünk. A hőmérők ellenőrzése ellenállásméréssel történik (szívólevegő-, motor hűtőközeg- és gázolaj-hőmérséklet). A mérésnél tudni kell, hogy a hőmérő NTC vagy PTC típusú, és célszerű ismerni azok karakterisztikáit is. A hőmérők beépítési helyükön mértek, pillanatnyi ellenállásuk természetesen az általuk mért közeg hőfokától függ; mivel az pontosan nem ismert, így csak tájékoztató információhoz jutunk. A potenciométeres jeladókat igaz ennek a passzív jeladónak ellenállás-változás az alapjellemzője mégsem csak ellenállásméréssel teszteljük. Az ellenálláspálya rendellenessége, folyamatossági hibái a feszültségjelet zajossá teheti, amely megzavarja az irányítóegységet. Ez indokolja, hogy a potenciométeres jeladóknál villamos zajvizsgálatot is végezzünk. A mátrixtábla erre is lehetőséget teremt: a jeladót állandó tápfeszültségre kössük, a mozgóérintkező (csúszka) kivezetés és az egyik végpont közé csatlakoztassuk az oszcilloszkópot. A mérőkör bekötése után működtessük a potenciométeres jeladót. Indukciós jeladónál (fordulatszám-jeladó és vonatkozási-jel érzékelő) ellenőrizzük a kör ellenállását, de ezzel nem fejezhetjük be az ellenőrzést, mert még nem győződtünk meg az általa szolgáltatott jel megfelelőségéről. A gépjárműtechnikában alkalmazott indukciós jeladók általában a mágneses-tér változásának hatására szolgáltatnak jelet. Aktiválásukhoz a térváltozást okozó elem mozgása szükséges, azaz a motort az indítómotorral forgassuk meg. Multiméterrel AC feszültséget mérjünk, annak csúcsértékét (V peak ). Jobb azonban ha a jelet oszcilloszkópon figyeljük meg. A jelnagyságot a fordulatszám, a légrés és a jeladóra rakodó fémes sönt befolyásolja. Az ellenőrzésnél az árnyékolóvezeték épségéről is győződjünk meg. A ábra valamennyi mérési lehetőséget feltüntet, mely méréseket vagy a 2 -es vagy a 3 - as szinten végezhetünk el ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

99 5. IRÁNYÍTOTT RENDSZEREK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 99 A periféria diagnosztika során az induktív jeladó tekercsellenállása ellenőrizendő. Ügyeljünk arra, hogy tekercsek hőmérséklete elsősorban a porlasztóban lévő nagyon különböző lehet, és ez befolyásolja a tekercsellenállás értékét. A periféria diagnosztika a beavatkozók működtetésére is lehetőséget ad. A mátrix-táblán a megfelelő kivezetésre pozitív tápfeszültséget kössünk, a testpontot pedig rövid időre testeljük le. Azonban nagyon ügyeljünk arra, hogy az adott elem milyen értékű tápfeszültséget igényel, és vajon áramkorlátozású-e a meghajtás (ez a funkció az ECU-ban valósul meg). Ilyen esetben a statikus táppal könnyen leégethetjük a beavatkozó tekercsét. Legegyszerűbben az elektromágneses szelepek aktiválhatóak (előbefecskendezés-állító-, kipufogógáz visszavezetés vezérlő-, töltőnyomás határoló-mágnesszelep), valamint a relék. Viszszaigazolásként a kapcsolás kattanási hangja szolgál. Azon beavatkozók működtetésére (villamos hajtására), melyek négyszögjellel működtetettek, több lehetőség is kínálkozik. Ha rendelkezésre áll a szükséges kimenő-teljesítményű négyszögjel-generátor, akkor ezt alkalmazzuk, jó, ha a jel kitöltési tényezője is állítható. A beavatkozó megmozgatására azonban elegendő, ha a névleges feszültséget impulzusszerűen rákapcsoljuk. Itt azonban nagyon kell vigyázni, nehogy leégessük a mágnestekercses működtetésű beavatkozók tekercsét, mert ezek vezérlésénél áramkorlátozást alkalmaznak. Valamint külön figyelmet kell fordítanunk a piezokristály működtetésű beavatkozók vizsgálati gerjesztésére. Nagyszokolyai Iván, KEFO

100 6. Gyújtásvizsgálat 6.1. Bevezetés A belső égésű Otto-motorok (benzin- és gázmotorok) gyújtásának a feladata az égési folyamat megfelelő főtengely elfordulási helyzetben történő, biztos kezdeményezése. Tehát a gyújtórendszerrel kapcsolatban két lényeges paraméterről van szó: - a bevitt (gyújtó)energiáról (értékéről és időbeli eloszlásáról), valamint - az energiabevitel időzítéséről. A gyújtásdiagnosztika alapfeladata is e két paraméter ellenőrzése, a rendszer működő (megbontatlan) állapotában. A diagnosztika feladatkörébe tartozik továbbá a hiba szerkezeti egység, alkatrész szintű behatárolása is, nevezetesen annak a megállapítása, hogy a hiba pl. a jeladóknál, a modul(ok)nál, a vezetékezésben van-e. Meg kell jegyezni, hogy komplex motormenedzsment rendszereknél, ahol a gyújtásirányítás eleme a motorirányításnak, a hagyományos stroboszkópos és oszcilloszkópos gyújtásdiagnosztika egyre inkább elveszti a gyakorlati jelentőségét. A gyújtás a gyújtógyertya és a gyújtóív - önmagában is kap az irányításban jeladó, illetve diagnosztikai feladatot. A gyújtásdiagnosztika így - ma kiemelten az EOBD rendszereknél - a fedélzeti (on-board) diagnosztika részévé válik. A gyújtórendszer elemeinek hibája esetén a rendszerelemeken (jeladók, modulok, vezetékek stb.) szükségessé váló további, önálló vizsgálatokat, méréseket már az autóvillamosság körébe soroljuk. A korszerű gyújtási rendszer javítása kizárólag alkatrészcserét jelent, beállítási igénye nincs A gyújtásienergia tárolás, átalakítás ellenőrző vizsgálata A napjainkban az általánosan használt gyújtás tekercsgyújtás (induktív energiatárolás), az energia betáplálása szakaszos, egyenfeszültségű, egyenáramú. (Van kivétel, ahol a primer oldal energiaellátása, váltakozó feszültséggel, nagyfrekvencián történik.) Ebből következően a gyújtórendszerekben az energiatárolás és a gyújtógyertya szikraközében az ív létrehozása a számtalan kiviteli változat, gyártó és gyártmány mellett is alapelvében azonos. A gyújtórendszerek megvalósítása, felépítése az említett kiviteli változatok miatt azonban nagy különbséget mutat, melyek következtében a vizsgálat módja, elsősorban a jel-elérés különbözősége miatt jelentősen eltérő lehet. A gyújtórendszerben a villamos energia változását így például a betáplálást, a transzformálást, a kisütést a rendszer különböző pontjain mért feszültség- és/vagy áramváltozás oszcilloszkóp segítségével jelenítjük meg, és a képek elemzésével tudásunkra alapozva minősítjük a végbemenő folyamatokat. Ezt nevezzük oszcilloszkópos gyújtásdiagnosztikának. Mód van arra is, hogy a jellegzetes rendszerparamétereket gyújtásdiagnosztikai elemző-műszer gyűjtse, majd azokat számszerűen, szórásértékükkel együtt megadja (pl. 1. henger szekunder csúcsfeszültség: X ± Y kv ) A gyújtásidőzítés ellenőrzése A gyújtásidőzítés a gyújtóenergia tüzelőanyag-levegő keverékbe történő bevitelének fázishelyzete a másik alapvető gyújtási jellemző. Üzemi értékének megállapítása (ellenőrzés, beállítás céljából) a diagnosztika (on-board vagy off-board) feladata. A gyújtásidőzítés fázishelyzete (általános szóhasználattal előgyújtás) alatt a forgattyúkarnak a motor felső (külső) holtpontjához viszonyított szöghelyzetét értjük. Ez a szöghelyzet, forgásirány szerint, ha az FHP előtt van, előgyújtásról, ha utána, utógyújtásról beszélünk. (Van olyan alapbeállítási értékmegadási mód is, amikor a dugattyú FHP-től visszamért útja adja az előgyújtási helyzetet.) Az előgyújtás (utógyújtás) értékét a teljes motorüzemi tartományban a gyártó adja meg. Ez lehet mechanikus rendszereknél röpsúllyal beállított egyetlen karakterisztika, vagy a Nagyszokolyai Iván, KEFO

101 6. GYÚJTÁSVIZSGÁLAT 101 motortehelést is fegyelembe vevő vákuumos állítás, elektronikus rendszereknél peremfeltételekkel azonosított karakterisztika sor vagy jellegmezőként megadott értéktáblázat. A gyújtásidőzítés tényleges értékét üzem közben számos motorparaméter módosíthatja, így például a motorhőmérséklet, a motor kopogásos égése, a kipufogógáz visszavezetés ténye stb. A gyújtásidőzítés egy járulékos funkciója az előgyújtás értékének változtatása révén az alapjárati fordulatszám állandósítása. Hagyományos gyújtórendszernél nevezetes érték a beállítható alapjárati alapelőgyújtás. Irányított (motronic típusú) rendszereknél a fordulatszámállandósító előgyújtás-szabályozás miatt nincs értelmezve az üzemi alapelőgyújtás névleges értéke, csak az értéktartománya. (Az elosztó behelyezésénél az alapbeállításhoz szükséges érték természetesen meghatározott.) A stroboszkóp lámpával, valamint a vonatkozási jeladó alkalmazásával történő előgyújtásmérés műveleteit a gyakorlati órákon ismerhetik meg A gyújtórendszerben a villamos energia változás folyamatának diagnosztikai ellenőrzése A következőkben részletesen csak a nem mechanikus primeráram megszakítású, primeráramvezérelt, illetve elektronikusan irányított gyújtórendszerek diagnosztikai vizsgálatával foglalkozunk. Feltételezzük az erre vonatkozó autóvillamossági alapismereteket. A hagyományos gyújtás vizsgálatát, a lényegre szorítkozva, csak táblázatos formában mutatjuk be, mellőzve a részletes magyarázatot, mert azt számos kiváló szakkönyv tárgyalja. A gyújtás eredményessége (több tényező mellett) a keverékbe bevitt aktiválási energia jellemzőin múlik. A gyújtásdiagnosztika egyik feladata annak ellenőrzése, hogy az energiabevitel előfeltételei, nevezetesen az energiabetárolás, majd az ívképzés megfelelőek-e. Ezt a felkészülés (primeráram-kialakulás, vezérlés), a megszakítás, majd a kisülés folyamatainak nyomon követésével ellenőrizhetjük. Az induktív energiatárolásnál a gyújtótranszformátor (gyújtótekercs) primer oldali tekercsét áramjárttá kell tenni, a megszakítás előtt közvetlenül pedig függetlenül a motor fordulatszámától állandó áramértéket kell beállítani. A gyújtás primer körében lezajló feszültségváltozás valamennyi jellegzetessége az oszcilloszkóp ún. primer képén (6.1. ábra) figyelhető meg. Az ábrába a primer áram alakulását is berajzoltuk (ilyen elrendezésben természetesen az oszcilloszkópon nem jeleníthető meg!). Az 6.1/a ábra kis fordulaton ( alapjárat), az 6.1/b ábra nagy fordulatszámnál ( 4000 min -1 ) mutatja a primer feszültség és a primer áram változását. Nagyszokolyai Iván, KEFO

102 102 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 6.1/a. ábra 6.1/b. ábra A primer kép elemzésénél a mért (memóriában eltárolt) képet a jó állapotot tükröző ún. normál alakkal kell egybevetni, nevezetesen megvizsgálandó: - a primeráram bekapcsolásának a szöghelyzete (a zárásszög), az áramindulás kezdetének nyugodtsága (zavarmentessége, esetleg kis amplitúdójú feszültséglengése), - az áramkorlátozás bekövetkezésének ténye és nyugodt átmenete, - a megszakítás éles sarka, majd a primer önindukciós feszültség meredek felfutása, - a primer csúcsfeszültség értéke, a csúcsértékek szórása, - az ívfeszültség lefutása (szekunderoldalról transzformálódó jel), az ív időtartama, - az ívkioltás után a feszültséglengés mértéke, - a nyitási szögtartományban a zavarmentes, állandó feszültség (U 15 ). Nagyszokolyai Iván, KEFO

103 6. GYÚJTÁSVIZSGÁLAT 103 Mindennek kis és nagy fordulatszámon azonos jelleggel kell végbemennie. A fordulatszám függvényében a primeráram bekapcsolás szöghelyzetének megváltozása a zárásszögvezérlés tényét mutatja. Célszerű a primer feszültségváltozást a zárásszög tartományában, a primer kép nagyobb függőleges erősítése mellett is vizsgálni, mivel így tudjuk a részleteket jól megfigyelni, a primer áram alakulására, illetve az ezt vezérlő áramkör helyes működésére következtetni (6.2. ábra) ábra A szekunder feszültség képe (szekunderkép) a feszültség-transzformáció következtében, a maga törvényei szerint tükrözi a primer folyamatokat, a primer képet. Azonban a szekunder köri események: az ív kialakulása, fennállása és kialvása visszahat a primer oldalra, a primer képre. A 6.3. ábrán bemutatott szekunder képen feltüntettük az értékelésre alkalmas jellegzetességeket. A szekunder képen megfigyelhető: 6.3. ábra - a megszakítás éles sarka, meredek felfutása, Nagyszokolyai Iván, KEFO

104 104 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA - a szekunder csúcsfeszültség (U sz-csúcs ) értéke, ingadozása, - az ívfenntartó feszültség, annak egyenletes alakulása, az ív időtartama, - az ívkialvás indukciós feszültsége, a feszültséglengés, - a zárásszög értéke, változása a fordulatszám függvényében, - az áramkorlátozás bekövetkezésének ténye és lefolyása. Célszerű erre alkalmas oszcilloszkóp birtokában hirtelen gázadás (ezzel együtt járó terhelésnövekedés) hatására kialakuló szekunder gyújtásképet is megvizsgálni (lásd a táblázatban foglaltakat). Az oszcilloszkópos gyújtásvizsgálat új irányzata szerint (Csordás Béla nyomán) az ívkisülést megelőző szekunderköri eseményeket kell vizsgálat alá vonni. Ezek az események a megszakítás és az ív létrejötte, a szikrafej kialakulása közötti időben játszódnak le. Tehát az eddig csak feszültségimpulzusként (tüske) megjelenített szekunder csúcsfeszültség fel- és lefutó oldalának feszültségváltozását kell láthatóvá tenni. A keverék gyújtása (a reakcióképes közeg molekuláinak aktiválása) a szikrafej energiájának hatására következik be. A szikrafej fennállásának időintervalluma s. A megszakítást követően a szekunder köri kapacitások (szekunder kábelek, elosztó /ha van/, gyújtógyertya) töltődnek fel, az ív létrejöttekor a szekunder kapacitásokon felhalmozott töltés sül ki. Az új vizsgálati módszer szerint a megszakítást követő töltésfelhalmozódást kell megfigyelni, majd a kisülés első, kb. 10 s tartományát. A gyújtás szempontjából lényegi folyamatok: a szekunderoldali energiabevitel és a szikrafej kialakulás ekkor történik meg. Ha ebben rendellenességet figyelünk meg, át kell vizsgálnunk az ezt a folyamatot előkészítő primeroldali feszültségviszonyokat, valamint a szekunderoldal áramköri elemeit. A 6.4. ábrán gyertyakábelen, kapacitív fogóval mért feszültséglefolyás látható. Az információt a jelalak normál alakkal való összehasonlításából, időbeli alakulásából nyerjük, és kevésbé feszültségértékeiből. Ez utóbbi adatot a szekunderkép hagyományos megjelenítése szolgáltatja ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

105 6.5. Az oszcilloszkópos gyújtásdiagnosztika áttekintő mérési technológiája Mechanikus megszakítóval vezérelt gyújtás A vizsgálat megnevezése 1. Maximális üzemi szekundercsúcsfeszültség vizsgálata FIGYELEM! A VIZSGÁLAT CSAK AKKOR HAJTHATÓ VÉGRE, HA A GYÁRTÓ EN- GEDÉLYEZI A GYERTYA- KÁBEL ÜZEM KÖZBENI LEVÉTELÉT A GYÚJTÓ- GYERTYÁRÓL! 2. Szekunder áramkör szigetelésvizsgálata 3. Szekunder áramkör ellenállás-vizsgálata 4. Gyújtótekercsés kondenzátor vizsgálat 5. Megszakítóvizsgálat A vizsgálat célja Vizsgálati körülmények A gyújtórendszer átfogó állapotvizsgálata szekunder terheletlen csúcsfeszültség értékelésével. (A szekunder terheletlen csúcsfeszültséget úgy hozzuk létre, hogy a gyertya szekunder körében nem engedjük meg az ív alakulását. Lásd a technológiát.) A szekunder köri szigeteléshibák behatárolása. Annak megállapítása, hogy rendellenesen nagy-e a szekunder kör ellenállása. A gyújtótranszformátor és a kondenzátor állapotvizsgálata. A megszakító, a megszakítóbütyök és a kondenzátor állapotvizsgálata. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. A kv jelű üzemmód állítása kv mérési tartomány állítása. 4. Sorozatkép-üzemmód állítása. 5. Szigetelt fogóval egy gyújtógyertyáról húzzuk le a vezetéket, tartsuk messze a motortesttől. 6. Olvassuk le a képernyőről a maximális szekunder csúcsfeszültséget. 7. Csatlakoztassuk a gyertyakábelt a gyújtógyertyára. 1. Az előző műveleti lépések végrehajtása. 2. A képernyőn lefelé irányuló maximális feszültségcsúcs megfigyelése. 3. A gyújtógyertyakábel visszacsatolása. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a kv jelű üzemmódot. 3. Állítsuk a 25 kv-os mérési tartományt. 4. Állítsuk a rasztereltérés-üzemmódot. 5. Vizsgáljuk meg az egyes gyújtószikra-kisüléshez tartozó feszültségjelalakot. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a V vagy a kv üzemállapotot. 3. Állítsuk az 50 kv/500 V mérési tartományt. 4. Állítsuk a szuperponáltképüzemmódot. 5. Figyeljük meg a nyitási szögtartományban a primer és szekunder feszültségjelet. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a kv vagy a V jelű üzemállapotot. 3. Állítsuk a 25 kv/25 V méréstartományt. 4. Állítsuk a szuperponált üzemmódot. 5. Figyeljük meg a megszakító zárási pontjához tartozó feszültségjelalakot. Normális vizsgálati eredmények A szekunder csúcsfeszültségnek minimum 20 kv-nak kell lennie. A terheletlen szekunder feszültségrezgés lefelé irányuló csúcsértéknek az első felfelé mutatóénak legalább a felének kell lennie. A csúcs hiánya, vagy rendellenes csúcshelyek szigetelési hibára utalnak. A gyújtószikra kisülésének megfelelő szekunder feszültségjelalak közel állandó kv közötti értékű, időtartama 0,5...1,5 ms. A nyitási tartományban a primer képen a szikrakisülés alatt és azt követően, a szekunder képen az ívkisülés után, fokozatosan csillapodó, nyugodt lefolyású feszültségrezgésnek kell kialakulnia. A primer képen határozott feszültségesést (- ugrást), a szekunder képen feszült-ségugrást és azt követő növekvő feszültség-változásra szuperponáló rezgést láthatunk. A zárási tartományban, a szekunder képen feszültségváltozásra utaló jel, feszültségrezgés, feszültségugrás nem lehet. Rendellenes vizsgálati eredmények, lehetséges hibák és elhárításuk 1. Hibás gyújtótranszformátor. 2. Nem megfelelő zárásszögérték. 3. Rendellenesen nagy primer köri ohmikus ellenállás. 4. Hibás szekunder köri szigetelés. 5. Primer feszültség kis érték. Ha a hiba néhány hengernél jelentkezik: 1. Hibás elosztófedél. 2. Hibás gyújtógyertyakábel. Ha a hiba valamennyi hengernél jelentkezik: 1. Törött vagy szennyezett gyújtótranszformátor-fedél. 2. Hibás forgóelosztó (elosztópipa). 3. Hibás gyújtótranszformátortekercsek. 4. Hibás elosztófedél. Rendellenes, ha a szikrakisülés kezdeti feszültségértéke 4 kv felett van, a feszültséglefolyás eső és az időtartam rövidebb, mint a normális érték. 1. Elosztópipa-beégés. 2. Rendellenesen nagy ellenállású gyújtókábel. 3. Beégett elosztófedélcsatlakozások. 4. Hibás gyújtógyertya. 1. Gyújtótranszformátortekercszárlat. 2. Kondenzátorhiba. 3. A vezetékek nagy ohmikus ellenállása. 4. A kondenzátorcsatlakoztatás hibája. 1. Megszakítókalapács rugóhibája. 2. Rendellenesen nagy elosztórezgés. 3. Megszakítóbütyök-kopás. 4. Megszakítóérintkező-hiba. 5. Hibás kondenzátor. Nagyszokolyai Iván, KEFO

106 106 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A vizsgálat megnevezése 6. Gyújtásirendszer állapotvizsgálat, terhelés alatt, hirtelen motorfordulatszám növeléssel. 7. Hengerenkénti gyújtásfeszültség-lefolyások összehasonlító vizsgálata. 8. Gyújtásidőzítésegyenletesség. 9. Gyújtótekercs kimenő (szekunder) feszültség vizsgálat (motorforgatási állapotban). FIGYELEM! A VIZSGÁLAT CSAK AKKOR HAJTHATÓ VÉGRE, HA A GYÁRTÓ EN- GEDÉLYEZI A SZE-KUNDER KÖR TERHE- LETLEN ÜZE- MÉT. A vizsgálat célja Vizsgálati körülmények Az egyes gyújtógyertyák üzemének ellenőrzése terhelés alatt. Az egyes feszültségképek (nagyított) részleteinek összehasonlító vizsgálata. Annak megállapítása, hogy a hengerenkénti gyújtásidőzítés egyenletessége megfelelő-e. A gyújtórendszer primer kör és a gyújtótranszformátor ellenőrzése. A vizsgálat elvégzése akkor ajánlott, ha a motor nem, vagy nehezen indul. 1. Motorüzemeltetés alapjárati fordulatszámon. 2. Állítsuk a kv jelű üzemállapotot. 3. Állítsuk az 50 kv/500 V méréstartományt. 4. Állítsuk a sorozatképüzemállapotot. 5. Hirtelen gyorsítsuk fel a motort hozzávetőlegesen 4000 min 1 fordulatszámig, majd engedjük vissza a gázkar eleresztésével alapjárati fordulatszámra. 6. Figyeljük meg a szekunderfeszültség-csúcs értékének változását a fordulatszám-változás alatt. 1. Járassuk a motort mi -1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a V vagy a kv üzemállapotot. 3. Állítsuk az 50 kv/500 V mérési tartományt. 4. Állítsuk a sorozatkép-üzemállapotot. 5. A vizsgálandó henger primer vagy szekunder képét emeljük ki, úgy, hogy a gyújtási sorrendnek megfelelő sorszámát adjuk be a kezelőpulton. 6. Figyeljük meg a jelet, hasonlítsuk össze a részleteket a többi henger gyújtásképeivel. 7. A kezelőpulton visszaállítjuk az eredeti képelrendezést. 8. Az műveleteket valamennyi hengernél elvégezhetjük. 9. Ha a kezelőpulton két számot adunk be, akkor az annak megfelelő két gyújtáskép szuper-ponáltan kerül kiemelésre. 1. Járassuk a motort min -1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a szuperponált kép üzemmódot. 3. Állítsuk a V vagy a kv üzemmódot. 4. Állítsuk a 25 kv/25 V mérési tartományt. 5. Figyeljük meg a megszakításhoz tartozó jelrészletet, állapítsuk meg az esemény hengerenkénti szöghelyzetét, ill. szöghelyzet-azonosságát. 1. Húzzuk ki a központi szekunder kábelt a gyújtáselosztó fedélből, ügyeljünk arra, hogy ne testeljen le. 2. Állítsuk a kv jelű üzemmódot. 3. Állítsuk az 50 kv méréstartományt. 4. Állítsuk a szuperponált kép üzemállapotot. 5. Az indítómotorral forgassuk meg a motort. 6. Figyeljük meg a feszültséggel maximális értékét. 7. Állítsuk helyre a gyújtórendszer bekötését. Normális vizsgálati eredmények Minden egyes hengerhez tartozó szekunderfeszültség-csúcsnak mérsékelten és egyenletesen növekednie kell a motorgyorsítás során. Nem lehetnek kiugróan nagy, vagy kis csúcsértékek az átlaghoz képest. A normál jelalakok ismeretében az egyes jelrészletek elemzése, az eltérések megállapítása. Az egyenlőtlenség nem haladhatja meg a 2 fokot, mely 4 hengeres motornál 2%-ot, 6 hengeres motornál 4%- ot, 8 hengeres motornál 6%-ot jelent. A szekunderfeszültségcsúcsnak meg kell haladnia a 20 kv értéket. Rendellenes vizsgálati eredmények, lehetséges hibák és elhárításuk Ha a szekunderfeszültségcsúcs erőteljesen (kiugróan) növekszik: 1. Nagy gyújtógyertyaelektródahézag. 2. Túlzott gyújtógyertyaelektróda-fogyás. 3. Szakadt szekunder vezeték. 4. Nem megfelelő keverékösszetétel. 5. Vákuumos előgyújtásszabályzó hibája. Jelentős eltérés esetén az előzőekben részletezett vizsgálatokat kell értelem szerint végrehajtani. Gyújtáselosztó és gyújtáselosztó-hajtás hiba. 1. Kis akkumulátor kapocsfeszültség. 2. Rendellenesen nagy indítómotor-áramfelvétel. 3. Hibás gyújtáskapcsoló. 4. Hibás az előtét-ellenállás áramköre. 5. Rendellenes zárásszögérték. 6. Rendellenesen nagy elosztóellenállás. 7. Hibás gyújtótranszformátor és /vagy kondenzátor. 8. Kontakthiba a primer körben. Nagyszokolyai Iván, KEFO

107 6. GYÚJTÁSVIZSGÁLAT 107 A vizsgálat megnevezése 10. Gyújtótekercs polaritás vizsgálat. 11. Szekunder csúcsfeszültség vizsgálat. A vizsgálat célja Vizsgálati körülmények Annak megállapítása, hogy a gyújtótekercs a megfelelő polaritással állítja-e elő a szekunderfeszültség jeleit. Annak megállapítása, hogy a szekunder csúcsfeszültség a megadott értéktartományban van-e. Görgős járműfékpadi terheléses vizsgálati körülmények között a szekunder csúcsfeszültség a terheletlen állapotban mérthez képest 2 4 kv értékkel növekedhet. A 3 kv értékű tűrésmező érvénye ekkor is fennáll. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a kv jelű üzemmódot. 3. Állítsuk a 25 kv méréshatárt. 4. Állítsuk a szuperponált kép üzemmódot. 5. Figyeljük meg a megszakítást követő szekunderfeszültségjelet, a feszültségcsúcs helyzetét. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a kv jelű üzemmódot. 3. Állítsuk a 25 kv méréshatárt. 4. Állítsuk a szuperponált kép üzemmódot. 5. Figyeljük meg a megszakítást követő szekunderfeszültségjelet, a feszültségcsúcs helyzetét. Normális vizsgálati eredmények A megszakítást követő első feszültségcsúcsnak a képernyőn felfelé kell mutatnia. Az egyes hengerekhez tartozó szekunder csúcsfeszültség értékei 3 kv-nál nagyobb mértékben nem térhetnek el egymástól és 5 és 15 kv érték tartományon belül kell elhelyezkedniük. Rendellenes vizsgálati eredmények, lehetséges hibák és elhárításuk Cseréljük meg a primer köri vezetékeket a gyújtótranszformátor kapcsain. 1. Elhasználódott gyújtógyertya. 2. Hibás gyújtógyertyakábel. 3. Hibás elosztófedél. 4. Hibás vákuumos előgyújtás-- szabályzó Primeráram vezérelt, elektronikus gyújtás A vizsgálat megnevezése 1. Gyújtóív időtartamvizsgálata MEGJEGYZÉS: Ezt a vizsgálatot indítómotorral forgatott és üzemelő motornál is elvégezhetjük (az első módszer szerint akkor járjunk el, ha a motor nem indul be). A vizsgálat célja Vizsgálati körülmények Annak megállapítása, hogy a gyújtóív időtartama megfelelő-e? 1. Állítsuk az 5 ms vízszintes eltérítést. 2. Állítsuk a szekunderkép-vizsgálat üzemmódot. 3. Válasszuk a 0 25 kv-os mérési tartományt. 4. Járassuk a motort min - 1 fordulaton, és olvassuk le az ívidőtartamokat. Normális vizsgálati eredmények Az ívidőtartamnak 0,8 és 2,0 ms között kell lennie. Az 1,5 ms a jó érték. Rendellenes vizsgálati eredmények, lehetséges hibák és elhárításuk Az időtartam túl rövid: 1. Nagy primerköri ohmikus ellenállás. 2. Alacsony gyújtótekercs, kimenő szekunder feszültség. Az időtartam túl hosszú: 1. Hibás gyújtógyertya. 2. Kis kompresszió-végnyomás. 3. Gyújtógyertya-elektródahézag kicsi. Nagyszokolyai Iván, KEFO

108 108 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A vizsgálat megnevezése 2. Szekunder csúcsfeszültségvizsgálat. A vizsgálat célja Vizsgálati körülmények Annak megállapítása, hogy a szekunder csúcsfeszültség a normális értéktartományon belül van-e? 1. Indítsuk be a motort, és min -1 között beállított fordulatszámon járassuk. 2. Állítsuk a szekunderkép-vizsgálat üzemmódot. 3. Állítsuk a kv mérési tartományt. 4. Állítsuk a sorozatkép üzemmódot. 5. Olvassuk le a szekundercsúcsfeszültség-értéket. Normális vizsgálati eredmények A szekunder csúcsfeszültségnek kv tartományban kell lennie, a csúcsfeszültség-eltérés az egyes hengerek között kisebb legyen, mint 3 kv. Rendellenes vizsgálati eredmények, lehetséges hibák és elhárításuk A szekundercsúcsfeszültségértékek egyenlőtlenek (néhány nagy értékű): 1. Elhasználódott gyújtógyertya. 2. Gyújtókábel-szakadás. 3. Elhasználódott gyújtáselosztófedél. 4. Vákuumos előgyújtás-állító rendellenes mértékben tömítetlen. A szekundercsúcsfeszültségértékek egyenlők, de néhány kiemelkedően nagy értékű: 1. Szakadt gyújtótrafó szekunder tekercs. 2. Elhasználódott gyújtógyertyák. 3. Elosztóban nagy hézag a rotor és a szegmensek között. 4. Túl kis előgyújtásérték. 5. Rendellenesen szegény keverék-összetétel. 3. A szekunder kör vizsgálata. 4. Szekunder köri ellenállásvizsgálat. 5. Gyújtótekercs vizsgálat. A szekunder kör szigetelési, testelési hibáinak feltárása. A még elfogadható szekunder köri ellenállás megállapítása az ívfenntartó feszültség elemzésével. A gyújtótekercs állapotvizsgálata a szekunder feszültséglefolyás közbenső feszültséglengése alapján. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a szekunderkép-vizsgálat üzemmódot. 3. Állítsuk a sorozatkép üzemmódot. 4. Állítsuk a kv mérési tartományt. 5. Alkalmazzunk szigetelt fogójú testelővezetéket. 6. Vezessük végig a testelővezetéket az alábbi gyújtórendszeri elemeken, miközben figyeljük meg a szekunder csúcsfesz. értékét: a. gyújtótranszformátor-fedél b. szekunder vezetékek, csatlakozások c. gyújtáselosztó fedél Mint az előző vizsgálatnál. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a rasztereltérítés üzemmódot. 3. Állítsuk a V vagy a kv mérési tartományt. 4. Figyeljük meg a közbenső feszültségrezgést. Ahol szigetelési hiba van, az oszcilloszkópon megfigyelhető a szekunder csúcsfeszültség értékcsökkenése. Az ívfenntartó feszültség legyen kv között és viszonylag egyenletes szintű. A feszültséglengésnek egyenletesen csillapodónak kell lennie. Szekundercsúcsfeszültségértékek egyenlőtlenek, néhány kis értékű: 1. Kis kompresszió csúcsnyomás érték. 2. Hibás gyújtógyertya. 3. Helytelen gyújtógyertya elektródahézag érték. 4. Gyújtógyertya kábel rövidzár (testelés). 5. Gyújtógyertya szigetelő törés. A hibás gyújtórendszeri alkatrészt ki kell cserélni. 1. Zavarszűrő ellenállások hibája, rossz gyertyakábel. 2. Gyújtáselosztófedél-hiba, rotorhiba. 3. Hibás gyújtógyertya. 1. Gyújtótranszformátor tekercszárlat. Nagyszokolyai Iván, KEFO

109 6. GYÚJTÁSVIZSGÁLAT 109 A vizsgálat megnevezése 6. Gyújtásidőzítésegyenletesség. 7. Gyújtómodulvizsgálat. A vizsgálat célja Vizsgálati körülmények Annak megállapítása, hogy a hengerenkénti gyújtásidőzítés egyenletessége megfelelő-e. Annak megállapítása, hogy a gyújtómodul a zárásszögvezérlést és az áramkorlátozást megvalósítja-e. 1. Járassuk a motort min - 1 között beállított fordulatszámon. 2. Állítsuk a szuperponált kép üzemmódot. 3. Állítsuk a V vagy a kv mérési tartományt. 4. Figyeljük meg a megszakítási (kapcsoló tranzisztor áram bekapcsolási) jelet, állapítsuk meg az esemény hengerenkénti szöghelyzetét, ill. szöghelyzet-azonosságát. 1. Járassuk a motort alapjáraton. 2. Állítsuk a szuperponált kép üzemmódot. 3. Állítsuk a V vagy a kv mérési tartományt. 4. Figyeljük meg a zárásszög értékét és az áramkorlátozásra utaló jelrészlet helyzetét. 5. Növeljük meg a fordulatszámot 3000 min -1 értékre. 6. Figyeljük meg a zárásszög értékét és az áramkorlátozásra utaló jelrészlet helyzetét. Normális vizsgálati eredmények Az egyenlőtlenség nem haladhatja meg a 2 fokot, mely 4 hengeres motornál 2%-ot, 6 hengeres motornál 4%- ot, 8 hengeres motornál 6%-ot jelent. A fordulatszám növelésével a zárásszögnek növekednie kell. Az áramkorlátozásra utaló jelnek a fordulatszám növelésével csak csekély mértékben szabad elmozdulnia. Rendellenes vizsgálati eredmények, lehetséges hibák és elhárításuk Gyújtáselosztó- és gyújtáselosztóhajtás-hiba. Ha a funkció nem valósul meg, gyújtómodul csere Az oszcilloszkópos gyújtásvizsgáló műszeregység csatlakoztatása A gyújtás primer képét a gyújtótekercs megszakító felöli (1-es jelű) pontjáról, galvanikus kapcsolattal (csipesz) vesszük le. A gyújtás szekunder képét kapacitív csatolással (kapacitív fogó) a gyújtáselosztó és a gyújtótekercs közötti, 4-es jelű kábelről, vagy az egyes gyújtógyertya kábelekről vesszük le. A szinkronizálást az 1-es henger gyújtógyertya kábelére helyezett indukciós fogó (szinkronfogó vagy trigger-fogó) jele adja. Ez a jel fordulatszám-mérésre és a stroboszkóp-lámpa vezérlésére is felhasználható. Egy adott henger gyújtásképe gyújtásának zárás és nyitásszög tartománya alatti primer, illetve szekunder feszültséglefolyását jelenti. A motor hengereinek gyújtásképeit különböző elrendezésben jeleníthetjük meg az oszcilloszkóp képernyőjén: 1. gyújtási sorrendnek megfelelően, egymást követően sorban (soros elrendezés), illetve 2. egymás alatt (párhuzamos vagy raszter elrendezés) és 3. egymásra helyezve (szuperponált elrendezés). Egyes gyártók lehetővé teszik, hogy 4. a soros képből egyet kiemeljünk, 5. csak meghatározott hengerek gyújtásképeit szuperponáljunk, 6. a gyújtásképet zárási szöggel indítsuk, 7. a zárási tartomány függőleges erősítését megnöveljük, az ívtartományt 5 vagy 30 ms időalappal kinagyítsuk A gyújtásvizsgáló analóg oszcilloszkóp felépítése és csatlakoztatása a hagyományos gyújtórendszerhez A gyújtásvizsgáló analóg oszcilloszkóp blokkvázlat-szintű alapfelépítését az 6.5. ábrán mutatjuk be (BOSCH grafika). Csatlakozásai, jeladói az egy gyújtótekerccsel rendelkező, elosztós gyújtáshoz illeszkednek. (Tekintsétek át a gyújtásrendszerek lehetséges változatait! Több Nagyszokolyai Iván, KEFO

110 110 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA gyújtótekerccsel, több elosztóval, hengerenként több gyertyával rendelkezőkre, illetve az elosztós vagy elosztó nélküli változatokra gondoljatok! ) 6.5. ábra A képernyőre (1) érkező katódsugarat a 2-es sugárforrás állítja elő. A függőleges eltérítését az Y erősítő (3), illetve tekercs végzi. A vízszintes eltérítés X erősítőjét, illetve tekercsét a 4- es jelű blokk jelzi. Az indító (trigger) jelet az 1-es henger gyertyakábelre helyezett indukciós fogótól (9), megfelelő jelátalakítón (8), valamint logikai feltételeket érvényesítő áramkörökön (6 gyújtási sorrend szinkronizáló, 5 képelrendezés és eltérítési mód generátor) keresztül kapja. A vízszintes eltérítés (gyújtás)szögtartó, azaz fordulatszámtól függő eltérítési sebességű. Ez azt jelenti, hogy a képernyőt mindig a teljes gyújtási szögnek megfelelő kép tölti ki. (Vannak kivételek, amikor időalapú az eltérítés.) A 13-as választókapcsoló a szekunder (SEK), a primer (PRIM) és laborszkópként más jelek (SPEZ, pl. generátor) bemenetét kapcsolja a függőleges erősítőre (3). A szekunder kapacitív fogót (15) a szekunder központi kábelre kell csíptetni, a primer feszültséget (11) a gyújtótekercs 1-es pontjáról vesszük le. Kiegészítő mérésekhez szükséges a tekercs 15-ös pontjáról is levenni a feszültséget (12). A megjelenítés módjának kiválasztása, a hengerszám megadása a 7-es blokkba foglalt kezelőszervekkel lehetséges Csatlakoztatás elosztó nélküli gyújtórendszerekhez Mint azt a bevezetőben említettük, a napjainkban üzemeltett gépjárművekben a hagyományos és a korszerű gyújtóberendezések számtalan változata található, ennek megfelelően a gyújtásvizsgáló műszereknek, motordiagnosztikai próbapadoknak célszerűen valamennyi típushoz megfelelő csatlakozókkal és gyújtáskép-rendező elektronikával, illetve szoftverrel kell rendelkezniük. Az elosztó nélküli kétszikrás vagy parazitaszikrás gyújtásoknál (egy gyújtótekercs két henger gyújtását látja el) külön feladatot jelent a jelek levétele és a képek rendezése. A gyújtásvizsgáló oszcilloszkóp bekötését a 6.6. ábrán (BOSCH grafika) mutatjuk be. Egy tekercshez tartozó mindkét szekunder kábelen kell mérni. Az adott henger gyújtáskábelén felváltva jelenik meg a Nagyszokolyai Iván, KEFO

111 6. GYÚJTÁSVIZSGÁLAT 111 tényleges gyújtás szekunderképe, majd a parazita gyújtásé (szikraképzés a kipufogási ütemben). A kétkivezetéses tekercs másik hengerhez tartozó szekunder kábelén hasonló, csak az előzőhöz képest fordított polaritású szekunder feszültségkép jelenik meg. Mivel a négy, illetve hathengerű motoroknál két, illetve három kétkivezetéses gyújtótranszformátor van, ennek megfelelően 4 vagy 6 szekunder kapacitív szondát kell felhelyezni. A képek több feltétel szerint is sorban rendezhetőek: csak pozitív állásúak, csak negatív állásúak, a gyújtó és a parazita abszolút módon összegezve. A megjelenítéshez szükséges a szinkron-fogó jele, tekercsenként az 1-es pontról levett feszültség, továbbá az akkumulátor és a 15-ös pont feszültsége ábra A hengerenkénti vagy egyedi gyújtásoknál tovább nehezedik a gyújtásképek jelelvételi lehetősége. A szekunder kábel hiánya, illetve nehéz elérhetősége miatt a szekunder feszültség csak a transzformátorra helyezett csatoló lemezzel vehető le. Az így nyert érték alakhelyesen írja le a folyamatot, de nem kalibrálható. A csatolást a 6.7. ábra (BOSCH grafika) mutatja. A primer feszültségjelek a gyújtótekercs 1-es kimeneteinél érhetők el. A szinkron-fogót az ECU és az 1-es pont közötti vezetékre kell tenni. A környezetvédelem, a katalizátorvédelem, az üzembiztonság érdekében a gyújtórendszerek megbontását ha lehet el kell kerülni. Ezért a diagnosztikai vizsgálatánál olyan jelelvételi megoldásokat alkalmazzunk, melyekhez a gyári csatlakozásokat nem kell megbontani. Nagyszokolyai Iván, KEFO

112 112 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 6.7. ábra A gyújtásvizsgálatnál legyünk nagyon óvatosak, mert a nagy energiájú gyújtórendszerek veszélyt jelentenek az emberi szervezetre. Alkalmazzunk szigetelt fogót, vigyázzunk nehogy testhurok jöjjön létre. Ügyeljünk továbbá arra, nehogy nemkívánatos külső ívhúzás keletkezzen, mert az, például az elosztóházban található, vagy az arra szerelt elektronikus modulokat tönkre teszi. Nagyszokolyai Iván, KEFO

113 7. Az áramellátó- és indítórendszer diagnosztikai vizsgálata A gépjármű energiaháztartása és fedélzeti energiatárolása ma az üzembiztonság központi kérdése. Az autók alapvetően villamos energia függőek, mert irányításukat ezen belül a nagy energiaigényű végrehajtást elektromos rendszerek látják el. Mindezt csak tetézi, hogy a szériafelszerelésként beépített biztonsági, kényelmi és szórakoztató berendezések villamos energia igénye messze felülmúlja a korábbiakét. Az áramellátó rendszer kulcsszerepe miatt az energiaháztartás felügyelete a figyelmeztető jelzés szintről egyre inkább a gazdálkodó intelligens szintre emelkedik, ennek megfelelően a fedélzeti állapotfelügyelet, a fedélzeti diagnosztika figyelme is kiterjed rá. Ezek az intelligens felügyeleti rendszerek a 2000-es évek első évtizedében általánossá válnak, melyek a diagnosztikát is új utakra terelik. A nem fedélzeti diagnosztikában melynek jelentősége nem csökken, mert az on-board diagnosztika információival ezt csak támogatja az áramellátó és az indítórendszer, tehát a generátor, indítóakkumulátor a feszültségszabályozás, az indítómotor és a hozzájuk tartozó vezetékhálózat, valamint kapcsolók együttes és egységenkénti diagnosztikai vizsgálatának igénye merül. A vizsgálatokra elsősorban akkor kerül sor, ha bármiféle indítási nehézség lép fel, de az időszakos ellenőrző szerviz során sem haszontalan a méréseket elvégezni a rejtett, még funkciózavarokat nem okozó hibák feltárása érdekében. Az áramellátó és indítórendszer elemeinek szerkezeti kialakítása az utóbbi évtizedben jelentős átalakuláson ment keresztül a karbantartási igény csökkentése és a szerkezetintegráció miatt. Ez azt jelenti, hogy a diagnosztikai vizsgálatok egyszerűsödtek, lehetőségei a gyakorlatban nagyon beszűkültek. Gondoljunk a gondozásmentes (többnyire zárt edényű) akkumulátorra, a generátorba vagy a motorelektronikába épített elektronikus feszültségszabályzóra, az állandómágnesű indítómotorra vagy a teljesen zárt, csúszógyűrű nélküli generátorokra. Az igazi változást azonban az indító-generátor megjelenése fogja jelenteni Az akkumulátor indítóképességének vizsgálata Az akkumulátor önálló vizsgálata annak pillanatnyi töltöttsége és műszaki állapota (tárolóképessége) megállapítását célozza. A mérésre indítási problémák, garanciális elbírálás, hoszszabb tárolás utáni ellenőrzés, nem ismert előéletű akkumulátorok minősítésénél kerülhet sor. Az akkumulátor legnagyobb elektromos igénybevételét (áramkivétel) a motor indítási időtartama jelenti, mely alatt a feszültségérték nem eshet egy magadott érték alá. A diagnosztikai vizsgálat mérési paramétereinek célszerű ehhez a nagy igénybevételű állapothoz igazodnia. Az akkumulátor állapotáról, kapacitásáról biztos képet csak áramterhelés alatti vizsgálatokból nyerhetünk. Mivel a zárt edényű akkumulátoroknál a cellák külön-külön nem terhelhetőek, így csak a terhelt kapocsfeszültség alakulásának ismeretében minősíthető az indítóakkumulátor. (A cellánkénti feszültségmérés és az elektrolit sűrűségmérés, ha az végrehajtható, természetesen fontos információkat szolgáltat. Nem ezek a mérési módszerek avultak el, hanem a hozzáférés lehetetlenült.) Az akkumulátorok kapacitásának, indítóképességének gyártót kötelező típusvizsgálati előírásait szabványok rögzítik, melyek általában -18 o C akkumulátor kiinduló hőállapotra vonatkoznak. A hazai előírás szerint az indítóképességet az akkumulátor névleges Ah kapacitásérték háromszorosának megfelelő terhelőáram, azaz I t = 3xC 20 mellett kell mérni. A vizsgálat során a terhelőáramot közel állandó értéken tartva, a kisütést a névleges feszültség feléig kell folytatni. Az akkumulátor startkapacitás értéke akkor megfelelő, ha a kisütés ideje nagyobb három percnél. Nagyszokolyai Iván, KEFO

114 114 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A DIN szerint -18 C hőmérsékleten kell terhelni az akkumulátort az ún. hideg vizsgálati áramerősséggel, melyet az akkumulátorokon feltüntetnek. Értéke hozzávetőlegesen az Ah kapacitás négyszerese. A terhelés első 30 másodpercében a kapocsfeszültség nem lehet 8,4 V- ná1 kisebb, és 180 másodperc után pedig 6,0 V értékű lehet minimálisan. A szabványba foglalt értékek a diagnosztikai vizsgálatokhoz iránymutatóak, melyeket természetesen praktikus okokból nem lehet -18 o C hőmérsékleten felvenni. Az alábbi táblázat néhány diagnosztikai vizsgálati paramétert ad meg, a jellemzők 25 C induló elektrolit hőmérsékletre vonatkoznak. Terhelőáram (A) Terhelési idő (s) A kapocsfeszültség minimális értéke (V) 12 V-os akkumulátornál 3.C ,2 (megfelelő) 9,6 (még megfelelő) 9,2 (nem megfelelő) 4.C ,0 (megfelelő) 5.C ,6 (megfelelő) A 3.C 20 terhelőáram értéknél és a 15 másodperces terhelési időnél egyes irodalmi források közlik a határérték hőmérsékletfüggését is: t ( C) U k (V) 9,6 9,58 9,5 9,4 9,3 9,15 8,95 8,75 8,6 Amennyiben a feszültségesés meghaladja a határértéket, úgy ez két okra is visszavezethető: a hibás vagy a nem kellően feltöltött akkumulátor műszaki állapotra. Ha nem volt kellően feltöltve az akkumulátor, akkor természetesen nagyobb a feszültségesés. Ha a startkapacitásmérés előtt módunkban áll nyugalmi kapocsfeszültséget mérni (a hangsúly a nyugalmin van!), akkor annak értékéből már következtethetünk a pillanatnyi töltöttségre. Alacsony töltöttségi szintnél (U kny 12,3 V) nem célszerű a startkapacitásmérést elvégezni. Ahhoz, hogy a nem kellően töltött (és így hibásnak minősíthető) akkumulátort a ténylegesen hibástól (pl. zárlat, a megengedettnél nagyobb belső ellenállás, szulfátosodás stb.) elválaszthassuk, az akkumulátort gyorstöltés alá kell vetni. (Mit értünk gyorstöltés alatt?) Az akkumulátor-teszter egy jellemző kiviteli változatát (MotoMeter BZS 10) a 7.1. ábrán mutatjuk be. A nagy áramterhelésű akkumulátor-teszterek automatizált mérési programja, értékelő algoritmusa és minősítő határértékei a kezelő számára általában nem ismertek. Nagyszokolyai Iván, KEFO

115 7. AZ ÁRAMELLÁTÓ- ÉS INDÍTÓRENDSZER DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra Ezt a tudást a műszerbe beprogramozták (7.1. ábra 5), így a minősítés eredményét el kell fogadnunk. A vizsgálatra kerülő akkumulátor hidegindító-áramát vagy névleges kapacitásértékét a műszerrel közölnünk kell (bemenő adat). Mivel a terhelőellenállás (7.1. ábra 1) vagy ellenállások diszkrét értékűek, ezért a műszer az akkumulátor névleges adatainak, valamint a mért akkumulátor hőmérsékletnek (7.1. ábra 2) és a vizsgálati áramnak a függvényében határozza meg a mérési időt és a minősítő határfeszültség értékeket. Egy még megfelelő startkapacitású (indítóképességű) akkumulátor feszültségváltozását a 7.2. ábrán mutatunk be ábra A minősítő érték a mérési idő (t M ) végén kialakuló terhelt kapocsfeszültség (U k ). A terhelt kapocsfeszültség határértékei (U H1 és U H2 ) az áramterheléstől, a hőmérséklettől, a terhelési időtől és az akkumulátor névleges értékétől függenek. A jó műszaki állapotot tehát a mérési idő (t M ) végén mért, a határérték (U H2 ) feletti feszültségérték és a már előtte közel állandósuló feszültségszint jelzi. A 7.3. ábrán az A jelű grafikon alacsony töltöttségű, de nem hibás akkumulátort mutat, míg a B grafikon egyértelműen hibás akkumulátort jelez. Az A állapotú akkumulátor, gyorstöltés után valószínűleg jó minősítésű lesz. Nagyszokolyai Iván, KEFO

116 116 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 7.3. ábra Egyes műszereknél a terhelés után, egy adott időablakban (~ s), a kapocsfeszültség növekedésének mértéke és a visszaálló feszültségérték is szolgáltat adatot az értékeléshez. A 7.1. ábrán bemutatott műszer az akkumulátor töltöttségét (Ladezustand) és indítóképességét (Startfähigkeit) a teljes töltöttség, illetve az akkumulátor névleges indítóképességének százalékában adja meg (7.4. ábra) ábra 7.2. Az indítórendszer komplex diagnosztikai vizsgálata A gépjárműmotor indítórendszere annak működtetése közben, több jellemző együttes mérésével vizsgálandó. Akadályozzuk meg a motor beindulását. Otto-motornál a tápszivattyú relé eltávolításával (ne a gyújtást szüntessük meg!); EDC dízel-motornál a gyártó előírása szerint járjunk el. Mérendő paraméterek (melyeket diagnosztikai padok az áramellátó- és indítórendszer vizsgálati menüpontban felkínálnak): 1. az akkumulátor kapocsfeszültsége, Nagyszokolyai Iván, KEFO

117 7. AZ ÁRAMELLÁTÓ- ÉS INDÍTÓRENDSZER DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA az indítómotor áramfelvétele, 3. az indítási fordulatszám, 4. feszültségesés az akkumulátor pozitív pólusa és a motortest között, 5. feszültségesés a motortest és az akkumulátor negatív pólusa között, 6. feszültség a gyújtótekercs 15-ös pontján. A mérési kapcsolást a 7.5. ábrán tanulmányozhatjuk ábra Az indítómotor áramfelvételét egyrészről a belső égésű motor forgatási ellenállása határozza meg. A forgatási ellenállásra befolyással van a motor mechanikai ellenállása, a motorhőmérséklet (kenőanyag és hűtőközeg), a fojtószelephelyzet, (esetleg a gyújtógyertyák vagy porlasztók ki- vagy beszerelt helyzete), a motor tényleges kompresszió végnyomása stb. Az áramfelvételt másrészről az indítómotor műszaki állapota is befolyásolja, tehát az akkumulátor terhelése igen sok tényező együttes alakulásától függ. Az akkumulátor kapocsfeszültségének o C hőmérsékleten, 10 másodperces indítómotor működtetés után nem szabad 12 V-os rendszerben 9,5 V alá esnie. Kifogástalan állapotban 4-7 másodperc indítózás után állandósul a kapocsfeszültség 10,2 V érték felett, ekkor a vizsgálat befejezhető. Az áramfelvétel személygépkocsi 2 liter lökettérfogatú, Otto-motorjánál A, a fordulatszám min -1 között várható A generátor vizsgálata A generátor diagnosztikai vizsgálata a töltőáram névleges értékének ellenőrzésére és az egyenirányító diódák, valamint a fázistekercsek állapotvizsgálatára terjed ki. Mindenek előtt azonban a generátor villamos csatlakozóit, testvezetékét (!), az ékszíj és az ékszíjtárcsák állapotát, a generátor hangját vizsgáljuk meg. Vízhűtésű generátornál az esetleges szivárgásokat is derítsük fel. A generátor I t = f(n) töltőáram karakterisztikáját a gyártó megadja, kitűzve rajta a névleges üzemi pontot (7.6. ábra). Nagyszokolyai Iván, KEFO

118 118 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 7.6. ábra Általában egy karakterisztikát paraméterei azonosítanak, tehát azokat a karakterisztika vagy akár annak csak egy pontja felvételekor be kell állítani. Így van ez esetünkben is: a névleges pontot a névleges fordulatszám, a rendszerfeszültség és a teljes gerjesztés azonosítja. Diagnosztikai módszerekkel a diagnosztikától megkövetelhető pontossággal (±5%) módunkban áll a névleges pont felvétele. A motort járassuk a névleges fordulatszámon. Ha a gyártó a névleges fordulatszámot a generátor-tengely fordulatszámában adja meg, akkor a főtengelyáttétel ismeretében azt motorfordulatszámra át kell számítanunk. Az árammérő fogóval a töltőáramot mérhetjük a generátor töltővezetékén, de nagy hibát nem okozunk, ha az akkumulátor testkábelén mérünk. A teljes gerjesztést ki kell kényszerítenünk. A generátorba épített korszerű elektronikus feszültségszabályzók elérhetetlensége miatt nem tudjuk azokat, kapcsolási trükkel, maximális gerjesztőáram kivezérlésre bírni. A rendszerfeszültséget kell csökkentenünk, mert a feszültségszabályozás ezt érzékelve, teljes gerjesztést biztosít. Erre alkalmas megoldás, ha a vizsgálat alatt terhelővillával az akkumulátorból A áramot veszünk ki. Teljesítettük tehát a névleges árammérés két paraméterét: a mérési fordulatszámot és a teljes gerjesztést. A harmadik feltételnek a gépjárművön nem tudunk maradéktalanul eleget tenni, nevezetesen nem tudjuk pontosan beállítani az előírt (pl. 14 V) üzemi feszültséget. Az ebből eredő hiba részben korrigálható, részben a diagnosztikai értékelés szempontjából nem okoz nagy hibát. A generátor egyenirányító diódáinak és fázistekercseinek esetleges hibáit az egyenirányított feszültség oszcillogramjának segítségével azonosíthatjuk. Az egyenirányított rendszerfeszültség a háromfázisú, kétutas egyenirányítás eredményeként ingadozó. Az ingadozás periodikus feszültség-jelalakja az egyenirányításban résztvevő félvezetők szabályos működésének ujjlenyomata. A feszültség ingadozás (hullámosság, fodrozódás, angolul ripple) amplitúdója annál nagyobb, minél nagyobb a rendszer áramterhelése. A méréshez az oszcilloszkóp mérővezetékét az akkumulátor pólusaira csatlakoztassuk (de megtehetjük a D+ helyen is). Járassuk a motort kb min -1 fordulaton, kapcsoljunk be villamos fogyasztókat (ablakfűtés, világítás). A hibátlan állapotot tükröző képhez viszonyítva (7.7. ábra / forrás: BOSCH) könynyen megállapíthatjuk a hibás esetet. Nagyszokolyai Iván, KEFO

119 7. AZ ÁRAMELLÁTÓ- ÉS INDÍTÓRENDSZER DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra A 7.8. ábrán (forrás: BOSCH) látható jelalak-torzulást egy szakadt negatív diódára vezetünk vissza ábra Oszcillogram-gyűjteményekben szinte valamennyi érintett áramköri elem hibájának megfelelő képet megtalálunk. A diagnosztika szempontjából ennek nagy jelentősége nincs, mert bármilyen rendellenesség esetén a generátort ki kell szerelni A szabályozott feszültség mérése A fedélzeti feszültségszabályozás értéktartásának és megbízhatóságának ma különös jelentősége van. A rendszerfeszültség felső határértékének biztos betartása alapvető fontosságú a karbantartásmentes akkumulátorok és az elektronikai áramkörök szempontjából. Az akkumulátort semmi nem védi a túlfeszültséggel szemben. A névlegesnél nagyobb feszültség esetén a karbantartásmentes akkumulátornál is megindul az intenzív vízbontás és gázképződés, mely az akkumulátor felrobbanásához is vezethet. Az elektronikus rendszerek többsége ugyan túlfeszültség ellen védett, de amelyik nem (van ilyen ECU is!), az menthetetlenül tönkremegy. A rendszer szabályozott feszültségét az akkumulátor pólusaira csatlakozva mérjük. A motor fordulatszámát állítsuk be kb min -1 értékre, és ott tartsuk a mérés alatt. A szabályozott feszültség viszonylag lassan állandósul, tehát hosszabb ideig kell mérnünk. Két áramterhelés mellett is ellenőrizzük értékét, 10 A-nél kisebb, és kb. 25 A értéknél. Az áramot egyenárammérő (általában Hall-elemes) fogóval, az akkumulátor testkábelében mérjük. Ezt a mérést használjuk ki arra is, hogy a villamos rendszer nyugalmi helyzetében ellenőrizzük az áramfogyasztást (áramszivárgás mérés). A gépjárműben a gyújtáskulcs kivétele után is van fogyasztás (állandó fogyasztók). A mérés célja, hogy a nyugalmi fogyasztás normális, illetve rendellenes értéket megállapítsuk. Az akkumulátor nyugalmi kapocsfeszültsége hoszszabb időintervallumú (akár 10 óra) mérésének is van jelentősége, mert nem várt módon fogyasztó bekapcsolhat, mely lemeríti az akkumulátort. Ennek az eseménynek a felderítése érdekében van szükség feszültségszint átlépést regisztráló multiméter alkalmazására. Nagyszokolyai Iván, KEFO

120 8. Fékberendezések diagnosztikai vizsgálata A gépjármű fékberendezések hatásosságának ellenőrzése mind a hatósági vizsgáló állomások, mind a javító-karbantartó műhelyek egyik legfontosabb feladata. A fékberendezésnek mindig kifogástalan műszaki állapotban kell lennie, ennek hiányában a jármű nem vehet részt a forgalomban! A fékberendezés diagnosztikai vizsgálata két céllal történhet: 1. időszakos műszaki/forgalombiztonsági vizsgálat keretei között, a hatósági e1őírásokban rögzített minősítés szerint a fékműködés ellenőrzése, 2. szervizmunkák során a szükséges állapotvizsgálat végrehajtása, javítási műveletek után visszaellenőrzés. Ez utóbbi történhet a futásteljesítményhez kötött szervizátvizsgálások keretében vagy hibatünet esetén. Az ellenőrzés során meg kell győződni a típusra vonatkozó névleges tulajdonságok meglétéről, illetve hibatünet esetén meg kell állapítani a konkrét hibát, a műszaki állapotromlás mértékét. A fékjavítási munkákat (beleértve az alkatrészcserét is), mindig műszeres fékvizsgálatnak kell követnie! Jegyzetünk fékdiagnosztikára vonatkozó fejezete sem engedi meg, hogy bőven kifejtsünk minden szakember számára fontos ismeretet. Ezért tekintsük át, mivel tudunk foglalkozni, és melyek azok az ismeretek, melyeket a gyakorlatokon kell elsajátítani. Csoportosítjuk a fékvizsgálati módszereket, és rámutatunk arra, hogy a görgős fékerőmérő próbapadok bírnak a legnagyobb jelentőséggel. Rávilágítunk a fékezésvizsgálat és az időszakos ellenőrző fékvizsgálat kettősségére, bemutatjuk, hogy a műhelykörülmények között végzett próbapadi vizsgálat milyen mérés- és kiértékelés-technológia alapján lesz hatósági minősítő vizsgálat. Bemutatjuk a görgős próbapadot, de nem elemezzük annak erőviszonyait. Nem foglalkozunk a közúti fékezésvizsgálattal, a lassulásméréssel; más vizsgálóberendezésekkel, így pl. a lapos próbapaddal, valamint a próbapadok kalibrációjával A fékvizsgálat módszereinek csoportosítása A fékhatásosság ellenőrzésének számos módszere, vizsgálóberendezése és műszer-változata alakult ki. Nem törekedve teljességre, először tekintsük át a két fő vizsgálati lehetőséget Közúti fékvizsgálat: gépjárművek fékezési tulajdonságainak a vizsgálata A gépjárművek fékezési tulajdonságainak a vizsgálata a fékezés valóságos körülményei között végzett közúti vizsgálat, mely a fékút és a lassulás értékelésével történik. A gépjárművek típusvizsgálata során alkalmazott módszer, melynek során a fékutat, a lassulásváltozást és a fékműködtető erőt együttes kell regisztrálni Műhelyfeltételek között végzett fékvizsgálat: fékerőmérés A hatósági ellenőrzési és a javítóipari gyakorlatban a közúti fékezési vizsgálatot, mely alternatív módszerként megmarad, szükségszerűen fel kellett váltania a műhelycsarnokokban elvégezhető műszeres mérésnek, hogy biztonságosan minden minősítést zavaró körülményt (időjárás, forgalmi viszonyok, szubjektív megítélési lehetőséget) ki lehessen küszöbölni. A műhelyfeltételek között végzett vizsgálatok nem fékezési vizsgálatok, hanem többnyire a kerékfékszerkezet által előállított fékerő mérésén alapulnak. Nagyszokolyai Iván, KEFO

121 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA Ráfutólapos fékerőmérés A ráfutólapos vagy egyszerűen lap-fékerőmérő mérőeleme a talajszinten elhelyezett, hosszirányban elmozdulni képes (görgőkön nyugvó), és a járműhaladási irányban erőmérő cellához kötött, felületén érdesített mérőlap. A készülék kerekenként egy-egy, tehát négy lapból áll. Méréskor a gépjárművet km/h sebességre felgyorsítják, és amikor a kerekek talppontjai a mérőlapokra érnek, a gépjárművet hirtelen lefékezik. Mivel a mérőlap erőmérőre támaszkodik (lehet húzó és nyomó kivitelű), így az a talaj síkjában ébredő, a jármű haladási irányával azonos irányú fékerőt méri. Ezzel a fékmérési eljárással részletesen nem foglalkozunk, mert a hazai hatósági mérési gyakorlatban vele minősítő, joghatással járó mérés nem végezhető, diagnosztikai értéke azonban nagyon jelentős Görgős fékerőmérő berendezés Napjainkban a legelterjedtebben használt és a jövőre nézve is meghatározó üzemeltetői fékminősítési módszer a görgőspadi fékerőmérés módszere. A görgős fékerőmérő villamos motorjai az álló gépkocsi kerekeit (egyszerre az egy tengelyen lévőket, de azokat egymástól függetlenül) görgőpárokon keresztül állandó sebességgel forgatják. A hajtott járműkerék kerületi sebessége berendezéstípustól, alkalmazási területtől (személygépjármű vagy haszongépjármű) függően: 2,5-5,5 km/h közötti érték. A vizsgálat lényege az, hogy megállapítsuk a fékműködtető erő, illetve a kivezérelt nyomás függvényében a kerékfékszerkezet (fékező) nyomatékát. Azt, hogy létre tudja-e hozni az előírt (gyári, hatósági) névleges értékeket, olyan jelleggel alakul-e karakterisztikájuk, ahogy a gyártó megkívánja, illetve, hogy az egyes kerékfékszerkezetek tengelyenként, egymáshoz viszonyítva milyen összetartozó értékpárokat adnak. Mielőtt azonban a vizsgálóberendezés és a vizsgálati technológia részleteiben elmélyednénk, tisztázzunk néhány fogalmat A minősítés elméleti alapjai A fejezet alcímének azt is adhatnánk, hogy fékerő vagy lassulás?. A fékberendezésekre vonatkozó nemzetközi előírások és az ezeknek megfelelő hazaiak is maximálisan megengedhető fékutat, ill. ehhez tartozóan az átlagos maximális lassulás legkisebb értékét, és ennek eléréséhez a maximálisan kifejthető működtető erőt írja elő. A fékdiagnosztikai gyakorlat ezzel szemben a fékberendezés hatásosságát görgős fékvizsgáló próbapadon, kerekenkénti fékerőméréssel állapítja meg. A fékerő vagy lassulás alternatíva tehát az előírások lassulásérték mérése és a diagnosztika fékerőmérése között van. Miként lehet ezt a két paramétert egymásnak megfeleltetni? Átszámítható-e a mért fékerő a járműtömeg ismeretében lassulásra, és fordítva: az előírt lassulásérték alapján meghatározható-e az adott járműnél minimálisan elérendő kerekenkénti fékerő? A görgős fékerőmérő próbapadokon a kísérletek tanúsága szerint nem ugyanazok a fékerők mérhetőek, mint amelyeket a fékek valóságos körülmények között, ugyanakkora működtető erőnél, km/h kezdősebességről lefékezve adnak. Rendszerint a görgőspadon mért fékerő nagyobb, mint a közúton mért. Tehát a próbapadon mért fékerőbő1 számított járműlassulás nem felel meg a valóságban elérhetőnek, azt kedvezőbbnek mutatja! A fékerő-eltérés számos okra vezethető vissza, így azt befolyásolja: 1. a fékszerkezet fajtája (elsősorban dobfékeknél), 2. a fékbetét anyaga, 3. -a súrlódó felületek hőmérséklete, 4. a súrlódópárok közötti relatív csúszási sebesség. A fékerőnek a vizsgálati sebesség függvényében mutatott viselkedése a súrlódóbetétek tulajdonságaira vezethető vissza. A súrlódó párok súrlódási tényezője ugyanis általában függ a relatív csúszási sebességtől. A különböző kerékfékszerkezeteknél tapasztalt eltérés azzal ma- Nagyszokolyai Iván, KEFO

122 122 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA gyarázható, hogy a különböző fékkonstrukció belső áttételének a súrlódási tényező függvényében értelmezett változása, a fék ún. érzékenysége, rendkívül változó. A görgős fékerőmérő berendezések görgőjének, így tehát az általuk megforgatott járműkeréknek a kerületi sebessége igen kis érték. A választott kis sebességérték kompromisszum eredményeként alakult ki, mely kompromisszum a még megbízhatóan nyerhető méréseredmények és a nagyon költséges hajtóteljesítmény kiépítés között található. Megállapíthatjuk tehát, hogy a fékerő kis sebességnél kialakuló értékét (a közúti pl. 80 km/h sebességről történő fékezési folyamatban kialakuló fékerőhöz viszonyítva) számos, nehezen ellenőrizhető tényező módosítja, így nem lehet a lassulásszámítás egzakt alapja. Az ellentmondás megszüntetése érdekében olyan fékerő határértékeket kell kísérletileg, járműtípusonként meghatározni, esetleg lefékezettségi százalék-értékeket járműcsoportonként, melyek elérése esetén a jármű biztonsággal teljesíteni tudja a rendeletekben előírt, közúton mérhető lassulásértékeket is. Tankönyvünkben fékdiagnosztika alatt (erőteljesen leszűkítve e fontos témakör tartalmát) csak a hatósági előírásnak megfelelő, minősítő fékvizsgálatot ismertetjük. Az azonban vitathatatlan, hogy ez a legfontosabb, és legátfogóbb vizsgálat. A fékhatásosság görgőspadi mérési feltételek közötti ellenőrzésének jelenleg (2010-ben) érvényben lévő hatósági eljárásának lényegével ismertetjük meg olvasóinkat A görgős fékerőmérő próbapad A görgős fékpadi vizsgálat során a gépjármű egy tengelyének kerekeivel áll a fékpadra, a fékpad mérőegységei kerekenként önállóak. Az 5.1. ábra a berendezés rendszervázlatát mutatja ábra A görgőpár alkotja a görgőágyat, ebben helyezkedik el a járműkerék. A görgőpár között található a tapintógörgő, melyet rugó szorít a kerékhez. Az egymással lánchajtással összekapcsolt görgőket, ezen keresztül a járműkereket, villamos motor hajtja. A villamos hajtómotor billenőágyazású, karon keresztül erőmérő cellára támaszkodik. A fordulatszámcsökkentő, nyomatéknövelő hajtómű a pad szerkezeti kialakításától függően lehet bolygóműves vagy csigahajtású, ha derékszögű hajtásirány-váltás szükséges. A villanymotor és a hajtómű gyakran egy egységet képez. A szerkezeti elemeket azonosítsuk az 8.2. és az 8.3. ábrákon is. Nagyszokolyai Iván, KEFO

123 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra 8.3. ábra Az 8.2. ábrán az 1-es a pad keretszerkezete, 2-es a tapintógörgő, 3-as és a 4-es a görgőpár. A pad egy másik nézetét látjuk az 8.3 ábrán, ahol az 5-ös az elsődlegesen hajtott, emelt görgő, 6- os a hajtómotor és a csigahajtómű egysége, mely billenő ágyazású, 7-es a lengőkarra szerelt tapintógörgő, 8-as az erőmérő kar végére szerelt erőmérő cella. A villamos hajtás fordulatszám-állandó szabályozású, így a vizsgált kerék fordulatszáma is állandó. A gépjármű fékberendezésének működtetésekor a hajtó villamos motornak a dinamikus egyensúly elérése érdekében fokozni kell hajtónyomatékát, hogy továbbra is az előírt fordulatszámmal legyen képes a kereket annak fékezőnyomatéka ellenében forgatni. A hajtás nyomatékigényét a fékezőnyomatékok határozzák meg. Az 8.4. ábra ezt segít áttekinteni. Nagyszokolyai Iván, KEFO

124 124 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 8.4. ábra A próbapad mechanikai szerkezetei, a kerék és a fékszerkezet együttesen hozza létre a fékezőnyomatékot. A kerék egyrészről a gumiabroncs-gyúrás, másrészről a kerékcsapágyazás és hajtott kerék esetén a tengelyhajtás miatt igényel hajtónyomatékot. Domináns természetesen a kerékfékszerkezet nyomatéka. Tehát ezen fékező nyomaték-összetevőkkel tart dinamikus egyensúlyt a villamos motor hajtónyomatéka. Ha a kalibráció 0-pontját az üresen forgatott pad hajtásánál vesszük fel, akkor fékmérésnél a kijelzett érték már csak a kerékforgatás és a fékszerkezet nyomatékát adja. A hajtás nyomatékát a fékerőmérő berendezés billenő ágyazású motorján, vagy motor-hajtómű egységén ébredő reakciónyomaték mérésével állapítjuk meg. Ennek módszere leggyakrabban a billenő ágyazású hajtóegységre szerelt kar végén történő erőmérés. Az itt mért erő könnyen átszámítható a görgő-járműkerék kapcsolati pontján ébredő hajtó tangenciális irányú erőre, pontosabban a két görgőn átvitt erő eredőjére. Mindebből látjuk, hogy a kerékfékerő megállapítása közvetett módon történik: tulajdonképpen a kerékfékszerkezet (kerékforgatást gátló ellen-) nyomatékával, az állandósult vizsgálati fordulatszámon egyensúlyt tartó hajtónyomaték értékét mérjük, és ezt feleltetjük meg a kerékfékszerkezet nyomatékának. Az értékelési paraméter a keréktalpponti forgatóerő, melyet egy másik szemszögből, jogosan kerékfékerőnek nevezünk A görgős fékerőmérő próbapadon átvihető maximális fékerő A görgőágy kialakításának vázlatrajzát mutatja az 8.5. ábra. A görgőágy jellemző paraméterei: görgőátmérő (ød), görgőtávolság (l) a vízszintes síkban, menetirány szerinti hátsó görgő emelési magassága (Δh). A görgős fékpad kialakításra általában jellemző, hogy ød 1 = ød 2 és Δh 0. Ez utóbbi esetben az első elhelyezkedési szög kisebb, mint a hátsó (α 1 α 2 ). Nagyszokolyai Iván, KEFO

125 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra A görgőspadon kifejthető maximális fékerő nagyságának meghatározásához bevezetjük a fékerőnek és a kerékterhelésnek a viszonyszámát, a dimenzió nélküli kerékterhelés-kihasználási tényezőt (q = B max /G). A q bevezetése indokolt, mivel a görgő ágyazat, mint rendszer nagyobb vagy kisebb eredő tapadási tényezőt ad a görgő és kerék közötti tapadási tényezőnél (q φ). Mindkét hajtott görgő az ékhatás következtében a tapadási tényező látszólagos megnövekedéséhez vezet. A q tényező hátránya, hogy értéke a kerékméret függvénye, így nem padjellemző. Az 8.6. ábra a q = f(φ) függvény grafikonját mutatja pad, paraméter a pad görgőágy kialakítása ábra A fékezési folyamat kinetikai fázisai A görgőágyban a forgatott, fékezett kerék fékezési fázisokban kialakuló erőjátékát mutatjuk be a következő ábrákon. Az 8.7. ábra a forgatott, nem fékezett (gördülési ellenállás, tengely- Nagyszokolyai Iván, KEFO

126 126 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA hajtás elhanyagolt) esetet mutatja. A hajtott járműkerék kerületi sebessége berendezéstípustól, alkalmazási területtől (személygépjármű vagy haszongépjármű) függően: 2,0-5,5 km/h közötti érték ábra Az első fékezési fázisban mindkét görgő a féknyomaték ellenében azonos kerületi erővel hajt (8.8. ábra) ábra A görgőn ébredő kerékforgatóerők a B 1 és a B 2 erők, melyek eredője a R erő. A B 1 + B 2 erőt tekintjük fékerőnek. A fékezőnyomaték növelésével egyformán növekszenek. Az R és a kerékterhelés (G) eredője R erővektor. Az R a görgőnormálisok irányában felbontható, így kapjuk az N 1 és az N 2 eőket. Az N 1 normál irányú erő a fékerő növekedésével folyamatosan csökken, az N 2 növekszik. A B 1 tehát az első fázisban kisebb, mint az (N 1 φ) határérték. A kerék az első görgőn megcsúszna, ha B 1 N 1 φ értékű lenne, azonban csak egyenlőség alakulhat ki, mer az első görgő kényszerhajtásban van, a második görgőn pedig a kerék még nem érte el a megcsúszási határt. A görgős fékerőmérő berendezés értékelése szempontjából lényeges szempont, hogy a B 1 = B 2 egyenletes tartomány a rendelkezésre álló teljes fékezési Nagyszokolyai Iván, KEFO

127 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 127 tartomány hány százalékát adja. Az egyenletes szakasz hosszának növelése mind a gumiabroncs, mind a görgőegység hajtóelemeinek igénybevétele szempontjából előnyös. Az egyenletes terhelési tartományt adott görgőelrendezésnél a tapadási tényező növelése, adott tapadási tényezőnél az elhelyezkedési szög növelése bővíti. A második fékezési fázisban az első görgőn az N 1 csökkenése miatt csökken a hajtóerő. Ebben a fékezési fázisban az első görgőn a hajtás a megcsúszási határon marad addig, amíg az N 1 értéke zérusra nem csökken (8.9. ábra) ábra Ar R eredő erő a görgőnormálisok bezárta szögtartományban marad, szélső értéket akkor vesz fel, amikor iránya egybeesik a második görgőnormálissal. E fázisra jellemző, hogy a kerékközéppontba áthelyezett hajtóerők eredője már nem a vízszintes síkban fekszik. A fékezés határesete, ha a tapadási tényező aránylag kicsi, ebben a fázisban következik be. Ilyenkor a fékezett kerék természetesen mindkét görgőn megcsúszik. A B 1 és a B 2 közötti összefüggés: B 1 = (G sinα B 2 )/(φcos2α + sin2α). Ha a görgők és a gumiabroncs között rendelkezésre álló tapadási tényező elegendően nagy, akkor a fékezés határesete a stabilitási határral esik egybe. A harmadik fékezési fázis fázisban (10. ábra) elérjük a stabilitási határhelyzet (N 1 = 0 így B 1 = 0). Az eredő erő egyenlő az N 2 normálerővel. A maximális fékerő: B max = B 2 = G.sin 2. Ez a helyzet csak akkor igaz, ha a talajon álló másik tengely kerekei nem fékezettek. Ennek minősített esete a kézifék (rögzítőfék) működtetésénél kialakuló állapot. Kézifék működtetésénél általában a fékezési stabilitási határt átlépjük, és a kerék (az autó) hátrafelé kilép a görgőágyból. Üzemi fék működtetésénél általában nem érjük el a hátrafelé történő kilépési fázist, mert a talajon álló fékezett másik kerék talppontja alatti erő az R erő vízszintes komponensével ellentétes irányban hatva, mintegy a görgőágyban visszatartja az autót. Nagyszokolyai Iván, KEFO

128 128 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra 8.4. A görgőspadi vizsgálat jellemzői Ismét hangsúlyozni kell a tisztánlátás érdekében, hogy a görgőspadi fékerőmérésnél nem a jármű fékezési tulajdonságait, hanem csak az egyes kerékfékszerkezetek tulajdonságait állapítjuk meg. Azt is csak bizonyos korlátok között, mert a kerékfékszerkezet által kifejthető névleges nyomatékot az esetek többségében nem tudjuk megmérni. Ennek oka, hogy a hajtás a görgő gumiabroncs tapadás kapcsolatán keresztül valósul meg, és annak korlátai pl. a megcsúszás, definiált szliphatár behatárolják az átvihető nyomatékot. A görgőegységre a járművel mindig a megadott irányban kell ráállni, mert a görgő forgásiránya meghatározott (ritka kivétellel léteznek kétirányú görgő forgási irányban is mérni képes padok). Amennyiben a görgők tengelyei nem azonos távolságra vannak a talaj síkjától, hanem az egyik magasabban fekszik, úgy a ráállási irány ezzel már meghatározott: az emelt görgőnek kell a menetirány szerint hátul elhelyezkednie. Ezzel a kialakítással elsősorban az ún.első fékezési fázis-tartományt lehet növelni és a kézifékkel létrehozott fékerő nagyobb értékét lehet kimérni. A görgők felülete, a felület geometriai kialakítása (bordázat), vagy bevonat (pl. műanyagba ágyazott műkorundszemcsék) révén általában nagyobb tapadási tényezőjű, mint a szokásos országúti érték (8.11. ábra). Nagyszokolyai Iván, KEFO

129 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA ábra Mint azt korábban elmondtuk, a vizsgálat során nem a gumiabroncs és a talajkapcsolat által átvihető fékerő értékre annak modellezésére vagyunk kíváncsiak, hanem a fékberendezés által kifejthető fékerőre, ezért megnövelhető a tapadási tényező. Azonban további lényeges okok is közrejátszhatnak a tapadási tényező növelésében. A fékerőmérő padon a görgőágy geometriájából következően, az országúti viszonyokkal azonos tengelyterhelés és tapadási tényező mellett is csak kisebb maximális fékerő fejthető ki. A padon átvihető fékerő növelése érdekében tehát növelni kell a tapadási tényezőt. A tapadási tényező fokozásának további lényeges oka az, hogy nedves gumiabroncs, ill. görgőfelület kapcsolat esetén se hiúsuljon meg a vizsgálat, ne csökkenjen túlságosan a tapadási tényező és így az átvihető fékerő. (Megkopott görgőfelületen a kerék már nagyon kis működtető erő kifejtésénél megcsúszik, esetleg blokkol.) A görgők között helyezkedik el a tapintógörgő (8.3. ábra 7), melynek több funkciója is van. Automatikus mérésindításnál a tapintó érzékeli a kerék görgőágyba érkezését, és ezután indítja a hajtó villanymotorokat. A tapintó görgő méri a kerékfordulatszámot, észleli a keréklassulást is (tehát nem a megállás pillanatát). Egy előre beállított szlip értéknél, a kerék blokkolása előtt, az elektronika a tapintógörgő jele alapján lekapcsolja hajtómotorokat, megkímélve ezzel a gumiabroncsok futófelületét a rendellenes kopástól. A határérték szlip elérését jelzőlámpa kigyulladása, képernyőn pedig szöveges figyelmeztetés is jelzi. Egyes fékerőmérő padokon a tapintó görgő a mérés befejezése után, hidraulika hengerek segítségével kiemeli a kereket a görgőágyból, megkönnyítve ezzel a gépkocsinak a fékpad elhagyását. Összekerékhajtású gépjárműveknél a görgőspadi vizsgálat problémát okozhat, mert alapesetben a hajtott kerekek a talajon álló kerekeket is forgatni akarják. Minden járműnél alaposan ismerni kell az összekerékhajtás mechanizmusát ahhoz, hogy meghatározhassuk a fékpadi vizsgálat feltételeit. Gondosan összeállított gépjármű kezelési útmutatóknak is kell ezen ismereteket tartalmaznia, mint ahogy a vontatás műszaki feltételeit is leírják. Legyünk óvatosak, a visco tengelykapcsolók komoly károsodást szenvedhetnek nem kellően körültekintő próbapadi vizsgálatoknál. Nagyszokolyai Iván, KEFO

130 130 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Ikertengelyes járművek vizsgálatához kisegítő berendezésre van szükség, mely a mérő görgőágy-előtt és után elhelyezett szabadonfutó görgősorból áll. Az éppen nem vizsgált B vagy C tengely megemelése annak érdekében, hogy a kerekek szabadon legördülhessenek, általában nem javasolható, mert ilyenkor a híd megbillenése következtében a fékerőszabályzó működésbe léphet. Ha lehetőség van a B és C tengelyek hajtásának szétkapcsolására, úgy a kisegítő görgősorok feleslegesek. Mindkét esetben megoldást jelentenek azok a próbapadok, melyek görgői az egy tengelyen lévő kerekeket egyidőben, ellenkező irányban forgatják. Ebben az esetben a mérést kerekenként önállóan (mint minden esetben), de időben egymás után végezzük. Mindig azon a keréken mérünk, mely előremeneti haladási irányba forog. A rendszer a motorhajtáshoz szükséges erősáramú egységgel, számítógépes vezérléssel és pedálerő (légfékes gépjárművekhez kivezérelt nyomás) mérővel egészül ki. Ma már a kijelzés, a mérés végrehajtásához szükséges kezelői utasítások a számítógép képernyőjén jelenek meg. A mérési jegyzőkönyvet a számítógép nyomtatója adja Görgős fékerőmérő próbapadi méréssel végzett fékminősítés A gépjárművek fékminősítése a fékszerkezet hatásosságára, ezen belül a gépjármű lefékezettségére, az egy tengelyen lévő fékszerkezetek azonos működtető erőnél kialakuló erőeltérésére és a fékerőingadozásra ír elő követelményeket. A közúti járművek hatósági vizsgálatának egységes fékvizsgálati technológiája ezt az alábbiak szerint konkretizálja: üzemi fék esetén tengelyenként az állandó pedálerő, illetve légfék esetén az állandó kivezérelt nyomás mellett végzett mérés eredményei alapján: 1. a jobb és baloldali fékerők százalékos eltérését, 2. a jobb és baloldali kerékfékerő ingadozást, és 3. a mért fékerőt az előírt minimális fékerő százalékában. izomerővel működtetett rögzítő fék esetén tengelyenként a legnagyobb, illetőleg megcsúszás esetén a megcsúszás előtt mért legnagyobb fékerők értékei alapján: 1. a jobb és baloldali fékerők százalékos eltérését, valamint 2. amennyiben a megcsúszás nem érhető el, akkor a mért fékerőt az előírt minimális fékerő százalékában. rugóerőtárolós rögzítő fék esetén tengelyenként az állandó kivezérelt nyomás mellett végzett mérés eredményei alapján: 1. a jobb és baloldali fékerők százalékos eltérését, valamint 2. a mért fékerőt az előírt minimális fékerő százalékában A kerékfékszerkezet működésének hatásossága A kerékfékszerkezetet a működtető erő függvényében kifejtett fékerő, fékerőkarakterisztika jellemzi. Működtető erő a pedálerő, illetve a kivezérelt nyomás. A görgőspadi vizsgálat során a fékerő-módosítást megállapítani annak karakterisztikáját kimérni csak a fékerőhatárolás, illetve a kocsiszekrény és a tengelyhíd közötti távolság függvényében módosuló fékerővezérlés esetében lehet. Tehát például az ABS-szabályozást (alapmódszerekkel) nem! A kerékfékszerkezetet annak erőkarakterisztikája ismeretében minősíthetjük. A gépjármű gyári, névleges jellemzőjű tengelyenkénti fékerő-karakterisztikáját itt nem részletezett módon, Nagyszokolyai Iván, KEFO

131 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 131 alapos műszaki megfontolásokkal módosítjuk (meredekségét csökkentjük), és ezt típusfüggő alsó fékerő határgörbének nevezzük. Lásd az ábrát. Megjegyzés: a korábban B-vel jelölt fékerőt e fejezetben F-fel jelöljük ábra A fékvizsgálat során a ténylegesen mért fékerő-karakterisztikát az adott típus fékerő határgörbéjével összevetjük. A jó minősítés követelménye, hogy a mért értékek a határgörbe felett helyezkedjen el. Egy, a határgörbe feletti jó" mezőben elhelyezkedő, de a működtető erő névlegeshez képest vett közepes értékén mért fékerő alapján azért fogadhatjuk el a fékberendezést jó műszaki állapotúnak, mert megalapozottan következtethetünk arra, hogy a működtető-erő további növelésével a fékerő lineárisan növekszik, és így, nagyobb pedálerőknél is, továbbra is a határgörbe felett marad. A jó" mezőben található értékek pedig a határgörbe kialakításának módszere alapján garantálják az országúti kifogástalan fékhatásosságot. Az utóbb elmondottakat is jól illusztrálja az ábra. A kerék-fékszerkezetenkénti mérési eredményből (fékerők) a gépjárműre vonatkozó lefékezettségi értéket is meghatározhatunk. Ennek segítségével típusfüggetlen fékhatásossági minősítő paramétert is nyerhetünk. Térjünk rá a hazai minősítő fékvizsgálat technológiájára. A minősítő mérési pont meghatározását, és a mérési folyamatot is nyomon követhetjük az ábra segítségével. Nagyszokolyai Iván, KEFO

132 132 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A vizsgálat során a fékkarakterisztikát a határérték szlip értékig felvesszük (1-2 ), azt digitálisan rögzítjük. Határérték szlipnek (az előírás csúszásnak nevezi) azt az állapotot nevezzük, ha a mért tengely valamelyik kerekének kerületi sebessége a görgő kerületi sebességének (v) 80%-ára csökken (2 pont). Az ekkor kerekenként kialakuló fékerőt maximális fékerőknek (F MAX ) nevezzük. A határérték szlip elérésekor tovább nem fokozzuk a működtető erőt, a fékpedálról lelépünk. Az új előírás szerint az értékeléshez a karakterisztika csak egy pontját emeljük ki, és ezen az egy, ún. névleges ponton kitartásos (állandó értéken tartott működtető erővel végzett) mérésnél állapítjuk meg a minősítéshez szüksége fékerőt. A vizsgálat névleges pontját (4) a névleges működtető erő (PN) tűzi ki. A névleges működtető erő a maximális fékerő 70%-ához tartozó működtető erő. Ezt egy tengely jobb és baloldali kerekénél különkülön meghatározzuk, és a nagyobbikat tekintjük névleges működtető erőnek. A rendelet meghatározza a tengelyfékerő fogalmát, mely üzemi fék esetén: F = F játl +F bátl ; izomerővel működtetett rögzítő fék esetén: F = F jamax + F bamax ; rugóerőtárolós rögzítő fék esetén: F = F játl +F bátl. Üzemi féknél, amíg a hatósági fékerő határértékek (alsó határgörbe) nem kerülnek típusonként meghatározásra, a tengelyfékerők értékeléséhez a számított tengelyfékerő határértékeket kell használni. A minimálisan szükséges tengelyfékerő határértéket járműkategóriánként (számítással) határozzuk meg. A hatóságilag előírt szükséges összes fékerő értékét a lefékezettségi százalék megadott értékkel történő számítása adja. A lefékezettségi százalék (lsz e ) meghatározásának képlete: F lsze 100 [%], mö g ahol: F a szükséges fékerő, mely a négy kerékfékszerkezet által létrehozott fékerő összege, m ö a gépjármű megengedett, a forgalmi engedélyben szereplő, össztömege, g a nehézségi gyorsulás értéke. A minősítéshez szükséges összes fékerő ( F ) kiszámítása akkor lehetséges, ha a kívánt (rendeletben rögzített) lsz e értékét (előírt minimális lefékezettségi százalék) megadjuk: Nagyszokolyai Iván, KEFO

133 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 133 lsze mö g F 100 A szükséges fékerő felosztása a gépjármű tengelyek között (kéttengelyű jármű esetében): a1 F a2 F F 1 és F ahol: a 1 és a 2 a %-os fékerőmegosztás tényezői, ezek értékeit járműkategóriánként az előírás tartalmazza. A próbapadon szükséges minimális tengelyfékerők (F e1 és F e2 ) nagysága a P emax megengedett maximális működtető erő, vagy tervezési kivezérelt nyomás mellett: F F 1 2 F e és F 1 e, 2 kt kt ahol: kt a tárcsa (kt tárcsa ), illetve a dobfékre (kt dob ) vonatkozó korrekciós tényező. A tengelyenkénti lefékezettségi százalék alapján tengelyfékerő határérték egyeneseket képezünk, melyek a P 1 = 0, F 1 = 0; P 2 = P emax, F 2 = F e1, illetve F e2 koordinátájú pontokat összekötő egyenesek. A gépjármű tengelyenkénti fékhatásosságának a minősítése tehát a névleges (PN) működtetőerőnél nyert fékerő (F átl ) és a határgörbe PN értékénél adódó határértékének egybevetése alapján történik. Természetesen a mért fékerőnek nagyobbnak, vagy egyenlőnek kell lennie, mint a határérték fékerő A kerékfékerő eltérés A jobb- és baloldali átlagos fékerők százalékos eltérését a névleges pontban, a következők szerint kell kiszámítani: A kerékfékszerkezet erőingadozása A fékerő ingadozást (lásd az ábrát) állandó működtető erő mellett végzett vezérelt mérés során, egy kerékfordulat alatt mért és számított korrigált fékerők segítségével kell kiszámítani ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

134 134 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A fékerő ingadozás kisámításának képlete: 8.6. A fékvizsgálat végrehajtása 1. A gépkocsi előkészítése a fékvizsgálathoz : i. a gumiabroncs nyomásellenőrzése és szükség szerint a névleges érték beállítása, ii. hidraulikus fékek levegősödésének ellenőrzése, a szükség szerinti légtelenítés elvégzése, iii. amennyiben rendelkezésre áll műszer, a fékfolyadék forráspontjának megállapítása. A gépkocsi első kerekeivel, a görgőtengelyekre merőleges irányban a görgőágyra járunk. A sebességváltót üres állásba tesszük, a kéziféket kiengedjük. A motort, ha szervofékes a gépjármű, alapjáraton üzemeltetjük (a vizsgálatokat szervóhatás mellett kell végezni!). A pedálerő adót a fékpedálra helyezzük, ill. légfékes járműveknél a kivezérelt nyomás pneumatikus vezetékét bekötjük a mérendő tengely vizsgálócsatlakozójához. 3. Teljes kifékezés álló próbapad mellett (mérés, számítás: P max meghatározása, kijelzése). 4. Próbapad indul (a számítógép vezérelheti). A névleges görgő kerületi sebesség (v g ) és a kerékforgatási ellenállás meghatározása (a 7. ábra szerint az 1 és az 1 pontok). A művelet időtartama: 1 kerékfordulat. 5. A működtető erő vezérelt, fokozatos növelése. Művelet vége: csúszás (2-es pont), ill. a művelet befejezése. Mérés után számítás: PN érték számítással történő meghatározása. 6. Működtetőerő megszüntetése, visszatérés a kiinduló pontba (1, illetve vele azonos 3-as pont) 7. Vezérelt mérés a kijelölt névleges működtető erő tűrésmezőben való tartása mellett (4-es pont). A művelet időtartama: 1 kerékfordulat. A mérés után F % és értékelésének kijelzése. 8. Próbapadról leáll, próbapadot leállít. A próbapad leállítását számítógép is vezérelheti. 9. A gépjármű további tengelyeinél a méréssorozatot (4-8) értelemszerűen megismétel. 10. Amelyik tengelyre hat a rögzítőfék, ott a rögzítőfék mérése és minősítése Hasznos tudnivalók A görgőspadi fékdiagnosztikai mérések a fékrendszerben észlelt hibák feltárás érdekében természetesen eltérhetnek a hatósági minősítő mérés technológiájától. A görgős fékerőmérő próbapadok az ún. diagnosztikai üzemmódban erre lehetőséget teremtenek. Így célszerű, ha néhány alapvető méréstechnológiai ismerettel e tárgyban is rendelkezünk. Fontos tudni, hogy a görgőspadon vészfékezéssel mérést ne végezzünk. A mérőrendszer csak viszonylag lassan növekvő fékerőt képes követni. A fékezés megkezdésétől 6-10 másodperc alatt, tehát lassan érjük el a szliphatárt, tehát azt az értéket, ahol a hajtómotorok leállnak. Gyakori, hogy a fékvizsgálat során a (tegyük hozzá, hogy pedálerőmérés nélkül) a szliphatáron kialakuló fékerő értékből messzemenő következtetéseket vonnak le. A szliphatáron kialakuló fékerőértékből szinte semmilyen következtetést sem vonhatunk le! A szliphatár nem a fékrendszerre jellemző érték, azt a görgő-gumiabroncs pillanatnyi tapadási értéke, a jármű terhelése, a fékpad szliphatár-érték beállítása határozza meg. Helytelen tehát a féket a szliphatáron kialakult, oldalankénti mutató maxérték-tartással, vagy elektronikusan memorizált értékek alapján jónak minősíteni önmagában, valamint az egy tengelyen nyert blokkolási fékerőértékek egybevetése alapján jónak, ill. rossznak minősíteni. Még inkább Nagyszokolyai Iván, KEFO

135 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 135 megtévesztő, ha oldalanként jutunk el a szliphatárig (a pad lehetővé teszi egy kerék teljesen önálló mérését is). A fékerőingadozást, a fékerőeltérést, tehát közvetlenül a szliphatár elérése előtt állapítsuk meg. Az egy tengelyen lévő kerekek fékerő-eltérésnek a teljes fékezési tartományban nem szabad túllépnie a megengedett 20% értéket. Külön figyeljünk a fékműködtetés nélkül, forgatott állapotban kialakuló fékerőre. Normális értéknek járműtípustól és hajtott vagy nem hajtott keréktől függően N erőt tekinthetünk. Ha nulla értékű pedálerőnél, vagy kivezérelt nyomásnál jelentkező erő meghaladja a kerék gördülési ellenállásából és a csapágysúrlódásból következő erőértéket, valószínűleg a fék állandóan fog. Problémát okoz, ha a fékerő csak rendellenesen nagy működtető, ún. megszólalási erőnél kezd kialakulni. A fékerő növekedése, majd a működtetőerő megszüntetése utáni csökkenése, tehát a felfutó ág és a fékoldásra jellemző lefutó ág között hiszterézis terület alakul ki. Ennek rendellenes nagysága lassú fékoldásra, a csővezetékekben lévő rendellenes fojtásra, a mechanikus elemek megszorulása vagy a fékpofák feltapadására enged következtetni. Gyakori rendellenesség a fékdob ovalitásából, ill. a féktárcsa ütéséből származó fékerőingadozás, mely a karakterisztika-vonalat hullámossá torzítja. Az ábrán az idő függvényében ábrázoltuk a fékerőingadozást. A hatósági minősítő mérésnél az ingadozást a működtetőerő állandó értéke mellett (PN), az ún. kitartott mérés során vizsgáljuk. A fékerőingadozás hatása nagyobb sebességről, km/h történő fékezésnél jelentkezik fokozottan: elhúz a gépkocsi, hanghatása, kormányszerkezet rezgésgerjesztés. A fékezési folyamat időbeli jellegzetességeit, rendellenességeit az idő függvényében ábrázolt erők (fék- és működtetőerő) regisztrátumából olvashatjuk ki. Erre mutat példát az 8.15 ábra ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

136 136 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 8.7. A légfékes személyszállító járművek M2 és M3 kategóriájú autóbuszok légfékhálózatának és egyes fékszerelvényének vizsgálata az időszakos műszaki vizsgán Légfékes gépjárművek időszakos műszaki vizsgálatánál a mindenkori előírásoknak megfelelően ellenőrizni kell a légfék működőképességét és egyes berendezései műszaki jellemzőit. A vizsgálati technológiát miniszteri rendelet tartalmazza. A vizsgálathoz mérő-adatgyűjtő berendezés szükséges. A jármű légfékrendszerének ellenőrzéséhez villamos jelet szolgáltató nyomásérzékelőket kell a hálózat megnevezett pontjaira csatlakoztatni. A méréseket a berendezéshez tartozó számítógép vezérli és értékeli, a mérési adatokat tárolja. A vizsgáló rendszernek az időkésedelem mérésre is alkalmas kivitelűeknek kell lennie. A műszerre vonatkozó követelmények egységesek. Ez a mérőeszköz tulajdonképpen egy diagnosztikai eszköz, amelynek olyan üzemmódja is van, amelyben a diagnosztikai mérések a hatósági vizsgálati technológia szerint történnek, a kapott vizsgálati értékek kiértékelése egységes és a műszertől független. A légfékrendszer működőképességét a vizsgált jármű sűrített levegős fékrendszerének kiemelt alkotóelemei nyomásszabályzó, légsűrítő, többkörös védőszelep, illetve rendszer tömítettség mérésekre alapozott funkció-vizsgálatával kell ellenőrizni. A vizsgán nem cél a jármű fékrendszerének teljes körű diagnosztikai vizsgálata, ennek korlátait elsősorban a típusspecifikus ismeretek korlátozott volta vagy hiánya, másodsorban a vizsgára rendelkezésre álló rövid idő jelentik. A vizsgálat előkészítése során azonosítani kell a járművet: rendszám, alvázszám, motorszám, gyártmány, típus, kategória, majd az ellenőrzésre kerülő főegységeket és ezek beállítási adatait: 1. Nyomásszabályzó szelep adatai ismertek vagy sem, 2. Rendszer feltöltési idő ismert vagy sem, 3. A nyomásszabályzó szelep bekapcsolási nyomását: PBE (bar), gyári adat, 4. A nyomásszabályzó szelep kikapcsolási nyomását: PKI,(bar), gyári adat. A vizsgálat előkészítési fázisa meglehetősen időigényes, mivel a jármű azonosító adatain kívül az ellenőrzött főegységek ismert műszaki adatait is rögzíteni kell, illetőleg az erre vonatkozó ismeretek hiányát is. A jármű vizsgára való felkészítése során célszerű ezeket a típusspecifikus adatokat összegyűjteni és a vizsgán a vizsgabiztosnak átadni. Előfordulhat, hogy bizonyos járművek egyedi konstrukciós tulajdonságai ismeretében a jármű megfelelőnek minősíthető az esetben is, ha a vizsgálat során állított feltételeket nem teljesíti, de ez a konstrukciós adottságokból adódik, és a saját konstrukciós (ezekkel korábban már jóváhagyást nyert) követelményeket kielégíti. Az automatikusan végrehajtott értékelés során a vezérlő program a kapott mérési eredményeket az ismert gyártóműi adatokkal hasonlítja össze. Ha a gyártóműi adat nem ismert, akkor a technológiában meghatározott határfeltételeknek való megfelelőséget vizsgálja. A gépjármű sűrített levegővel működő fékrendszere nyomásviszonyainak vizsgálatára szolgáló vizsgálócsatlakozókat a nyomásérzékelő eszköz csatlakoztatására alkalmas állapotban kell tartani. A gyárilag vizsgálócsatlakozóval el nem látott autóbuszokat régebbi típusok, illetve gyártmányok vizsgálócsatlakozóval kell ellátni. A nyomás-vizsgáló csatlakozó elégítse ki az ISO 3583:1984 szabvány 4. cikkelyét. A sűrített levegős fékrendszerű jármű mindegyik tengelyén használatban levő fékerők meghatározása céljából levegőnyomást vizsgáló csatlakozót kell meg követelni. A fékrendszer min- Nagyszokolyai Iván, KEFO

137 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 137 den független fékkörében a fékhengerhez legközelebb eső, könnyen hozzáférhető olyan helyen. A vizsgáló-csatlakozókat úgy kell elhelyezni, hogy ezek könnyen hozzáférhetők legyenek a talajról vagy a járműből. A vizsgálat végrehajtásához a légfékrendszer alábbi pontjain kell felszerelve lennie ellenőrző csatlakozónak: a nyomásszabályzó után, az üzemi fékkörök sűrített levegőellátását biztosító légtartályokon; a segédberendezések és a rugóerőtárolós rendszerű rögzítőfék energiaellátást biztosító légtartályon; a jármű tengelyein lévő munkavégző berendezéseken (fék-munkahengereken vagy fékmembránokon) tengelyenként legalább egy- egy helyen; a rugóerőtárolós fék oldást biztosító munkahengernél; a főfékszelep (más néven: pedálszelep) és a fékerő módosító (más néven: fékerőszabályzó) közötti szakaszon. Abban az esetben, ha az autóbusz légfékrendszerének előzőekben felsorolt pontjainak valamelyikén hiányzik vagy nem szabványos vagy sérült, használhatatlan az ellenőrző csatlakozó, az autóbuszt ALKALMATLAN -nak kell minősíteni A mérések végrehajtása A mérések indítása általában manuálisan történik, erre a számítógép monitorán megjelenő üzenet szólít fel. A méréssorozat közben, egy-egy mérés indítása azonban a vezérlőszoftvertől függően automatikusan is megtörténhet, ha a szükséges feltételek megvannak. Az elvégzendő mérések sorrendjét a helyes gyakorlat határozza meg A nyomásszabályzó ellenőrzése A nyomásszabályzó, melynek feladata a fékrendszer számára a szükséges rendszernyomás biztosítása, valamint a kompresszor tehermentesítése és a rendszer működése szempontjából is fontos beállított kapcsolási intervallum biztosítása. A régebbi rendszerekben különálló szelepként, a mai légfékrendszerekben általában a légszárítóval, a négykörös védőszeleppel egy egységben integrálva találhatjuk meg. A műszeres mérés célja: a nyomásszabályzó ki és bekapcsolási nyomásának, illetve kapcsolási intervallumának ellenőrzése. Ez a mérés általában manuálisan indul, és a mérés során a jármű motorja jár. A mérés során a számítógép az üzemi légtartályok nyomásának változását figyeli, a mért adatok alapján kiszámítja a nyomásszabályzó ki és bekapcsolási nyomását és a kapcsolási intervallumot. A minősítés elsődleges kritériumai a gyártó által megadott nyomás és időértékek, ezek, ha rendelkezésre állnak: a nyomásszabályzó szelep bekapcsolási nyomása: PBE (bar), gyári adat, a nyomásszabályzó szelep kikapcsolási nyomása: PKI,(bar), gyári adat. Ha a nyomásszabályzó beállítási adatai ismertek, a nyomásszabályzó ki és bekapcsolási nyomása feleljen meg a típust gyártó előírásainak. Alkalmasnak minősítendő a nyomásszabályzó, ha a bekapcsolási nyomásnál mért érték megegyezik a gyári adattal vagy annál legfeljebb 0,4 bar-ral nagyobb, illetve annál legfeljebb 0,6 bar-ral kisebb és a kikapcsolási nyomásnál mért érték megegyezik a gyári adattal, vagy annál max. 0,4 bar-ral nagyobb, illetve annál legfeljebb 0,3 bar-ral kisebb. A nyomásszabályzót korlátozottan alkalmasnak minősítendő, ahol a bekapcsolási és kikapcsolási nyomás mért értékei a gyári értéknél min 0,4 bar, max. 0,6 bar-ral nagyobbak, vagy a bekapcsolási nyomás érték legalább 0,6 bar-ral, de legfeljebb 0,8 bar-ral kisebbek, illetve akkor is, ha a kikapcsolási nyomásnál mért érték legalább 0,3 bar-ral, de legfeljebb 0,6 bar-ral kisebb a gyári ér- Nagyszokolyai Iván, KEFO

138 138 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA téknél. Természetesen alkalmatlannak minősítendő a nyomásszabályzó, ha mért ki vagy bekapcsolási nyomása az előzőekben felsorolt nyomáshatárokon kívül helyezkedik el. Mi az eljárás abban az esetben, ha a nyomásszabályzó beállítási adatai nem ismertek? Ha a ki/bekapcsolási nyomás gyári adatai nem ismertek, ellenőrizni kell a kapcsolási intervallum nagyságát is. A ki és bekapcsolási nyomás nagysága közötti különbség névleges értéke a kikapcsolási nyomás 5-15%-a. Ha a különbség 15%-nál nagyobb, de nem több mint 18%, vagy kisebb 5% nál, de nem kevesebb 3,5%-nál, a nyomásszabályzó korlátozottan alkalmasnak minősítendő. Ha a különbség 18%-nál nagyobb, vagy 3,5%-nál kisebb, akkor a nyomásszabályzó alkalmatlannak minősítendő A légsűrítő ellenőrzése A műszeres mérés célja a gépjármű légsűrítő szállítóképességének ellenőrzése. Az ellenőrzés során megmérik, hogy az autóbusz üzemi fékrendszerének feltöltése 3,4 bar nyomásról 6 bar nyomásra mennyi ideig tart. Az értékelés alapja a mért feltöltési idő. Ha a mért idő legfeljebb 198 s, a jármű alkalmasnak minősítendő. Amennyiben a rendelet definiálja a korlátozottan alkalmas minősítést, úgy korlátozottan alkalmasnak minősítendő a jármű, ha a feltöltési idő ennél az értéknél 10%-nál több, legfeljebb 240 másodperc. Ha az időtúllépés meghaladja a 20%-ot, a jármű alkalmatlannak minősítendő A négy (vagy több) körös védőszelep ellenőrzése A többkörös védőszelep gondoskodik az üzemi fékkörök, a rögzítő fékberendezés és pótkocsifékező rendszer, valamint a segédberendezések energiaellátásának elválasztásáról valamely részrendszer hibája esetén, így lehetővé teszi az épen maradt alrendszerek továbbtöltését, megőriz egy biztonsági nyomásszintet az alrendszerekben az energiaellátó rendszer sérülése esetén, az üres rendszer feltöltésekor előírt feltöltési sorrendet biztosít a körök részére, a legújabb rendelkezések értelmében megakadályozza a rögzítőfék oldását, amennyiben az üzemi fékrendszer tárolt energiaszintje nem éri el a minimálisan meghatározott értéket (fékhatásosságban kifejezve). A műszeres mérésnek több célja van: 1. a segédberendezéseket ellátó sűrített levegő rendszer sérülése esetén az üzemi fék megmaradó energiaellátásának ellenőrzése, illetve 2. az üzemi fékberendezés egyik körének sérülése esetén a biztonsági fékezést lehetővé tévő másik fékkör megmaradó energiaellátásának ellenőrzése 3. a sűrített levegős fékrendszer légtartályainak feltöltési sorrendjének ellenőrzése. Az üzemi fékkörök légtartályainak feltöltési sorrendjének ellenőrzése. A mérés előtt a légtartályokat leürítik. A mérés a légtartályok feltöltésének kezdetekor indul, és akkor ér véget, ha mindkét üzemi fékkör nyomása elérte a korábbiakban meghatározott kikapcsolási nyomást. A mérés során a számítógép figyeli az ellenőrzött légtartályokban a levegőnyomás változását. A nyomásemelkedésnek az üzemi fékrendszer légtartályaiban kell először megjelennie. Amíg az üzemi fékrendszer légtartályaiban a nyomás nem haladja meg a 4,0 bar-t, a rögzítőfék oldására szolgáló sűrített levegőt tároló légtartályban a nyomás nem emelkedhet a kioldáshoz szükséges nyomás fölé. Ha ez a feltétel nem teljesül, a jármű alkalmatlannak minősítendő. Az üzemi fékkörök biztosításának ellenőrzése. Szimulációs hibával ellenőrzik azt, ha egy sűrített levegővel működő segédberendezés hirtelen, nagyfokú sűrített levegő vesztést okozó meghibásodása következik be (pl.: egy légrugó vagy csővezeték jelentős sérülése esetén) az üzemi fékkörökben a biztonsági fékezést lehetővé tévő légnyomás marad-e vagy sem. Az ellenőrzés során a segédberendezéseket ellátó lég- Nagyszokolyai Iván, KEFO

139 8. FÉKBERENDEZÉSEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATA 139 tartály nyomását hirtelen lecsökkentik 2,5-3 bar nyomásra, közben mérik az üzemi fékrendszert ellátó légtartályokban lévő sűrített levegő nyomásának változását. A vizsgálatot álló motornál végzik. Továbbá szimulációs hibát előidézve ellenőrzik azt, ha az egyik üzemi fékkörben jelentős levegővesztést okozó meghibásodás következik be, a másik, érintetlen fékkörben marad e a biztonsági fékezést lehetővé tévő levegőnyomás (legalább 4 bar). Ezt az ellenőrzést mindkét fékkör meghibásodását szimulálva elvégzik. Az ellenőrzés előtt az üzemi fékrendszer nyomását a kikapcsolási nyomásig növelik, majd a feltöltést megszüntetik. Ezt követően az üzemi fékrendszer egyik körét ellátó légtartály nyomását hirtelen lecsökkentik 2,5-3 bar nyomásra, közben mérik az üzemi fékrendszer másik körének levegőellátását biztosító légtartályban lévő sűrített levegő nyomásának változását. A vizsgálatot álló motornál, egymást követően, mindkét fékkör meghibásodását szimulálva elvégzik. Az egyik fékkör hirtelen, nagyfokú sűrített levegő vesztést okozó meghibásodása esetén az épen maradó üzemi fékkörben maradó nyomás nem lehet kisebb, mint 4,0 bar. Alkalmasnak minősítendő a védőszelep: ha az épen maradt fékkör légtartályában a nyomás legalább 4 bar A légfékrendszer tömítettségének vizsgálata A műszeres mérés célja: az üzemi fék légtartályok nyomásának ellenőrzésével, méréssel megállapítani, hogy a légfékrendszer kellően tömített e vagy sem. A jármű légtartályait a kikapcsolási nyomásra feltöltik, a rögzítőféket kioldják. A motort leállítják, a pedálszelep alaphelyzetben (nincs fékezés). Egy perc várakozási idő után a pedálszeleppel 2,5-3 bar fékezőnyomást vezérelnek ki a fékhengerekbe / membránokba. A pedálszelepet ebben az állapotában rögzítik, majd további 3 percet várnak. Ekkor vége a mérésnek. A számítógép a teljes idő alatt figyeli és tárolja a légtartályokban lévő sűrített levegő pillanatnyi nyomását. Értékelés: a mérés első részében mért 1 perc alatt a megengedett nyomásesés bármely nyomásérzékelőnél legfeljebb 0,1 bar lehet, korlátozottan alkalmasnak minősítendő a jármű, ha a sűrített levegő vesztés az első egy perc alatt nagyobb, mint 0,1 bar, de 0,25 bar értéknél kevesebb. Ennél nagyobb sűrített levegő vesztés esetén ez a jármű tulajdonság Alkalmatlan -nak minősítendő. A mérés második részében mért 3 perc alatt a megengedett nyomásesés bármely nyomásérzékelőnél legfeljebb 0,4 bar lehet. Korlátozottan alkalmasnak tekinthető az jármű, melynek nyomásvesztesége az elmúlt három percben meghaladta a 0,4 bar-t, de nem haladta meg a 0,75 bar-t. E feletti nyomásveszteség esetén a jármű Alkalmatlan -nak minősítendő. Ajánlott irodalom: ISO :2008 Road vehicles -- Test of braking systems on vehicles with a maximum authorized total mass of over 3,5 t using a roller brake tester. ISO :2008 describes a procedure that generates comparable measurement results in roller brake testing, such that the efficiency of the service braking system can be assessed reliably wherever the roller brake tests are performed. The following items are covered in ISO :2008: symbols and definitions; test methods; test conditions; test equipment required; accuracy of test equipment; data recording and calculation needed; presentation of results; assessment criteria for pass/fail. ISO 20918:2007 describes a method to evaluate the braking threshold of heavy commercial vehicle combinations with pneumatic braking systems, by means of a roller brake tester. ISO 20918:2007 describes procedures for workshops and garages and provides a recommended pressure range of the system threshold pressure for motor vehicles and trailers, and a recommended practice for determining the system threshold pressure. Nagyszokolyai Iván, KEFO

140 9. Fényvető-diagnosztika 9.1. Bevezető A fényvető által kibocsátott fénykéve vagy fénynyaláb útfelület és környezet megvilágítását számos tényező határozza meg, tényleges helyzetparaméterei elsősorban a tompított fényre vonatkozóan kompromisszum eredményeként alakulnak ki. A kompromisszumot kell kötni a vezető számára jó látást, akadály felismerést eredményező megvilágítás (előrevilágítás), és a szembejövő jármű vezetőjének még elfogadható mértékű (minimális) vakítása között. Ezért bír különös jelentőséggel a beállítás pontossága. A vakítást okozhatja a fényszóró vagy az izzó helytelen beszerelése, a fényszórók vetítési magasságának rossz beállítása vagy a terheltségi állapotnak megfelelő korrekció elmulasztása. A fényvető feladata, hogy a jármű előtti útfelületet az előírt fényerőeloszlással megvilágítsa. Az 9.1. ábra halogén és xenon fényforrással megvilágított útfelületen mutatja a fényerőeloszlást. A függőleges és vízszintes tengelyeken lévő méretbeosztás segítségével érzékelhető a megvilágított útfelület szélességének, hosszúságának különbözősége. A fénycsóván belüli számok (10, 4, 2, 1) a távolság függvényében tájékoztató jelleggel mutatják a megvilágítás mértékét lux-ban kifejezve. A két fénycsóva nem látható végeihez tartozó értékeket mutatják a 0,4-es mérőszámok. Egy európai gyártmányú személygépkocsiknál jellemző, hogy 210 m távolságban a H1-es izzójú halogénfényszóró megvilágítási értéke 0,4 lux, a fénykéve szélessége 60 m távolságban 36 m. Ezzel szemben 210 m távolságban a xenon fényszóró megvilágítási értéke 1,0 lux,a fénykéve szélessége 60 m távolságban pedig 68 m ábra: halogén fényszóró (baloldali kép) és a xenon fényszóró útmegvilágítása A fénykéve helyzetét típusvizsgálatnál nem a talaj az útfelület síkjában a megvilágítás értékével és a fényerőeloszlással értékelik, hanem ún. fényalagútban, a fényvető előtt elhelyezett, talajra merőleges síkban ernyőképen vizsgálják (9.2. ábra). A szervizdiagnosztikában is ernyőképen értékeljük a fénykéve helyzetét ábra A vizsgálóernyőt a gépkocsi előtt, a talajra merőlegesen állítják fel. Típusvizsgálatnál a fényvetőtől 25 m, diagnosztikai mérésnél 10 méter távolságban. Diagnosztikai fényszóróellenőrző készülék használatakor a vetítési ernyő a műszer képernyője, melyen a 10 m-re található ernyőképnek megfelelő kép jelenik meg. Nagyszokolyai Iván, KEFO

141 9. FÉNYVETŐ-DIAGNOSZTIKA A diagnosztikai ellenőrzés alapelve A fényvető (lámpatest) helyes beállítása a fénykéve gyári, illetőleg hatósági (határérték) előírásoknak megfelelő vetítési irány-helyességét jelenti. A lámpakonstrukciók és kombinációk ma nagy változatosságot, fénytani jellemzőikben folyamatos fejlődést mutatnak. A beállítást illetően az alapelvek azonosak, de minden egyes rendszer ellenőrzésénél a gyári előírásokat kell szigorúan figyelembe venni. A tompított és a távolsági fényvetőt foglalhatják egy lámpatestbe, ekkor általános az alkalmazott fonalas izzónál az ún. bilux-izzó kivitel. Ennek ellenőrzésekor, beállításkor mindig a tompított fénykéve helyzete a mérvadó (a távolsági és a tompított fény kévéjének helyzete egymástól függetlenül nem állítható). Önálló távolsági-fény kibocsátó lámpatestnél a fénykéve ún. forró pontjának helyzetét kell figyelembe venni. A gázkisüléses lámpáknál találkozhatunk egyedi (csak tompított vagy csak távolsági) fényvetőkkel, de napjainkban már ezek is lehetnek, egy fényforrású kialakításnál is kettős funkciójúak, melyet vagy az árnyékolóblende függőleges, vagy a lámpa tengelyirányú mozgatásával érnek el. A fénykéve gépkocsi karosszériához vett iránya a fényvető egységen (lámpatesten) megtalálható állítócsavarokkal módosítható. A járműterhelés változása igényli a fénykéve előrevetítési távolságának módosítását. Ezt állíthatja a jármű vezetője vagy történhet automatikusan. Gázkisülésű lámpáknál előírás, hogy az előrevilágítás terhelésfüggő, illetve a kocsiszekrény bólintó mozgását követő beállításának automatikusnak kell lennie. Ennek alapvető okai: nagyobb a kibocsátott fényerő, nagyobb a megvilágított útfelület, a megvilágított felületen a hagyományostól eltérő a fényeloszlás A fénykéve optikai tengelyének előírásos helyzete A fénykévék optikai tengelyeinek párhuzamosan kell futniuk a gépkocsi középsíkjával, azaz a gépkocsi hossztengelyén átmenő függőleges síkkal. A gyakorlatban az optikai tengelyt a fényforrásból kiinduló, a gépkocsi hossztengelyére merőlegesen álló vetítési képernyőn megjelenő tompított fény sötét-világos határvonalának töréspontjába befutó egyenes tűzi ki. A geometriai viszonyokat a 9.3. ábrán követhetjük nyomon ábra Ha a lámpatest fényszóróüvege vagy műanyag búrája körkörös, akkor a kiindulópontnak vehetjük annak középpontját is. A tompított fény képernyőre vetített sötét-világos határvonalának kontrasztosan, a törésponttól balra a talajjal párhuzamosan, attól jobbra 15 fokkal felfelé Nagyszokolyai Iván, KEFO

142 142 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA irányulóan kell elhelyezkednie. Egyes kialakításoknál a ferde határvonal, ismét megtörve, végződhet vízszintes szakasszal is. A sötét-világos határvonal vízszintes szakaszának a gépkocsi fényszórójától 10 méter távolságra elhelyezett, talajra merőlegesen álló képernyőn, a fényszóró talajtól mért távolsága (h) alatt, meghatározott x (egyes szakirodalomban e jelű) távolságban kell húzódnia; értékmegadása: x cm/10 m (ugyancsak lásd a 9.3. ábrán). Az x távolság típusfüggő, gyártói adat A diagnosztikai ellenőrzés technológiája Az ellenőrzés technológiája kiterjed a mérés előfeltételeire, a kamera tájolására, magára a mérésre és az adatok értékelésére. (A fényvetőegység beállításának műszaki konstrukciós lehetőségeit a fényvető-technikát ismertető tantárgy keretében ismerhetik meg.) A mérőhely és a gépkocsi előkészítése A fényvető-ellenőrző készülékkel történő, helyesen végrehajtandó ellenőrzéshez számos előzetes követelménynek kell megfelelni. Az első és legfontosabb követelmény a bemérő állás melyen a műszer és a gépkocsi áll vízszintessége. Mind a gépkocsinak, mind a fényszóróbemérő műszernek kemény burkolatú vízszintes talajon kell állnia! A mérőállás területe legalább 4,75x3 m legyen, a hossz- és keresztirányú dőlés max. 1 ezrelék lehet (1 méteren 1 mm). Mivel a fénykéve vetítésének beállítása a gépkocsi karosszériájához igazodik, ezért a kocsiszekrény helyzetének is előírásosnak kell lenni. Ezt a gumiabroncs nyomása, a rugóhelyzet, a járműterhelés, a jármű szintszabályozása befolyásolja. Általánosan alkalmazott megoldás, hogy a fényvető-egységet a gépkocsi vezető a vezető ülésből billenteni tudja. A fényvetőegység dőléshelyzet-állítónak is megadott pozícióban, általában a legmesszebbre vetítő 0 helyzetben kell lenni. Ha gépjármű már azt a helyzetet foglalja el, ami előírásos, akkor a fényszóró-ellenőrző készülék (kamera) járműhöz történő tájolása következik. Az általában kerekeken guruló fényszóróbeállító készüléknek is természetesen vízszintes talajon kell állnia, gurulnia (még akkor is, ha az állványon a kamera külön is vízszintezhető). Sínen gördülő kialakításnál vagy konvejoros megoldásnál annak sínpályát kell vízszintezni A kamera tájolása a gépkocsihoz A kameratájolás művelete a fényszóró-ellenőrző készüléknek a gépkocsihoz és a fényvetőhöz történő pozicionálását jelenti. Legfontosabb és legszűkebb beállítási tűrésű tájolási paraméter a kamera hossztengelyének a gépkocsi szimmetria síkja és a vízszintes sík metszésvonalával való párhuzamosítása. Ez a feltétel biztosítja azt, hogy a két fényvető egymással és a gépkocsi hossztengelyével párhuzamos vetítési helyzetét bemérjük, beállítsuk. (Ne feledjük: a feladat nem a lámpatest beállítása, az önmagában nem is lehetséges, hanem a lámpatest karosszériában elfoglalt helyzetének az ellenőrzése, szükség szerinti helyzet-korrekciója.) A korábbi műszerkonstrukcióknál ezt a kamera-helyzetet a készülék állványára szerelt tapintókkal, a gumiabroncsokig előrenyúló ütköző-rudazattal érték el. Ma más megoldásokat alkalmaznak. Legegyszerűbben a fényvetítővel történő tájolás érthető meg. A fényszóróellenőrző készülék oszlopára szerelnek egy fénycsíkot, fényvonalzót vetítő fényforrást, melyet a gépkocsi elejére vetítenek. (9.4. ábra) Nagyszokolyai Iván, KEFO

143 9. FÉNYVETŐ-DIAGNOSZTIKA ábra A gépkocsi elején (homlokfelületén, a motorháztetőn, esetleg a szélvédőüveg keretnél) bizonyosan található két olyan pont, mely a gépkocsi függőleges középsíkjához mérten szimmetrikusan helyezkedik el, tehát az e két ponton átmenő képzetes egyenes merőleges a gépjármű középsíkjára. A fényvonalzót a fényszóró-ellenőrző készülék (a teljes készülék!) elfordításával, illetve a vetítő függőleges irányú billentésével hozzuk olyan helyzetbe, hogy az mármint a fénycsík a gépkocsi karosszériáján kiválasztott szimmetriapontokon menjen át. Mivel a kamera tengelye a készülék konstrukciós kialakítás miatt merőleges a fényvonalzóra, ezért ezzel elértük, amit akartunk: a kamera tengelye párhuzamos lesz a gépkocsi függőleges középsíkjával. A hossztengelyi tájolás szimmetria pontokon átmenő egyenese lehet tükör és rajta a tájolóvonal, lehet keskeny kémlelő rés, melyen átnézve keressük meg a szimmetriapontokat, lehet nagylátószögű lencse, benne tájoló vonalakkal. Bármilyen is legyen a konstrukció, a beállítási művelet elve azonos azzal, mint amit a fényvonalzónál ismertettünk. Ha a hossztengely irányú kamera-tájolás megtörtént, akkor a műszer kerekein gurítva az egyik fényvető elé toljuk. Amennyiben a készülék eközben közeledik vagy távolodik a fényvetőhöz viszonyítva, de cm-es (tanácsosan cm) távolságban marad, akkor nincs baj, mert eközben nem veszti el a tengely-párhuzamosságot! Nem kell a fényvető geometriai középpontját sem nagyon pontosan megkeresnünk, a kamera fényszóróra történő tájolásakor elég a ± 3 cm-es pontosság (9.4. ábra). Az utóbbi évek lámpakonstrukcióinál (9.5. ábra) a széttartó fény-nyaláb (2) miatt azonban tanácsos a kamerát (1) a fényvetőburkolathoz minél közelebb vinni (A = cm), mert csak így kapunk határozott, jól kirajzolódó képet a készülék ernyőjén. Nagyszokolyai Iván, KEFO

144 144 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 9.5. ábra A fényvető ellenőrző készülék kamerájának a beálláshoz szükséges mozgatási irányait a 9.6. ábra foglalja össze. Gondolják át, hogy mikor melyik mozgatásra van szükség! Az ellenőrzés műveletei 9.6. ábra A fényvető bekapcsolása után a készülék képernyőjére tekintve azonnal láthatjuk a tompított fény ernyőképét, a sötét világos határvonal elhelyezkedését. Ha nincs határozott határvonal, az a lámpa valamilyen hibájára utal. (Korszerű fényvetők ernyőképén azt látjuk, hogy elmossák a sötét világos határvonal kontrasztját. Ezen lámpák beállításának technológiájánál hagyatkozzunk a gyártói előírásokra) A műveleteket halogén izzós lámpáknál viszonylag tempósan végezzük, mert a fényvető menetszél-hűtését a lámpatest hűtésébe bekalkulálták, és ez most hiányzik. Elsőként a határvonal helyzetét figyeljük meg: a törésponttól balra a határvonal vízszintesen, jobbra a 15 fokos felfelé mutató irányba kell, hogy elhelyezkedjen. (Legyünk precízek: jobboldali közlekedéshez készült gépjárműveknél és a képernyőn nézve. Ha a fényvetőre egy írólapot helyezünk, egészen más képet látunk!) Elfordulás nem engedhető meg. Ezt kövesse a töréspont helyzetének ellenőrzése, ha kell, beállítása. A töréspontnak az ernyő függőleges jelzővonalára kell esnie! (Ez jelenti annak a feltételnek a teljesülését, hogy az optikai tengely párhuzamosan fut a kocsi középsíkjával.) A tompított fény előrevilágításának beállítása a következő művelet. Az előrevilágítás helyes értéke kompromisszum eredménye, ne vakítson, de kellő megvilágítást eredményezzen a kocsi előtt. A hazai rendelet előírása szerint ennek legalább 40 méternek kell lennie. A beállítás során az előrevilágítási távolságot az x értékkel határozzuk meg. Ezt roppant egyszerű egy Nagyszokolyai Iván, KEFO

145 9. FÉNYVETŐ-DIAGNOSZTIKA 145 példa segítségével belátni: legyen a fényvető középpontjának talajtól mért távolsága 100 cm és a 10 m-re levő ernyőn 25 cm a fény sötét-világos határvonalának lehordása, azaz az x értéke. Négyszer ekkora távolságon, tehát 40 m-re a kocsi előtt éri el az optikai tengely a talajt, tehát negyven méter az előrevilágítás. Az x érték típusfüggő gyári adat. Általában %-értékben adják meg (és feltüntetik a lámpatesten). Például az 1,2% azt jelenti, hogy a fényvető optikai tengelyének névleges dőlése 1,2%-os. A gyakorlatra lefordítva azt jelenti, hogy a 10 méteres ernyőn az x értéke 10 méter 1,2%-a, azaz 12 cm. A hatóság az ellenőrzés során típus-független adatot vesz mérvadónak, mert csak azt vizsgálja, hogy túlzott vakítást a tompított fény ne okozzon. A magyar előírás szerint, ha a fényvető talajtól mért magassága 95 cm-t nem halad meg, akkor az x értéke 10 cm (1%). Ez 95 cm magasan lévő fényvetőnél 95 m előrevilágítást jelent. Sportkocsinál, ha a fényvető középpontja csak 50 cm-re van a talajtól, a 10 cm-es x érték már csak 50 méter előrevilágítást jelent. (Nincs itt ellentmondás?) A fényszóró-ellenőrző készülék vetítő-ernyőjét rajta a szálkereszttel, függőlegesen el tudjuk mozdítani. Az elmozdító forgatógomb vagy tolóka skálabeosztása az x érték cm-re (mert tudjuk, hogy a készülék lencséje a 10 méteres távolságot képezi le). Célszerű az ellenőrzés megkezdésekor a beállítandó x értékre állítani az ernyőmagasságot, mert így ténylegesen egy pillantásra feltárul a tompított fény helyes elhelyezkedése: elfordulási hiba, oldalirányú eltolódás, előrevilágítási érték. A tompított fény helyes beállítása után kapcsoljuk be a távolsági fényt. Csak az izzó nem megfelelő esetében lehet az, hogy az országúti fény forró pontja nagyon eltér a jelzőkereszthez viszonyítva. A 10 méter távolságra lévő ernyőn a forró pont eltolódásának tűréshatára a jelzőkereszttől jobbra és balra cm, fölfelé 15 cm, lefelé 10 cm lehet. A fényszóró beállító készülék ernyőjén keret jelzi a tűréshatárt (9.7. ábra) ábra A műszerrel mérhetjük csak a tájékoztatás igényével a fényvető fényének megvilágítás erősségét is. A megvilágítás erősségének kijelzése műszertípusonként változik (pl. lux). A megvilágítás érzékelővel kikereshetjük a távolsági fény forró pontjának helyzetét (ügyeljünk a műszer méréshatárára!). Befejezésül a ködlámpák beállításáról is szóljunk. A fényszóró beállító készülékkel történik azok világításának ellenőrzése, beállítása is. A mérőernyő képét a 9.8. ábra mutatja. Az x érték személygépjárműveknél 20 cm ábra Nagyszokolyai Iván, KEFO

146 10. Gépjármű által keltett zaj mérési módszere és műszerei Mérőműszerek Akusztikai mérés: a hangszintmérő vagy ezzel egyenértékű mérési rendszer, mely legalább az IEC 651 második kiadásában szereplő 1. típusú műszer követelményeinek feleljen meg. A mérésekhez A frekvenciasúlyozású, és F idősúlyozású tényezőket kell használni. Sebességmérés: a motor fordulatszámát és a jármű sebességét ± 2% vagy jobb pontosságú műszerrel kell mérni. Meteorológiai műszerek: a környezeti feltételek megfigyeléshez használt meteorológiai műszerek a következők legyenek: hőmérsékletet mérő készülék, amelynek pontossága ± 1 C, szélsebességet mérő készülék, amelynek pontossága ± 1,0 m/s értéken belül van Mérési feltételek Helyszín: a vizsgálati helyszín a középpontjában elhelyezett, lényegében lapos területtel körülvett gyorsítási szakaszból álljon. A gyorsítási szakasz vízszintes legyen; a pálya felülete legyen száraz és olyan, hogy kis gördülési zaj keletkezzen. A vizsgáló pálya olyan legyen, hogy a hangmentes tér feltételei a hangforrás és a mikrofon között 1 db értéken belül megvalósuljanak. Ezt a feltételt teljesítettnek kell tekinteni, ha nincs olyan nagy hangvisszaverő tárgy, mint sövény, szikla, híd vagy épület a gyorsítási szakasz középpontjától számított 50 m-en belül. A helyszín felülete szilárd burkolatú. A méréseket kedvezőtlen időjárási feltételek között nem szabad elvégezni. Biztosítani kell, hogy az eredményeket ne befolyásolja széllökés. A méréseket akkor végezzék el, amikor a környezeti hőmérséklet 0 és 40 C között van. A vizsgálatot ne végezzék el, ha a szél sebessége, beleértve a szélrohamot is, a mikrofon magasságában meghaladja az 5 m/s értéket a hangmérés időtartama alatt. A gépjármű: a méréseket terhelés nélküli járművön kell elvégezni és kivéve a nem szétválasztható járművek esetében pótkocsi vagy félpótkocsi nélkül. A vizsgálathoz használt gumiabroncsokat a jármű gyártója válassza ki és feleljenek meg a kereskedelmi gyakorlatnak, valamint kaphatók legyenek a kereskedelemben; feleljenek meg a jármű gyártója által meghatározott gumiabroncs-méretek valamelyikének és a minimális 1,6 mm mélységnek a gumiabroncs futófelületének fő hornyaiban. A mérések megkezdése előtt hozzák a járművet szokásos üzemi állapotába. Ha a jármű kettőnél több kerekét hajtják meg, azzal a meghajtással kell vizsgálni, amelyet a szokásos közúti használatra szánnak A mozgó jármű zajának mérése Legalább két mérést kell végezni a jármű mindegyik oldalán. A mikrofont a pálya C vonatkoztatási egyenesétől (10.1. ábra) 7,5 m ± 0,2 távolságra és a talaj felett 1,2 m ± 0,1 m magasságban kell elhelyezni. Maximális érzékenységének tengelyei vízszintesek és a jármű útvonalára merőlegesek legyenek (C egyenes). Nagyszokolyai Iván, KEFO

147 10. GÉPJÁRMŰ ÁLTAL KELTETT ZAJ MÉRÉSI MÓDSZERE ÉS MŰSZEREI ábra A C tengelyvonalon az 1) vonaltól 10 m-re előre és 10 m-re hátra elhelyezkedő A A és B B két egyenest kell megjelölni a vizsgálati pályán. A járművet egyenesen kell vezetni a gyorsítási szakasz felé úgy, hogy a jármű hosszirányú középsíkja a lehető legközelebb legyen a C egyeneshez és az A A egyenest az alább meghatározott állandó sebességgel közelítse meg, teljes gázzal olyan gyorsan, amennyire célszerű, és ezt addig kell végezni, amíg a jármű hátsó része áthalad a B B egyenesen; a szívótorkot ekkor a lehető leggyorsabban zárni kell. Az A súlyozású decibelben (dba) kifejezett maximális hangszintet akkor kell megmérni, amikor a jármű áthalad az A A és B B egyenesek között. Ezek az értékek a mérés eredményei. A mozgó járművel kibocsátott zaj mérése akkor érvényes, ha a jármű ugyanazon oldalán a két egymást követő mérés (a legnagyobb hangszint) különbség nem több mint 2 dba. A megközelítési sebesség M1 kategóriás járművek esetében és nem M1 kategóriás olyan járművek esetében, amelyek motorteljesítménye legfeljebb 225 kw a v max 75%-a vagy 50 km/h, amelyik a nagyobb. A sebességfokozat megválasztása: négy vagy kevesebb előremeneti fokozattal ellátott M1 és N11/ kategóriás járműveket a második fokozatban, a több mint négy fokozatú sebességváltóval ellátott M1 és N11/ kategóriás járműveket egymás után a második és a harmadik sebességfokozatba kell megvizsgálni Álló jármű által kibocsátott zaj mérése A hangszintet közvetlenül a kipufogórendszer kiömlő nyílásánál kell mérni. A mérésekhez precíziós hangszintmérő műszert kell használni. A méréseket álló járművön, olyan területen kell elvégezni, amely megfelel a mozgó jármű mérésére szolgáló területnek, illetve a műszaki vizsgatechnológiában rögzített mérőhelyre vonatkozó követelményeknek. A súlyozású decibelben (dba) kifejezett maximális hangszintet kell mérni. A járművet a vizsgálati terület középső részén kell elhelyezni a sebességváltókart semleges helyzetbe és a tengelykapcsolót bekapcsolt állapotba kapcsolva. Zajmérés a kipufogó közelében: a mikrofon legyen elhelyezve 0.5 m ± 0.01 m távolságra a kipufogó referencia pontjától (10.2. ábra) 45 (± 5 ) szöget zárjon be a gázáram irányába eső függőleges síkkal. Nagyszokolyai Iván, KEFO

148 148 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra A mikrofon legyen a referenciapont magasságában, de minimum 0,2 m-re a talajszint fölött. A mikrofon referenciatengelye legyen a talajjal párhuzamos síkban és irányuljon a gázáram kiömlőnyílásán lévő referenciapont felé. Ha a kiömlőnyílás gázáram tengelye 90 -os szöget zár be a jármű hosszirányú középvonalával, a mikrofont a motortól legtávolabb eső pontban kell elhelyezni. Olyan járműveknél, ahol a kipufogók kiömlőnyílásai 0,3 m-nél nagyobb távolságra vannak egymástól, úgy kell mérést végezni mindegyik kiömlőnyílásnál, mintha csak az egy lenne, és a legmagasabb szintet kell figyelembe venni. Ha egy jármű két vagy több kiömlőnyílással ellátott kipufogóval rendelkezik, amelyek kisebb, mint 0,3 m távolságra vannak egymástól, és ugyanabba a hangtompítóba vannak bekötve, csak egy mérést kell végezni. A mikrofon elhelyezése a jármű egyik külső széléhez legközelebb eső kiömlőnyílás széléhez igazodjon, vagy ha ilyen kiömlőnyílás nincs, ahhoz a kiömlőnyíláshoz, amely a legmagasabban van a talaj felett. Függőleges kipufogójú járműveknél (pl. haszonjárművek) a mikrofont a kipufogó kiömlőnyílásának magasságában helyezzék el. Tengelye legyen függőleges és felfele irányuljon. Helyezzék el 0,5 m ± 0.01 m távolságra a kipufogó referenciapontjától, a 2. ábra szerint, de a jármű kipufogóhoz közelebb eső oldalától soha ne legyen 0,2 m-nél közelebb. A motor fordulatszáma azon motoroknál, ahol a névleges fordulatszáma 5000 min -1 vagy kisebb, a névleges fordulatszám 75%-a, azon motoroknál, ahol a névleges motorfordulatszám 5000 min -1 fölött és 7500 min -1 alatt van 3,750 min -1. azon motoroknál, ahol a névleges motorfordulatszám nagyobb mint 7500 min -1, a névleges fordulatszám 50%-a. Vizsgálati eljárás. Üresjárati fordulatszámról a motor fordulatszámát fokozatosan kell emelni a fenti értékre, majd ott kell tartani. Ezután a gázpedálról gyorsan le kell lépni, a motor ismét vegye fel az üresjárati fordulatszámot. Megmérendő hangnyomás szintje a minimum egy másodpercig tartó állandó motorfordulatszám és a teljes lassulási periódus során. A leolvasott maximális hangszint értéke a vizsgálat eredménye. Ha a mérendő hangnyomásszint és az alapzaj szintje közötti különbség (ΔL) időben állandó zaj esetén kisebb, mint 4 dba, vagy időben változó zaj esetén a változó zaj maximuma és a mért érték közötti különbség kisebb, mint 10 dba és az időben változik akkor a jármű közeltéri zajszintje a szabvány által előírt pontossággal nem határozható meg. Ha az időben állandó zaj esetén a Δ L > 4 dba, akkor a mérési eredményből le kell vonni az alábbi értéket: Nagyszokolyai Iván, KEFO

149 10. GÉPJÁRMŰ ÁLTAL KELTETT ZAJ MÉRÉSI MÓDSZERE ÉS MŰSZEREI 149 ΔL db korrekció levonással ,5 >10 0 A jármű kipufogónyílás közelében mért közeltéri zaja (álló helyzeti zaj) nem haladhatja meg a típusbizonyítványban megadott közeltéri zaj 5 dba-val megnövelt értékét. Ajánlott irodalom: a Tanács 70/157/EGK irányelve a gépjárművek megengedett zajszintjére és kipufogórendszereire vonatkozó tagállami jogszabályok közelítéséről, valamint az azt módosító 84/424/EGK, 92/97/EGK, 2006/96/EK tanácsi, továbbá 73/350/EGK, 81/334/EGK, 84/372/EGK, 89/491/EGK, 96/20/EK, 1999/101/EK és 2007/34/EK bizottsági irányelvek; 6/1990. (IV. 12.) KöHÉM rendelet a közúti járművek forgalomba helyezésének és forgalomban tartásának műszaki feltételeiről MSZ közúti járművek által keltett közeltéri zajhatás mérési módszere. Nagyszokolyai Iván, KEFO

150 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 2. RÉSZ Lakatos István, KEFO

151 Tartalomjegyzék 1. Diagnosztikai eszközök működésmódja, használati jellemzőinek ismertetése Termografikus eszközök Termográf képalkotási (hőkép-készítési) elvek Endoszkópos berendezések Rezgésdiagnosztikai eszközök Ultrahang alapú eszközök OBD, EOBD, fedélzeti diagnosztika OBD alapfogalmak és definíciók Az OBD II-höz kapcsolódó fontosabb szabványok Kipufogógáz-technika és fedélzeti állapotfelügyelet Katalizátor Lambda-szabályzás Az égéskimaradás fedélzeti állapotfelügyelete Kipufogógáz-visszavezetés Szekunderlevegő rendszer Tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszer Az OBD-csatlakozó Az OBD-csatlakozó kialakítása Kommunikáció Inicializálás Adatátvitel Rendszerteszter Hibakódok Freeze Frame Hibatárolás Hiba-megszűnés Hibakódok törlése Hibajelzőlámpa-aktiválás Irányítóegység diagnosztika az OBD-csatlakozón keresztül Az öndiagnosztikai adatok kiolvasása Diagnosztikai üzemmódok Hibakeresés Readiness-kódok (vizsgálati készenlét) ECU szoftverfrissítés (Pass Thru funkció) Járműdiagnosztikai szakértői rendszerek A tudás bázisú diagnosztika A diagnosztikai eszközök megváltozása Távdiagnosztika Predikción alapuló diagnosztika szakértői rendszerrel Szakértői rendszerek Ismeretalapú technológia Az ismeretalapú rendszerek struktúrája Következtetési technikák Valós idejű szakértői rendszerek A predikción alapuló diagnosztikai szakértői rendszer A keretrendszer szerkezete A többléptékű predikciós diagnosztikai szakértői rendszer fő elemei Predikciós diagnosztikai szakértői rendszer működése Predikció Lengéscsillapító diagnosztika Lakatos István, KEFO

152 152 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 4.1. Lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével Lengéscsillapító vizsgálat a kerék lengetésével Dinamikus talperő-ingadozás mérés (EUSAMA) A mérés eredményét befolyásoló tényezők: EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgáló próbapad felépítése EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgálat Kerékkiegyensúlyozás Statikus kiegyensúlyozatlanság megszüntetése Kvázi statikus kiegyensúlyozatlanság Nyomaték-kiegyensúlyozatlanság Dinamikus kiegyensúlyozatlanság Kerékkiegyensúlyozás Az önfrekvenciánál sokkal nagyobb frekvencián működő, stabil kiegyensúlyozó gépek Az önfrekvencia alatt működő, stabil kiegyensúlyozó gépek Futómű diagnosztika Futóműbeállítási jellemzők A kerékbeállítási paraméterek Tengelyhelyzet hibák Futómű méréstechnika Korszerű futóműbeállító műszerek A közvetetten mérhető szögek meghatározásának elve A futóműbeállítási paraméterek kinematikai változása A kerékdőlés kinematikai változása A kerékösszetartás kinematikai változása A kerékösszetartási görbe beállítása A mérőhely-kialakítás szempontjai A mérőhely-kialakítás általános szempontjai A futómű-beállításra alkalmas kialakítású emelők A gépjárműemelők telepítése, szerelése A gépjárműemelők üzemeltetése és karbantartása Futóművek mérése és beállítása Futóművek bemérése Futóműdiagnosztika mozgatópadon Haszonjármű futóművek beállítása Gázemisszió diagnosztika Otto-motorok gázelemzése A mérőműszerek felépítése és működése Mért jellemzők Hatósági környezetvédelmi felülvizsgálat HC-mérés Dízelmotorok füstölésmérése A füstölésmérés elvi alapjai A füstölés mérőszámai A füstölésmérő műszerek felépítése Mintavevő szonda Elektromos időállandó Programozott mérés A vizsgálathoz szükséges járműadatok Elektronikus tanúsítvány A füstölésmérés technológiája Tüzelőanyag-fogyasztásmérés (országúti-, próbapadi fogyasztásmérés) Az elfogyasztott tüzelőanyag-mennyiség mérése Lakatos István, KEFO

153 TARTALOMJEGYZÉK Fogyasztásmérés karburátoros motorokon Fogyasztásmérés L-Jetronic-kal felszerelt motorokon Fogyasztásmérés forgóelosztós adagolóval felszerelt dízelmotorokon Fogyasztásmérés az alábbi keverékképző rendszerrel ellátott motorokon: K-Jetronic, központi befecskendezés, soros adagolóval felszerelt dízelmotor A megtett út, illetve a sebesség mérése Országúti jármű-fogyasztás mérés Próbapadi jármű-fogyasztás mérés Kagylógörbe felvétele görgős teljesítménymérő padon Szervokormány diagnosztika A SZERVOTESZTER szervokormány-diagnosztikai berendezés A szervokormány-vizsgálat végrehajtása A berendezés összeállítása Mérés a szervokormány vizsgáló berendezéssel Munka- és balesetvédelem Irodalomjegyzék Ábrajegyzék Lakatos István, KEFO

154 1. Diagnosztikai eszközök működésmódja, használati jellemzőinek ismertetése A különböző szerkezetek megbízható üzemeltetéséhez, hatékony karbantartásához szükségszerű az adott szerkezet állapotának időközönkénti felmérése vagy akár folyamatos figyelése. A berendezés akkor képes megfelelően ellátni a feladatát, ha szerkezeti tulajdonságai, működési paraméterei egy előre meghatározott értékhatáron belül találhatók. Ezen adatok méréséhez valamilyen vizsgáló eszközre van szükség. A legtöbb esetben a rendszert vagy annak adott részegységét nem lehet egyetlen paraméterrel jellemezni. Többféle tulajdonság méréséhez többfajta vizsgálat és mérési módszer szükséges. A diagnosztikai készülékek jellemzően egy-két fizikai, mechanikai, kémiai tulajdonság mérésére képesek valamilyen elv alapján. Léteznek összetett rendszerek is, melyek sokféle adat, paraméter figyelésére alkalmasak, de az ilyen struktúra is lebontható külön alapelemekre Termografikus eszközök A termográfiát mint képalkotó hőmérsékletmérési eljárást elsősorban mérési adatok gyűjtésére alkalmazzák, de az adatokat a mérés során vagy az után megfelelően feldolgozni, esetenként megjeleníteni vagy dokumentálni is kell. Egyes esetekben elegendő egy-egy képpont (mérőpont) konkrét hőmérsékletének számszerű meghatározása, máskor egész képsorozatok felvétele és feldolgozása szükséges a kívánt hőmérséklet-folyamatok kiértékeléséhez. E műveletet el lehet végezni on-line módon rögtön a mérés során, vagy az eltárolt digitális adatok utólagos (PC-s) feldolgozása révén is. Az infravörös sugárzáson alapuló hőmérsékletmérés azt a fizikai jelenséget használja fel, hogy az abszolút nulla K hőmérséklet (-273,15 C) felett a testek elektromágneses hullámokat bocsátanak ki, így például rádióhullámokat, fényt, illetve hőt. Az infravörös sugárzás az elektromágneses spektrum egy része, a látható vörös fény hosszúhullámú oldalán található, nagyjából a 760 nm és az 1 mm hullámhossztartományban ábra: Elektromágneses hullámok hullámhossz szerint A hőmérsékletmérés szempontjából a 20 μm-ig terjedő tartománynak van jelentősége, amely további három résztartományra tagolható: a 0,8-2 μm az ultrarövid-, a 2-6 μm a rövid-, a 6-20 μm pedig a hosszúhullámú infravörös sugárzás tartománya. Lakatos István, KEFO

155 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 155 Termográf képalkotási (hőkép-készítési) elvek A termográfiai berendezés magja az infravörös sugárzás detektora, mely a tárgy képének információját olyan jellé alakítja, mely elektronikusan elemezhető. A napjainkban elérhető korszerű termográfiai berendezések az alábbiakban leírt elvek valamelyikén alapulnak: Letapogató hőkamerák A letapogató (szkennelő) kamerák egy egyelemű (pont-) detektort használnak az infravörös sugárzás átalakítására, és a mérendő tárgyat mechanikus rendszerrel tapogatják le. E képalkotó módszer nagy sebességű detektort és nagy precizitású mechanikai komponenseket igényel ábra: A letapogató hőkamera elvi sugármenete (Jelmagyarázat az ábrához: 1 detektor, 2, 5 objektív, 3 vízszintes eltérítő tükör, 4 függőleges eltérítő tükör, 6 tárgy, 7 mérésfelület) Az ábrán bemutatott példában a letapogató hőkamerán belüli sugármenet vízszintes eltérítését forgótükör végzi, míg a függőleges eltérítést egy billegő (rezgő) tükör szolgáltatja. Ez mással - pl. forgó prizmákkal - szintén megoldható. Nagy előnye a többi módszerrel szemben, hogy minden egyes képpont számára a jelet egyetlenegy pontdetektor alakítja át. Mivel így a hőkép minden pontjáról tökéletesen egyforma feltételekkel jönnek létre a később kiértékelendő villamos adatok, igen jó képhomogenitás érhető el. Az egyforma hőmérsékletű pontok között kijelzett eltérés minimális vagy nincs. Mátrixdetektoros (Focal Plane Array = FPA) hőkamerák A mátrixdetektoros hőkameráknál nincs szükség mechanikai kitérítő egységre, ezáltal a kamera mechanikailag egyszerűbb, kisebb méretű és könnyebb. Lakatos István, KEFO

156 156 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 1.3. ábra: FPA hőkamera elvi sugármenete (Jelmagyarázat: 1 detektor, 2 objektív, 3 tárgy) A mátrixdetektoros hőkamera optikai sugármenete egyszerű, azonban több gond is adódik: az egyik fő probléma az, hogy a hőkép minden egyes képpontját egy-egy egyedi érzékelő alakítja át, ezek karakterisztikája nagyon hasonlíthat a szomszédos eleméhez, de mégis mérhetően különbözik attól. Az különbség kompenzálása komoly valós idejű, számításigényes korrekciót igényel. A legtöbb mátrixdetektoros kamera a rövidhullámú tartományban dolgozik, és leginkább az olcsó detektorokat alkalmazzák. A hosszúhullámú méréstartományú mátrixdetektorok csak a nagyon drága detektorral gyárthatók, és alacsony képpontszámúak. Alternatíva az úgynevezett Quantum Well (hőellenállás vagy bolométer) technológia, amely a hosszúhullámú tartományon belül nagy hő- és geometriai felbontású érzékelők készítését teszi lehetővé. Egyes esetekben megengedhető a nem hűtött érzékelőjű detektorok alkalmazása is. Sugárzásfizikai okok miatt azonban az alacsony hőmérsékleten elvárt nagy hőfelbontás elérése a hűtés nélküli berendezésekkel csak a hosszúhullámú tartományban képzelhető el ábra: mátrixdetektoros (FPA) hőkamera mikrobolométer érzékelővel A hőmérsékletek érintkezés nélküli mérésére felhasználható infravörös sugárzás hullámhossztartománya, a termográfia számára szolgáló tartomány két, a 3-5 μm-es, illetve a 8-14 μm-es intervallumára korlátozódik. Mivel az atmoszféra többnyire tökéletesen átereszti a hosszúhul- Lakatos István, KEFO

157 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 157 lámú hősugárzást, így ez a tartomány a szabadban, nagy távolságoknál történő mérésre is igen alkalmas. A hőképek feldolgozása A színnel rendelkező hőképek mesterségesen színezett képek, a fényerő tartományokat színekhez rendelik hozzá. A legtöbb esetben a világos színek jelzik a melegebb részeket, a sötétek a hideget. A termográfiai adatok nem képadatok, tehát nem grafikus képfájlok. A termográfiai nyers adatok képpontonként (tömörítve) tartalmazzák a regisztrált sugárzási intenzitást és a többi fontos adatot, amelyek alapján utólagosan minden egyes képpont (mérőpont) hőmérséklete korrekt módon kiszámítható ábra: személygépkocsi kerekének hőképe A termográfiai fájlok tartalma általánosan a következőkből áll: - digitalizált sugárzásintenzitási detektorjel minden egyes mérőpontról - az alkalmazott hőkamera típusa (pl. rövid- vagy hosszúhullámú) és kalibrálási adatai - további információk a hőmérséklet-számításhoz, (pl. környezeti hőmérséklet) - tárgy emissziós tényezője (ha adott vagy megtörtént a meghatározása) - megjegyzés (felhasználóspecifikus) - mérési dátum és idő 1.2. Endoszkópos berendezések A száloptikai merevszárú és flexibilis üvegszálas endoszkópok, valamint a videoendoszkópok lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy berendezések és bonyolult szerkezetek belső részeibe beleláthasson. A távirányított vizuális vizsgálat (az angol Remote Visual Inspection, röviden: RVI) az emberi szem kiterjesztésének tekinthető olyan fontos feladatok elvégzése során, mint a minőségellenőrzés (Quality Control: QC) és a roncsolásmentes vizsgálat (Nondestructive Testing: NDT). Az endoszkópos vizsgálat azonban gyakran többet jelent vizuális vizsgálatnál. Az emberi szem elől elrejtett, hozzáférhetetlen belső objektumokról kihozott kép elektronikusan rögzíthető, nagyítható, világosítható, analizálható, a hibák kiterjedése mérhetővé válik, maga a kép pedig dokumentálható. Az optikai kábel egy olyan hengeres, szigetelt, könnyen hajlítható szálat tartalmaz, amely fényt továbbít a belsejében, a teljes fényvisszaverődés (totális reflexió) elve alapján. A szál egy üvegmagból áll, amelyet köpeny vesz körül és a kábel külső részén védőrétegek vannak. Lakatos István, KEFO

158 158 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 1.6. ábra: Optikai kábel felépítése Azért, hogy az optikai jel teljes fényvisszaverődéssel a magban terjedjen tovább (vagyis a szálból ne lépjen ki), a mag törésmutatójának nagyobbnak kell lennie a köpeny törésmutatójánál. A teljes visszaverődés által meghatározott visszaverődési határszöget (a legkisebb szög, amelynél a fénysugár még teljes mértékben visszaverődik) az üvegmag és a köpeny anyagainak törésmutató-különbsége határozza meg. Az optikai szálakon a fény 99%-a keresztüljut (gyengébb minőségű szálon is) ábra: Fényvisszaverődések optikai szálban Mind a merevszárú, mind a flexibilis fiberszkópok olyan száloptikai eszközök, amelyekkel a felhasználó kis nyíláson bevezetve az endoszkóp optikáját ott megvilágítja a vizsgálandó objektumot és az arról visszaverődő fényt pedig az endoszkóp okulár lencséjében tanulmányozhatja. Ez a jó felbontóképességű, világos színes kép az okulárlencséhez csatlakoztatott fényképezőgépen vagy külső videokamerán keresztül színes fényképen, vagy háttértáron rögzíthető, illetve a monitorra kivetített kép tanulmányozható. A flexibilis fiberscope felbontóképességét az a ezer db. 10 μm átmérőjű üvegszál adja, amely a külön optikai nyalábbal megvilágított belső objektumról visszaverődő fényt szállítja az okulárlencséhez. Ennél jóval nagyobb felbontóképességet azonban csak a fiberscope elektronikus változata, a videoendoszkóp képes produkálni. A fiberszkópok, videoszkópok és egyes boroszkópok beépített fénytovábbító kábellel rendelkeznek, mivel a csatlakoztathatóság óhatatlanul fényveszteséggel jár. Merev endoszkópok (boroszkóp, rigid borescope) A merevszárú endoszkóp, egy csőkeresztmetszetű merev szárrészből (szondarész) valamint egy szemlencséből (okulár) áll, amely az eszköz markolatához csatlakozik. A merev szondarészben egyrészt fényvezető száloptika nyaláb kerül beépítésre a megvilágításhoz, másrészt konvex lencsékből álló lencserendszer, amely a képet továbbítja a tárgyoptikából a szemlencséig. A különböző irányú látásmódot úgy lehet elérni, hogy prizmát építenek be a tárgylencse mögé, amely a direkt irányú képet különböző szögbe fordítja ábra: Boroszkóp vázlata Lakatos István, KEFO

159 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 159 A boroszkóp szárának a végén található az a kitekintő ablak, amelyen keresztül egyrészt kilép az üvegszál nyaláb szállította fény egy lencsén keresztül, másrészt az ablak mögé van beépítve a tárgylencse, amelyik a tárgyról visszaverődő fényt leképezi és közvetlen módon vagy prizma áttétel segítségével a képtovábbító lencserendszerre vetíti. A markolati részen állítható az élesség, és prizmás típusoknál a szondarész körbeforgatására szolgáló állító tárcsa is ide kerül beépítésre. Ugyancsak a markolatban található meg az a csatlakozó hüvely, amelyhez flexibilis fénytovábbító üvegszál-optikás, illetve liquid típusú fénytovábbító kábelt kell csatlakoztatni. Egyes típusoknál a fénykábel integráltan kerül beépítésre, tehát nem lehet a csatlakozó-hüvelyből kihúzni. A merev endoszkópok átmérője 1,2 mm-től 16 mm-ig terjed, a hosszuk pedig néhány cm-től kb. 1 méterig. A merev endoszkóp legnagyobb előnye, hogy jobb a felbontóképessége, mint a fiberszkópé, mivel a képet nem száloptika továbbítja, hanem üveglencsék sorozata. Másik előnye az ár, amely majdnem egy nagyságrenddel kisebb a fiberszkóp áránál. Hátránya, hogy csak ott használható, ahol az egyenes irányú bevezetés biztosítható. Másik hátránya, hogy mivel sem a tárgyoptika, sem a szonda nem cserélhető, ezért egy bizonyos vizsgálathoz gondosan ki kell választani azt az eszközt, amely fizikai, és optikai paramétereiben leginkább megfelel. A korszerű boroszkópok minden típusához egy csatlakozó optikai adapter segítségével fényképezőgépet vagy videokamerát lehet felszerelni. Az így videósított kép azonban nem éri el a beépített érzékelőjű videoszkópok minőségét. Flexibilis endoszkópok (fiberscope) A fiberszkópok olyan flexibilis endoszkópok, melyek belsejében lévő rendezett szálak közvetítik a képet a vizsgáló szeméhez. Egy különálló, nem rendezett szálköteg továbbítja a megvilágítást a fényforrásból a vizsgálati területre. A fiberszkópokat digitális képalkotó berendezéshez is lehet csatlakoztatni ábra: Fiberszkóp felépítése 8 Egy négy rétegből álló burkolat teszi az endoszkóp szondáját alkalmassá arra, hogy csavarható és hajlítható legyen, de csak annyira, hogy megvédje a belül vezetett fénytovábbító és képalkotó optikai szálnyalábot a töréstől. Lakatos István, KEFO

160 160 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Flexibilis szonda elrendezése (a. spirál rugóacél, b. korracél hálóréteg, c. folyadékálló neopren, d. korracél hálóréteg PTFE bevonattal impregnálva, 1. fel-le mozgató huzal, 2. jobbra-balra mozgató huzal, 3. tárgylencsét fókuszáló huzal, 4. képalkotó optikanyaláb, 5. fényszállító optikanyaláb, 6. munkacsatorna) Ez utóbbinak a fényereje a legnagyobb, mivel nagyobb átmérőbe több száloptika építhető be, amely a megvilágítást erősíti és a kép jobb felbontású lesz. Ilyen eszközzel nagyobb üregek, tartályok is vizsgálhatók, azonban ilyenkor gondoskodni kell a szondának a megvezetéséről egy merev vagy alaktartó és megfelelő formába meghajlított megvezető cső segítségével. A videoendoszkóp A videoscope szondájának végződésében egy tárgyoptika foglal helyet, amely egyes típusoknál cserélhető, ezzel biztosítva mind a nézőirány, mind az optikai látószög változtatásának lehetőségét. Ez a tárgyoptika a vizsgálandó objektumról visszaverődő fényt (képet) rávetíti a CCD képalkotó lapocskára. Az endoszkóp tárgylencséje által a CCD képalkotóra vetített fény minden egyes pixelről külön-külön analóg elektronikus jelet gerjeszt a rávetített fény energiájával arányosan és ezek az analóg jelek kerülnek a szkóp szondájában lévő kábelen keresztül a készülék elektronikus központjába, a processzorba, ahol az analóg jelek digitalizálásra kerülnek. Innen a kép egy monitorra kerül, ahol rögzíthetővé válik vagy egy számítógépbe (képanalizáló), ahol további funkciók és mérések végezhetők el az endoszkópos képen ábra: Videoendoszkóp elvi felépítése Lakatos István, KEFO

161 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 161 A videoendoszkóp minimális kiépítettsége: Videoendoszkóp, fényforrás, elektronikus központ (processzor) és monitor Rezgésdiagnosztikai eszközök A rezgésvizsgálat vagy rezgésdiagnosztika az egyik legkorszerűbb karbantartási rendszer. Alkalmazásával a szerkezet leállítása és megbontása nélkül bármikor megállapítható a kérdéses egység vagy szerkezet pillanatnyi állapota, károsodásának mértéke, várható élettartama, majd ezek alapján egy esetleges beavatkozás szükségessége és ennek időpontja az üzemeltetés függvényében. Ennek segítségével tervezhetővé válik maga a karbantartási folyamat is. A gépek alkatrészeinek működés közbeni alternáló mozgása, egymáshoz ütődése, felületi és geometriai hibák a forgómozgású alkatrészek kiegyensúlyozatlansága a rendszer elemeiben rezgőmozgást okoz. Az üzemelés során az elhasználódás miatt a rezgések erőssége változik. A gépek műszeres rezgésvizsgálatakor a mechanikai rezgéseket villamos jellé kell átalakítani és így a mechanikai rezgések jellemzőit tartalmazó villamos jeleket mérjük, ill. elemezzük. Rezgés alapfogalmak A rezgés egy egyensúlyi helyzetéből ellentétes irányokba kitérő testnek, anyagi részecskének vagy fizikai jelenségnek periodikus ingadozásaiból álló változása. A rezgés leírható a kitérés (s), a sebesség (v) vagy a gyorsulás (a) időbeli változásával. s = A sin(ω t + φ), v = d s / d t= A ω cos (ω t + φ) a =d v / d t = d 2 t / d t 2 = -A ω 2 sin(ω t +φ), ahol A a rezgés kitérés, sebesség vagy gyorsulás amplitúdója; ω a rezgés körfrekvenciája; t az idő; φ a fázisszög. A periodikus rezgés egyik legfontosabb jellemzője a rezgésidő (T) és annak reciproka a frekvencia: f=1/t [Hz]. Illetve a körfrekvencia: ω = 2πf. Rezgésérzékelők A rezgésérzékelő a rezgésjellemzők valamelyikét (kitérés, sebesség, gyorsulás) mérik. Ezek többnyire mechanikus-elektromos átalakítók, azaz a mechanikai rezgés a bemenő jel, amely villamos feszültségként jelenik meg a kimeneten. A nagyon kis frekvenciák tartományában a kitérés optikai úton is mérhető, ennek előnye a nagy elolvasási pontosság. A kitérés érzékelők mechanikus, villamos és optikai elven működnek. A mechanikus kitérés érzékelő működése azon alapszik, hogy beállítható áttételekkel a rezgéskitérést felnagyítja, s azt egy állandó sebességgel haladó szalagra rögzíti. Frekvenciatartományuk Hz, amplitúdótartományuk 0,05 0,5 mm. A villamos elvű kitérés érzékelők lehetnek nyúlásmérő bélyeges és kapacitív működésűek. Utóbbiak használata főként forgó elemek és igen kis tömegű tárgyak mérésénél szokásos. A rezgéssebesség érzékelők működési elve a dinamikus mikrofonokéval egyező. Tömegük viszonylag nagy, általában 500 g feletti. A kisebbek a nagyobb belső súrlódás miatt kevésbé érzékenyek. Kialakításuktól függően abszolút és relatív érzékelők lehetnek. Az előbbinél a tekercs, az utóbbinál az állandó mágnes rögzített. Frekvenciatartományuk Hz közötti. A rezgésgyorsulás-érzékelő a legelterjedtebb típus. Működésük piezoelektromos elven alapul. Előnye az egyszerű szerkezeti kialakítás, a kis tömeg (néhány gramm), a széles frekvenciatartomány, a tömör szerkezet, a széles dinamika-tartomány, az időstabilitás, az egyszerű hitelesítés (vagyis kalibrálás) és használat, a normál környezeti hatásokkal szembeni érzéketlenség, továbbá az, hogy nem tartalmaz mozgó alkatrész (ezáltal nincs kopás), öngerjesztett és olcsó. Hátrányként jelentkezik a nagy impedancia (csak korlátozott hosszúságú kábelek alkalmazha- Lakatos István, KEFO

162 162 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA tók), s bizonyos körülmények között a piroelektromos hatás fellépése. (Piroelektromos hatásnak nevezzük, amikor kis hőmérsékletváltozások következtében a polarizációs irányra merőleges síkok között töltésvándorlás indul meg, amely a mért jeleket kisülés útján zavarja.) Kialakítását tekintve kompressziós, nyírt és hajlított kristályos típus lehet ábra: Piezoelektromos gyorsulásmérők különféle kivitelei (a) kerületen előfeszített,b) központilag előfeszített, c) központilag előfeszített fordított, d) nyírásra igénybevett kristály, 1 rugó, 2 tömeg, 3 piezokristály, 4 alaplemez, 5 kábelcsatlakozás) A rezgésmérés végrehajtása többféle módon történhet például a rezgéssebesség mérésével. Karbantartási vonatkozású rezgésvizsgálatoknál a mért rezgésjellemző eltekintve néhány speciális területtől a rezgéssebesség. Ezt célszerűen a forgó gép csapágyazási helyein kell mérni a 10 és 1000 Hz közötti frekvenciatartományban, mindhárom fő rezgésirányban. Ritkábban, főleg turbógépcsoportok ellenőrzésénél szükség lehet a tartomány kibővítésére. Bár egyetlen mérés is támpontot adhat a berendezés állapotáról, lényegesen megbízhatóbb a folyamatos állapotfigyelés. A lökésimpulzus módszer szinte kizárólag gördülőcsapágyak károsodásának ellenőrzésére fejlesztették ki. Az eljárás két egymással ütköző test közötti sebességkülönbségre ad információt. Az ütközés során kialakuló lökéshullám nagysága a pályahibák függvénye, így a csúcsértékből következtetni lehet a csapágy üzemi állapotára. A burkológörbe módszer elsősorban az ismétlődő jelenségek kimutatására szolgál. A leggyakrabban alkalmazott eljárás a rezgésgyorsulás szűrésével dolgozik. Járműrezgések mérése (NVH ) A gépkocsik gyártása során nagy gondot fordítanak a zajok és rezgések kiküszöbölésére. Elterjedt egy NVH (Noise Vibration and Harshness) rövidítés, amelynek magyar jelentése zaj, rezgés és durva hangzás. Amíg e tulajdonságok javítását célzó módszer a gépkocsik fejlesztése és gyártása során már szinte mindennapossá vált, addig a szervizgyakorlat nem teljesen követte ezt. Az Amerikai Egyesült Államokban, ahol sem a kocsik, sem az utak nem rosszabbak, felismerték ennek jelentőségét, és a 80-as évek végén az autószerelők számára diagnosztikai rezgés- és zajmérő műszereket készítettek. Ilyen például az MTS 4100 rezgés- és zajmérő kézi műszer (NVH Analyzer) ábra: MTS 4100 NVH Analyzer Lakatos István, KEFO

163 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 163 Az MTS 4100 berendezés gépjárműjavító műhelyek számára készült. Nagy segítséget nyújt a gépkocsiknál jelentkező zajok, rezgések, lengések és morgások behatárolásában és kiküszöbölésében. A kézi műszerhez tartozó irányított mikrofon és gyorsulásmérők segítségével a hibaforrások könnyen behatárolhatók. A berendezés alkalmas féltengelyek és kardántengelyek kiegyensúlyozására is azok felszerelt állapotában. A mérési eredmények elmenthetők és visszajátszhatók, akár közvetlenül a mérés után, akár egy későbbi időpontban. A készülék az On-Board Diagnostic (OBD) csatlakozón keresztül kommunikál a gépkocsi elektronikus vezérlésével. Így ismeri a motor és a kerekek fordulatszámát, és ezek forgásfrekvenciáihoz viszonyítva mutat rá a gépkocsi egyes szerkezeteinek túlzott rezgési helyeire. A műszer alapfunkciói: rezgés- és zajszintmérés a frekvencia (fordulatszám) függvényében (spektrumanalízis); rezgés- és zajszintmérés a frekvencia (fordulatszám) függvényében és az idő szerint (vízesésdiagram); gépkocsi rezgésszintjének eloszlása az egyes szerkezeteknél (motor, kerekek, hajtáslánc stb.); a valószínű hibaokok meghatározása (rezgés- és zajforrások); javaslatok a hibaelhárításhoz; frekvenciameghatározás stroboszkóplámpa segítségével; féltengely- és kardántengely-kiegyensúlyozás (egysíkú, kétsíkú); csapágy- és fogaskerék-vizsgálat; lengéscsillapító-vizsgálat Ultrahang alapú eszközök A hanghullámok A hanghullámok longitudinális (hosszirányú) hullámok, amelyek az átvivő közeg molekuláinak gerjesztése révén terjednek. A továbbítás hangsebességgel történik (levegőben 20 C-on 343 m/s). A hanghullámok tulajdonságait a frekvenciával (jelölése f, egysége Hz) vagy a hullámhosszal (jelölése λ, egysége m), valamint az amplitúdóval, illetve feladat specifikusan például a hangnyomással (Pa) vagy a hangintenzitással (db) szokás kifejezni. A frekvencia jelzi, hány periódus zajlik le egy másodperc alatt (1 Hz=1/s). A hullámhossz a terjedési sebesség és a frekvencia hányadosa (h=c/f). A hangtartományok Az emberi fül a 20 és Hz közötti hangok érzékelésére képes, így a különböző fizikai folyamatok által generált ultrahangokat nem halljuk. Ultrahangnak nevezzük azokat a hangokat, amelyek az emberi hallásküszöb (20 khz feletti) frekvenciatartományába esnek ábra: Hangtartományok Szükségünk van tehát olyan eszközökre, amelyek e hangok mérését lehetővé teszik, erősségüket kimutatják (például diagram vagy digitális számérték formájában), illetve alacsonyabb frekvenciatartományba történő transzformációval és felerősítéssel számunkra hallhatóvá teszi. Lakatos István, KEFO

164 164 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A műszaki diagnosztikában az ultrahang azon tulajdonságait használjuk ki, hogy a nagyfrekvenciás hangrezgések gyorsabban (szinte gyengítetlenül) terjednek szilárd testekben (kivétel pl. a gumi) és folyadékokban, mint gázokban. Néhány példa az ultrahang terjedési sebességére különböző anyagokban: acél: 5100 m/s, beton: 3800 m/s, víz: 1460 m/s. Az ultrahang forrásai Mesterségesen az ultrahang kristályrezgésekkel állítható elő vagy magnetosztrikciós hatással. A magnetosztrikciós effektus nikkel-vas ötvözeteknél (NiFe) jelentkezik változó mágneses tér hatására. Az időben változó mágneses tér hosszirányú megnyúlása, pulzálásként hat az anyagra. Ezek a rezgések csatolóval továbbíthatók a rendeltetési helyre ábra: Ultrahangos mérőkészülék és a hozzákapcsolható vizsgálófejek Gyorsan áramló közeggel is kelthető ultrahang, akár több száz khz-es nagy intenzitású jelek is. Ezek a források keskenysávú, meghatározott frekvenciájú jelek. A kvarckristályt és más kristályokat adott frekvenciára lehet méretezni. A kristályrezgési frekvenciának megfelelő szinusz oszcillátorral gerjesztve, a lapka mechanikai rezgéseket fog végezni. Spontán módon is előállnak ultrahang jelek. Gépek elemeinek súrlódása során, folyadék és gáz közeg áramlási súrlódásából, ilyenek a kavitációs hangok, melyek a folyadékban keletkező kisméretű gáz gömbök robbanási hangjai. Nagynyomású tartályokból, vezetékeken lévő repedésekből kiáramló közeg súrlódási hangjai szélessávú jelként jelentős ultrahang tartalommal bírnak. Ütések, ütközések hangjai is magas frekvenciás komponensekben gazdag, szélessávú jelet adnak. A hanghullámok viselkedése több fizikai törvényszerűségnek is megfelel. Mérési szempontból leginkább a reflexió (visszaverődés), a moduláció (valamely jellemző megváltozása külső hatásra) és az interferencia (hullámok találkozása) fontos. A szilárd testeken és folyadékok felületén történő reflexió: a beesési szögnek megfelelő viszszaverődési szöggel történik a hullám visszaverődése. Az interferencia akkor jön létre, ha több hanghullám (legalább kettő) találkozik egymással. Ha két hanghullám egyenlő frekvenciájú, a fáziskülönbségüktől függ, hogy erősítik, gyengítik vagy kioltják egymást. A hangerősség (hangintenzitás) kifejezésére leggyakrabban a db (decibel) egységet szokás használni. A db tulajdonképpen logaritmikus skálázás, amely a hangerősséget a P hangenergia tízes alapú logaritmusaként fejezi ki. Lakatos István, KEFO

165 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 165 Az ultrahangos mérés Az ultrahang mérésével számtalan eszköz és berendezés állapota és működése megvizsgálható. Ennek alapja, hogy például a csapágyak állapotuktól és kenésüktől függően olyan magas frekvenciájú rezgésekkel üzemelnek, amelyek frekvenciatartománya a kezdődő hibák, illetve az elégtelen kenés esetén éppen az ultrahang tartományába esik. Így az ultrahang akár érintéses úton úgynevezett testhangérzékelővel, akár a levegőn át terjedő hangok mikrofonnal történő mérésével a korai csapágyhibák vagy a nem megfelelő kenés megállapítható. Ha az alkalmazott ultrahangmérő eszköz az ultrahang letranszformálására is képes, akár hallhatóvá is válik a csapágy meghibásodás mértéke. Gyakorlati alkalmazásként említhető az ultrahangfigyelés mellett végzett csapágykenés: addig kell kenőanyagot a csapágyba jutatni, amíg annak hangja megfelelővé nem válik. Ezzel a módszerrel elkerülhető a túlzott zsírozás, amelynek kedvezőtlen következménye lehet a zsír által kifejtett mechanikai ellenállás miatt fellépő melegedés és az emiatt bekövetkező nem kívánatos csapágyhézag-csökkenés (csapágyszorulás). Az alábbi ultrahang ábrákon látható a jó és rossz csapágy közti különbség ábra: Ultrahang-időjel és spektrum jó csapágy esetén ábra: Ultrahang-időjel és spektrum rossz csapágy esetén Ultrahangos alkalmazások Az ultrahangmérés például szállítószalagok csapágyainak ellenőrzésére is alkalmas. Amíg rezgésmérő eszközökkel minden egyes csapágyon kellene érintésesen megmérni és analizálni a rezgéseket, az ultrahang a szállítószalag mellett elhaladva is megfigyelhető. Erős ultrahangforrások sérült vagy extrém rossz kenésű csapágyakra utalnak. Az SEE technológia az akusztikus emissziós vizsgálatok egyik fajtája, amelyet az SKF kifejezetten gördülőcsapágyak vizsgálatára fejlesztett ki. A rövidítés az angol Spectral Emitted Lakatos István, KEFO

166 166 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Energy kifejezésből alkotott betűszó. Alkalmazásával a csapágyak futófelületén kialakult repedéseket és töréseket lehet kimutatni. Lökéshullámok ugyanis nem csak a sérülések feletti áthaladásnál, hanem a pillanatszerű fémes érintkezés és a berágódások során is kialakulnak. A technológia khz-es tartományt használ, és a csapágy fordulatszámától független eredményeket szolgáltat ábra: Csapágyhiba 16, és a kenési állapot - SEE érték összefüggése A csapágyakban a nyomáshullámok nem mindig akkor keletkeznek, amikor a gördülőtestek áthaladnak a sérülések felett, hanem akkor is, amikor pillanatszerű fém-fémes érintkezés következik be. Ennek oka lehet például a kenőanyag hiánya. Az ultrahangmérő eszközök előnye hogy a beszerzési költségük jóval kisebb, mint a termografikus eszközöké. Vizsgálható továbbá a tömörség mindenféle gáz- és gőzrendszer esetében, mivel a szűk résen keresztül távozó gázban ébredő turbulenciák ultrahangot keltenek, amely nemcsak lokalizálható, hanem erőssége és jellege is megvizsgálható. Így például szelepek, és nyomáscsökkentők megfelelő működése is ellenőrizhetővé válik. Ennek további segítésére a legkorszerűbb műszerekbe több frekvenciasávos, több helyen, egymás után végzett különböző paraméterű mérések adatait kiértékelő eljárásokat építenek be, amelyek eredményei alapján egyértelműen eldönthető, hogy a bevizsgált berendezés jó vagy hibás ábra: szivárgás mérése 18 A leadott ultrahang intenzitása fordítottan arányos a rés vagy a lyuk méretével. Kisebb és szűkebb réseken ugyanis erősebb hang keletkezik, mint terjedelmesebb és tágasabb lyukak esetén. Ezen túl a kiáramló és a külső közeg között fennálló nyomáskülönbség is befolyásolja a tömörtelenség mérhetőségét. Minél nagyobb a nyomáskülönbség, annál erősebb ultrahang várható. Hőszigetelt vagy többréteges gáz- és gőzvezetékek esetén figyelembe kell venni, hogy az ultrahang azon a méréssel ellenőrizhető felületen jelenik meg, ahová a felső rétegeken keresztül ki tud szivárogni. Nem ritkán ezek a külső rések messze vannak a nyomástartó cső, csatlakozás vagy tartály tömörtelenségi helyétől, tehát nem ott mérhető az ultrahang, ahol valóban a hibahely is van. Az ultrahang másik gyakori felhasználási területe az anyagvizsgálat. A mérés alapja, hogy más-más akusztikai sűrűségű anyag határához érve a hangnyaláb elhajlik illetve visszaverő- Lakatos István, KEFO

167 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 167 dik. Ilyen eltérő akusztikai tulajdonságú anyag lehet például a hegesztési varratban található estleges zárvány (gáz vagy salak) illetve repedés. A hibátlan alkatrészek esetében csak a darab határfelületéről verődik vissza az ultrahang, amennyiben hibás részeket is tartalmaz az alkatrész úgy a hiba felületéről is tapasztalhatunk visszaverődést. A vizsgálatokat két fő módszer szerint lehet elvégezni, impulzus visszaverődéses vagy átbocsátás elvén működő eljárással ábra: impulzus visszaverődéses (bal) és átbocsájtás (jobb) elvű mérés Az impulzus visszaverődéses eljárásnál a vizsgálófej helyzete a vizsgált darabhoz képest lehet merőleges vagy két fej (adó és vevő) esetén valamekkora mértékben döntött. A mérést és feldolgozást segítő eszközök A legkorszerűbb ultrahangmérő és -analizáló készülékek fülhallgatóval hallhatóvá teszik és számszerűen (db-ben) kijelzik a mért ultrahangot. Ezen felül további jelfeldolgozásra is lehetőséget nyújtanak, mivel digitálisan készített burkológörbe-időjelet képesek kiadni más jelfeldolgozó eszközöknek. A hibahely könnyebb azonosítását többnyire tölcsérrel, illetve parabolával segítik (ábra) ábra: Tölcséres és parabolás készülék A különböző jelenségek egymástól való minél jobb elhatárolásához különféle érzékelőket használhatunk: tapintótüskés vagy mágneses rögzítésű testhangérzékelőket, ultrahang-mikrofonokat. Ha például tartályokat kell a tömörtelenség felfedezésére bevizsgálni, és nincs mód azokat nyomás alá helyezni, a műszerekhez kapható ultrahangforrásokat vehetjük igénybe. Ilyenkor a tartály belsejében gerjesztjük az ultrahangot, majd megmérjük, hogy hol jut ki a tartályból. Az ultrahangmérés kitűnően kiegészíti a rezgésdiagnosztikát, a termográfiát és a legkülönbözőbb anyagvizsgálatokat a gépek és berendezések állapotfelmérésekor. Az ultrahangos mérőeszközök leggyakoribb alkalmazási területei Gépészeti vizsgálatok: - csapágyak állapota és kenése - szivattyúk működése (kavitáció jelenléte) Lakatos István, KEFO

168 168 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA - szelepek működése (zárási-nyitási folyamat) Szivárgások, tömörtelenség felderítése - gőzcsapdák, kondenzleválasztók - sűrített levegő-, gőz- és gázrendszerek csövei, csatlakozásai, tömítései - pneumatikus rendszerek (pl. fékrendszerek) szerelvényei, szelepei és tömítései - kazánok, hőcserélők és egyéb nyomás alatt álló berendezések elemei, tömítései Példaként az ábrán egy többfrekvenciás készülék használati tartománya látható. Az alacsony frekvenciasávban a legtöbb csapágy- és hajtáshiba, lamináris áramlás mérhető. A középső (kék) tartományban a kenési problémák és az apróbb csapágyrázkódások, a magas frekvenciasávban a gőzcsapdák, szivárgások, szelepműködések ellenőrizhetők ábra: Többfrekvenciás, ultrahangos készülék mérési sávjai Örvényáramos vizsgálóberendezések A berendezés működési elve Ha egy tekercsben váltakozó áram folyik (I 1 ) akkor a tekercs körüli térben váltakozó mágneses mező indukálódik (H 1 ). Ebben a mágneses térben az odahelyezett elektromos vezetőben a változó mágneses mező hatására váltakozó áram indukálódik (I 2 örvényáram). A keletkezett örvényáram iránya olyan, hogy az általa létrehozott mágneses mező (H 2 ) a H 1 mágneses mezőt gyengíteni igyekszik. Repedések, egyéb felületi hibák megváltoztatják a felületen indukálódó örvényáram nagyságát és ez a változás megmutatkozik a H 2 mágneses mező nagyságában is. Az anyagvizsgálat során érzékeny elektronikus készülékkel mérik az említett változást ábra: Az örvényáramos vizsgálat elve 22 Lakatos István, KEFO

169 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 169 A módszer legfontosabb sajátossága, hogy csak elektromos vezető anyagok esetében használható és a bőr-hatás (skin effect) jelentkezése miatt csak korlátozott mértékű az ellenőrizhető anyagmélység. Bőr-hatás: az önindukció folytán indukálódott feszültség által létrehozott mágneses tér kölcsönhatásaként a nagyfrekvenciás áram nem a vezeték teljes keresztmetszetén, hanem csak annak külső felületén folyik. Az örvényáram nagysága függ az anyag fizikai tulajdonságaitól, a geometriai paraméterektől, a folytonossági hiányoktól. Az örvényáram intenzitása a felületen a legnagyobb, és az anyag belseje felé haladva fokozatosan csökken. A behatolási mélység a frekvencia függvénye. Az alkalmazása történhet különböző alakú és méretű tömbök, lemezek, fém alkatrészek, csövek felületi, felület közeli hibáinak (repedések, varratok, zárványok stb.) kimutatására, méretellenőrzésére, bevonatok rétegvastagságának mérésre. A vizsgálat kontaktus nélküli, nagyon gyors. Kis mérőszondákkal mm nagyságrendű repedések is biztonsággal jelezhetők ábra: Csővezetékek ellenőrzése örvényárammal 23 A legfőbb felhasználói területek között szerepel a közlekedés (főleg vasút, repülőgépipar) az olajszállítás és az atomenergia ipar is. Az impulzusos örvényáram technológia Az impulzusos örvényáram (Pulsed Eddy Current, PEC) technológia esetén a vezérlő tekercset egy széles sávú impulzus hajtja meg, amely alacsony frekvenciákban gazdag. Ezek futó örvényáramokat keltenek a vizsgálati anyagban. Ez a technológia számos előnnyel rendelkezik a hagyományos egy- és multi-funkciós örvényáram ellenőrzési módszerekkel szemben. Nagyobb a behatolási mélység, köszönhetően az alacsony frekvenciákat tartalmazó vezérlő impulzusoknak. Az impulzusos örvényáram technológia hasonló előnyt biztosít, mint a hagyományos örvényáram technológia. Mivel ez is egy indukciós elektromágneses technika, általánosan használható vezető anyagok vizsgálatára. Lakatos István, KEFO

170 170 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: impulzusos örvényáram vizsgálóeszköz Az ultrahangos vizsgálati módszerrel szemben sem a hagyományos, sem az impulzusos örvényáram technika nem igényel közvetlen csatolást az anyaggal. Ennek eredményeként vizsgálatok hajthatók végre a nem-vezető bevonatokon keresztül is, mint amilyenek a festékek. Az alacsonyabb frekvenciák mélyebben hatolnak az anyagba. Ezen áramok visszatéréséhez szükséges időtartamok elemzésének alkalmazásával a műszer a vizsgáló részére hasznos információkat biztosít az anyag tulajdonságairól a teljes mélységű áthatolásnál. Az örvényáramos vizsgálat vasúti alkalmazása A nagy sebességű vasúti közlekedés igényeinek megfelelően egyre nagyobb számban használnak a vasutak ún. fejkeményített, nagy szilárdságú síneket. Ezeknél a gyakran fellépő, gyártási eredetű, igen jelentős maradó feszültségek az intenzív terheléssel együtt gyakran okoznak apró repedéseket a sínfej oldalán ábra: Repedések a sínfej oldalán Ha ezek a felületi repedések belső hibákkal találkoznak, akkor a sín törését okozhatják A fejrepedések kimutatása a hagyományos ultrahangos technikákkal nem lehetséges, mert egyrészt a sínfej oldalának görbült (és a kopás miatt változó) felületén nem lehet megfelelően vezetni az ultrahangos fejeket, másrészt a repedések kis szög alatt lépnek be a felületbe és nagyon sűrűn helyezkednek el. Emiatt került előtérbe az örvényáramos repedésvizsgálat. A vizsgálat elvégezhető kézi mérőeszközzel és a nagy sebességgel mozgó mérő kocsira szerelt műszerrel egyaránt. Ez utóbbi esetben a vizsgálati sebesség 50 km/h is lehet. A fejrepedések kis és nagy sebességű méréseknél egyaránt nagy biztonsággal kimutathatók. A módszer lehetőséget ad a repedések korai kimutatására, ezzel az időben történő beavatkozásra, és a síntörések megakadályozására. Lakatos István, KEFO

171 1. DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK MŰKÖDÉSMÓDJA 171 A pálya elmozdulásait is lehet örvényárammal mérni. A japán vasútvonalakon alkalmazott mérő kocsi akár 200 km/h sebességgel is tud adatokat szolgáltatni. A kocsi alvázára szerelt kereteken, örvényáramos mérők végzik a sínpálya nyomtáv és a kanyar vizsgálatát, valamint a relatív elmozdulás érzékelők mérik a kocsiszekrény és a vágány elmozdulás összegét ábra: örvényáramos pályavizsgáló elvi felépítése 26 Az összes elmozdulás érzékelő a kocsi test és a pálya közti elmozdulás mértékét érzékeli, és méréseket végez a kereteken, ezek alapján kiszámolja a sínpálya relatív elmozdulását a kocsiszekrényhez képest. A pályaelmozdulás vizsgálatához egy örvényáramú érzékelő ugyanolyan lehetőséget kínál, mint egy optikai érzékelő, de ennek a karbantartási költsége messze a legjobb, köszönhetően a páratlan fagyálló karakterisztikáinak, ezáltal minden évszakban használható és nagy ellenálló képességet biztosít. Az örvényáramos eszközök további lehetséges vasúti alkalmazási területe a villamos felső vezetékek kopásainak vizsgálata. Az áramszedő és a vezetékek közötti a nagy sebességű súrlódás folytán a rézvezetékek állandóan kopnak. A megmaradt vezető keresztmetszetének ismerete fontos az üzemeltetés szempontjából. Egy használaton kívüli áramszedő érintkező felületére nyolc darab, egymással átlapoló terű örvényáramos szondát helyeznek. A feladat hasonló a falvastagság meghatározás problémájához. A méréseket az üzemi sebesség tartományában végzik, és az eredmények szerint az elérhető pontosság ± 0,2 mm lehet. Lakatos István, KEFO

172 2. OBD, EOBD, fedélzeti diagnosztika A korszerű járművek diagnosztikája sokkal bonyolultabb annál, hogy kizárólag szakmai tapasztalatokra alapozva eredményes hibakereső munkát lehessen végezni. Egy V-ös Golfban pl. akár 40 irányítóegység is lehet, ami azt jelenti, hogy matematikailag 1 billió hibalehetőséggel kell számolnunk. Ugyanakkor pl. az Audi A8-ban már akár 70 irányítóegységet is találhatunk. Ezt a trendet szemlélteti a 2.1. ábra a feldolgozott adatmennyiségek változásának tükrében. Ez a helyzet csupán automatizálással, a mesterséges intelligencia felhasználásával kezelhető ábra: A motorirányító rendszerek fejlődése A diagnosztika eredményeit azonban éppen emiatt vissza kell csatolni a járműfejlesztés folyamatába ábra: A diagnosztikai információk visszacsatolása a fejlesztési folyamatba A kiutat tehát a szakértői rendszerek alkalmazása jelentheti, amelyek segítségével hatékonyan csökkenthető a hibakeresés ideje, automatizálható a munka és biztosabb a hibák teljes elhárítása. Lakatos István, KEFO

173 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 173 Az automatizálás és a szakmai tapasztalatra alapozó módszerek között érdemes a középutat megtalálni, hiszen ez a leghatékonyabb a munka-végzés szempontjából. Ehhez pedig megalapozott szakmai tudásra, képességekre és az összefüggések ismeretére van szükség ábra: Diagnosztikai rendszerek kialakításának szempontjai A fejezet tárgyát képező fedélzeti diagnosztikai (OBD, EOBD) rendszerek is részét képezik ennek a folyamatnak. Ezek a rendszerek is a mind teljesebb automatizálás irányába fejlődnek. Erre vonatkozóan az USA-ban már történtek fejlesztések. Az alábbi ábra internet alapú automatizált rendszerre mutat példát ábra: Internet alapú, automatizált OBD II rendszer Ezen rendszerek legfőbb előnye a flexibilitás: tetszőleges számú periféria (pl. számítógépek, palmtopok, nyomtatók), vezeték nélküli kommunikáció, országúti diagnosztikára alkalmas, stb. Az OBD jelene azonban nálunk még a hatósági- és szervizvizsgálatokra korlátozódik. Lakatos István, KEFO

174 174 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 2.5. ábra: OBD a hatósági és szervizvizsgálatokban 2.1. OBD alapfogalmak és definíciók A periodikus emisszió-ellenőrzésből fakadó problémák, azaz a késői hibafelismerés elkerülése érdekében kézenfekvő az ellenőrzés folyamatossá tétele. A műszaki megoldást a gépjármű kipufogógáz és párolgási emisszióját korlátozó technikai rendszerek folyamatos fedélzeti állapotfelügyelete jelenti. A bekövetkező hiba felismerése után a gépjármű vezetőjét szóló figyelmeztető jelzés már kötelezi az üzemeltetőt a túlzott emissziójú jármű hibájának elhárítására. A CARB (California Air Ressources Board) az USA Kalifornia államának levegőtisztaságvédelmi hatósága, felismerve a folyamatos állapotfelügyelet jelentőségét, a gyártók részére előírásban rögzítette a gépjárműemisszió-korlátozó műszaki rendszereinek fedélzeti ellenőrzési kötelezettségét. Az OBD I (On Board Diagnosis) néven ismertté vált fedélzeti diagnosztikai rendszert az 1988-as modellévtől kezdve kötelezővé tették. A szabályozás műszaki előírásait SAE (Society of Automobile Engineers) szabványok és ajánlások rögzítik. Az OBD I előírásokat az 1994-es modellévtől kezdődően felváltották az OBD II előírások. Az OBD II a személygépjárművekre és a könnyű haszongépjárművekre, az 1996-os modellévtől kezdődően a dízelmotorral meghajtott gépjárművekre is hatályos az USA-ban. Az OBD II európai megfelelője az EOBD, amelynek bevezetését az Európai Unió tagországaiban a 98/69/EC irányelv írja elő. Az európai szabványosítás az ISO-n (International Organization for Standardization) keresztül történt. Ennek alapnormája az ISO Az OBD II szerinti irányítóegységek kommunikációja a SAE J 1850, az ISO és az ISO (CAN-rendszeren keresztül történő kommunikáció) szabvány szerint kommunikálhatnak. Az OBD rendszerek bevezetésének fontosabb állomásait az alábbi ábrák mutatják. Az OBD I szerint minden olyan rendszert ellenőrizni kell, mely emissziókorlátozó feladatot lát el és elektromosan az irányítórendszerrel kapcsolatban áll. Az OBD I csak hiba felismerési kötelezettséget ír elő, a felismert hibát azonosító kódot az irányítóegység memóriájában tárolni kell. A bekövetkezett és tárolt hiba tényére a gépjármű műszerfalán el-helyezett lámpa (MIL Malfunction Indicator Light) kigyulladása figyelmezteti az üzemeltetőt, illetve az ellenőrzést végző személyt, így például a közúti ellenőrzés során a hatóság, illetve a rendőrség felhatalmazottját. Lakatos István, KEFO

175 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA ábra: Az OBD bevezetése az USA-ban és Európában 2.7. ábra: Az OBD bevezetése Európában (részletezve) A tényleges hiba azonosítása a MIL lámpán keresztül villogókód üzenet vizuális megfigyelésével történik, vagy járulékos, bővített szolgáltatással, ECU soros vonali kiolvasással. Az OBD I rendszeréhez integráltan csatlakozik a gyártó egyéb fedélzeti diagnosztikája, az OBD I közvetlenül csak a kipufogógáz-releváns rendszerek felügyeletét írja elő. Az OBD II a fedélzeti állapotfelügyeletet az eddig nem ellenőrzött rendszerekre is kiterjeszti és többfunkciójúvá teszi. A lényeges új elemek az alábbiak: MIL lámpa új figyelmeztetési alapfunkció: a lámpa nem ég, a lámpa ég üzemmód kiegészül a lámpa villog üzenettel, a rendszerelemek és funkciók hibás állapotán túl a romlás mértékének (állapotosztály) azonosítása, a hiba bekövetkezésekor a paraméterkörnyezet rögzítése (Freeze Frame), hibatároló-kiolvasás villogókód helyett rendszerteszterrel (Generic Scan-Tool). Az OBD II jelenleg az alábbi emisszióreleváns rendszerek állapot-felügyeletét kell, hogy ellássa: égésfolyamat (bekövetkezik-e égés a hengerben), katalizátor (aktivitás), oxigénérzékelő (lambdaszonda-reakciósebesség), szekunderlevegő-rendszer (tényleges működés), kipárolgásgátló-rendszer (tömítettség), Lakatos István, KEFO

176 176 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA kipufogógáz-visszavezető rendszer Az OBD II-höz kapcsolódó fontosabb szabványok Az OBD-t először Otto-motorokra alkalmazták tól azonban már a dízelmotorral hajtott járműveknek is rendelkezniük kell OBD II rendszerrel. Ennek célja és alapelvei megegyeznek a benzinmotoroknál alkalmazott rendszerekével, ugyanakkor azonban a felügyelt funkciók tekintetében különbségek is vannak a kétféle erőforrás esetében. Különbség például (lásd az alábbi ábra), hogy a dízelüzemű járműveknél a katalizátorfelügyelet általában elmarad, ugyanakkor felügyelet alá vonják az izzító rendszert, SCR-t, részecskeszűrőt stb. OBD II szerinti állapotfelügyelet Otto-motor Dízelmotor 2,0 l, 4 hengeres VW motor 1,9 l, TDI VW motor Katalizátor-működés felügyelet Lambdaszonda-öregedés diagnosztika Lambdaszonda-feszültség ellenőrzés szekunderlevegő rendszer tüzelőanyaggőz-kipárolgásgáltó rendszer tömítettség ellenőrzés tüzelőanyag-ellátó rendszer égéskimaradás CAN-busz Motronic irányítóegység az irányítóegységgel összekötött érzékelők, beavatkozók Kipufogógáz-visszavezetés égéskimaradás Befecskendezés-kezdet szabályozás töltőnyomás-szabályozás automatikus nyomatékváltó befecskendező rendszer irányítóegység az irányítóegységgel összekötött érzékelők, beavatkozók 2.8. ábra: Otto- és dízelmotorok OBD II rendszereinek összehasonlítása 2.2. Kipufogógáz-technika és fedélzeti állapotfelügyelet A korszerű kipufogógáz utánkezelés több elemet felhasználva tartja kézben a belsőégésű motorok károsanyag-kibocsátását. Ezen rendszerek mindegyike a dolog természetéből adódóan Lakatos István, KEFO

177 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 177 fedélzeti állapotfelügyelet (OBD) alatt áll. Az alábbi ábra a belsőégésű (Otto-, dízel-) motorokon alkalmazott kipufogógáz-releváns rendszereket tekinti át. Rendszer katalizátor lambdaszabályozás égésfelügylet kipufogógáz visszavezetés (AGR, EGR) szekunderlevegő rendszer tüzelőanyag-ellátó rendszer tüzelőanyaggőz rendszer izzító rendszer visszavezető Alkalmazás Otto-, dízelmotor Otto-motor Otto-, dízelmotor Otto-, dízelmotor Otto-motor dízelmotor Otto-motor dízelmotor 2.9. ábra: Kipufogógáz-releváns rendszerek A továbbiakban ezeket a megoldásokat ismertetjük röviden, olyan mértékben, amilyenben a téma további tárgyalása ezt megkívánja Katalizátor A katalizátorok a reakciók aktiválási energiáját csökkentik. A katalizátorok olyan anyagok, amelyek jelenlétükkel meggyorsítják a kémiai reakciókat, illetve megváltoztatják azok irányát anélkül, hogy a reakciók folyamán maradóan megváltoznának, és az egyensúlyt megváltoztatnák. Katalízisnek nevezzük a kémiai reakcióknál a reakciósebesség befolyásolását olyan anyaggal, amely maga a reakció során visszamaradó változáson nem megy át. Katalizátorok fajtái Oxidációs katalizátor Az oxidációs katalizátor légfelesleggel dolgozik. A szén-hidrogéneket, valamint a szénmonoxidot alakítja át vízgőzzé és szén-dioxiddá. A nitrogénoxidok mennyiségét nem csökkenti. Befecskendezős motoroknál szegény keverékű üzemmódban az ehhez szükséges oxigén a rendelkezésre áll ábra: Egyágyas oxidációs katalizátor (1 keverékképzés, 2 oxidációs katalizátor, szekunder levegő) Lakatos István, KEFO

178 178 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Karburátoros motoroknál viszont ún. szekunderlevegő bejuttatásról gondoskodni kell. A dízelmotorok esetében a légfelesleggel történő működés miatt oxidációs katalizátorokat használnak. Kétágyas katalizátor A kipufogógáz NO x -tartalma redukciós katalizátorral csökkenthető, amely oxigén-hiányos környezetben fejti ki hatását. Ha ezt sorba kötjük egy oxidációs katalizátorral ún. kétágyas katalizátort kapunk. Ebben az esetben a motornak alapvetően dús keverékkel kell üzemelnie és az oxidációs katalizátor elé levegőt kell bejuttatni. Három komponensre ható katalizátor ábra: Kétágyas katalizátor A mai Otto-motorokon ez a megoldás terjedt el, mint leghatékonyabb kialakítás. A működéséhez 1 összetételű tüzelőanyag-levegő keverékkel kell a motort üzemeltetni A katalizátor működését (az oxidációs és redukciós folyamatok) az alábbi ábrán látható reakcióegyenletek írják le. A katalizátorok felépítése: ábra: Háromágyas katalizátor Hordozó A katalizátorok aktív katalitikus rétegből és hordozóanyagból állnak. Kívülről acéllemez-ház borítja őket. Hordozó szempontjából az alábbi lehetőségek léteznek: granulátum (európai gyártók nem alkalmazzák), kerámia monolit (manapság ez a leggyakoribb), fém monolit (nagy terhelhetőség, de drága). A világon ma döntő többségében kb o C-ig hőálló kerámiából készült hordozókat használnak, melyet a szilárdság növelése céljából méhsejtszerűen alakítanak ki. Ökölszabályként elfogadható, hogy minden motor lökettérfogat literre 1 dm 3 katalizátor-térfogat szükséges. A Lakatos István, KEFO

179 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 179 hordozó vázkerámia általában mesterségesen előállított kordierit (magnézium-, alumíniumszilikát ásvány). A kerámiafalak vastagsága 0,15 0,2 mm. A kisebb falvastagság kisebb áramlási ellenállást ad, a falvastagság csökkentésének azonban a szilárdsági követelmények szabnak határt. A hordozó kialakítását a felületegységre jutó cellaszámmal szokták jellemezni, melynek értéke CPSI között változik (CPSI = cella/négyzethüvelyk). A 400 CPSI fajlagos cellaszám adja jelenleg szilárdság és áramlási ellenállás szempontjából a legkedvezőbb kompromiszszumot. Napjainkban egyre elterjedtebben alkalmazzák a fémből készült hordozókat, korábban elsősorban előkatalizátorként, ma főkatalizátorként is. A hordozó igen vékony korrózióálló acéllemezekből készül, melyek közül az egyik hullámlemez és távolságtartásra, a gázút biztosítására szolgál, a másik síklemez, ez az elválasztó. A lemezeket csigavonalban vagy S alakban tekercselik fel. A kerámiahordozókkal szembeni legnagyobb előnyük, hogy jóval kisebb falvastagságot tesznek lehetővé, nagyobb a termikus és mechanikai szilárdságuk. A jelentősen kisebb, 0,05 mm-es falvastagság nagy fajlagos cellaszámot és kompakt felépítést tesz elérhetővé. Adott katalizátoralak esetében a fémből készült monolit szabad keresztmetszete 25%-kal nagyobb, mint a kerámiából gyártotté, és az is elérhető, hogy az átáramló kipufogógázok számára a teljes keresztmetszet 80%-a rendelkezésre álljon. A katalizátorfojtás okozta kipufogógáz-ellennyomás a fém katalizátoroknál lényegesen kisebb. A fémmonolit további előnye, hogy hőtágulási együtthatója közel azonos a házéval, valamint anyagából, ki-alakításából adódóan deformációfelvevő képessége, adott határok között, jó. A korrózióálló acélból készített fémmonolit azonban drágább, mint a kerámiából gyártott. A kerámiamonolit esetében külön speciális megoldást igényel a biztos és rugalmas rögzítés a házban, amit fémszálas szövettel vagy speciális ragasztóval és hőálló anyagból készült párnával oldanak meg. Bevonat A monolit felülete önmagában csak kicsi, kb. 3 5 m2. A felület nagymértékű növelése érdekében a monolitra alumínium-oxidból készült különleges bevonatot visznek fel, a hordozónak a bevonat 400 adékába mártásával. A bevonat (angol megnevezése wash coat) a monolit felületét szeresére növeli, így igen nagy fajlagos felület, katalizátoronként m2 összfelület érhető el (kb m2/dm3). A wash coat-ra ugyancsak bemártással viszik fel a katalizátoranyagokat, azok sóoldatából. A felvitt nemesfémek mennyiségét a monolit oldatba mártásának időtartamával szabályozzák. A katalizátoronkénti nemesfém mennyiség mintegy 2 3 g. A platina nemesfém, mely a CO és a HC oxidációját segíti elő. A platina már 150 o C-tól kezdődően kedvező átalakítást tesz lehetővé, a katalizátorként használatos többi nemesfémmel szemben, ami a gépjárműmotorok felmelegítése során igen nagy koncentrációban emittált HC- és CO- összetevők hatásos csökkentése miatt (is) rendkívül fontos. A palládium tulajdonságai a platináéhoz hasonlóak, elsősorban az oxidációs folyamatokat segíti elő. Hatékonysága kisebb, beindulási hő-mérséklete nagyobb, azonban beszerzési költsége alacsonyabb. A ródium alapvetően a nitrogén-oxidok redukciójának elősegítésére szolgál, és ebben már igen kis mennyiségben is hatásos. A ruténium és a nikkel igen gyakran használatos nitrogénoxidok redukciójának elősegítésére. A cérium-oxid a platina hatásának elősegítésére (promotorként) és az azt rögzítő bevonaton történő biztos tapadásának biztosítására szolgál. A promotor a katalizátorhoz igen kis mennyiségben hozzákevert, annak aktivitását nagymértékben növelő anyag. Az aktivitás növelése érdekében promotor és stabilizáló anyagokat is felvisznek az aktív felületre. Ezek a nagyobb Lakatos István, KEFO

180 180 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA hőmérsékletnél fellépő öregedési jelenségek, valamint a nem kívánatos katalitikus reakciók visszaszorítására szolgálnak (pl. lantán, cirkónium, bárium). Katalizátorok meghibásodása A katalizátorok meghibásodási jelenségeit két csoportra oszthatjuk. Az első csoportot az öregedési jelenségek alkotják, melyek eredményeként fokozatos aktivitáscsökkenés és a beindulási hőmérséklet növekedése tapasztalható. A második csoportba a viszonylag gyorsan bekövetkező hibák, az ún. gyors halál hiba okok tartoznak. Ilyenek a mechanikai sérülés (monolit törés, fémmonolit-deformáció), a nagy dózissal ható katalizátormérgeződés és a wash coat leválás, hordozóanyag lágyulás, megolvadás ábra: Megolvadt kerámia monolit Az öregedés fő okai az anyagtranszport (aktívanyag-kihordás), az aktív felület csökkenése, a mikrostruktúra változása (szintereződés), az aktív felület takarása (katalizátor-elmérgeződés). A katalizátorok fedélzeti állapotfelügyelete A katalizátorok fedélzeti állapotfelügyelete Otto-motoroknál a lambdaszondákon keresztül valósul meg. Emiatt ennek működési vonatkozásaival a lambdaszondákkal kapcsolatosan foglalkozunk Lambda-szabályzás A szabályozott keverékképzésű motorok kipufogógáz-összetételéről a lambdaszondák adnak visszacsatolást a motorirányító egység számára. A lambdaszondák a kipufogógázok maradékoxigén szintjét (0,3 3 tf%) mérik, úgy hogy azt összevetik a környező levegő oxigéntartalmával (mintegy 20,8 tf%). A maradék-oxigén hányadot különböző elven működő lambdaszondákkal mérik: feszültséggenerátor-lambdaszonda ugrás -lambdaszonda szélessávú (planár) lambdaszonda ellenállásszonda Lakatos István, KEFO

181 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 181 Lambdaszondák fajtái Feszültséggenerátor-lambdaszonda A feszültséggenerátor-lambdaszonda felépítése az alábbi ábrán látható. Az egyik végén zárt cirkónium-dioxid alapanyagú, ötvözött kerámiacsövecske alkotja az érzékelőt (9), az ún. szilárdtest-elektrolitot. A kerámiatest gázátnemeresztő. A cső zárt végével nyúlik be a kipufogócsőbe, de a közvetlen gázáramtól felhasított, esetleg furatos acélcső (10) védi. A szondaházat a (8) és (4) szerkezeti elemek alkotják. Az érzékelőkerámiát távtartó elemeken (3) keresztül tányérrugó (2) szorítja a ház ülésére. A fűtőelem (6) benyúlik az érzékelőkerámia zsákjába, elektromos csatlakozása (1) mindig kétvezetékes. Az érzékelőelem belső felülete kifelé néz és így a légtérrel, a külső levegővel áll kapcsolatban ábra: Feszültséggenerátor lambdszonda A lambdaszonda belső ellenállással rendelkező feszültséggenerátornak tekinthető. Az elektródák között az oxigénkoncentráció-különbséggel (légköri és kipufogógáz oxigén tartalom) arányos potenciálkülönbség alakul ki, áramköri kapcsolásban ionáram folyik. Szélessávú (planár) lambdaszonda ábra: Lambdszonda karakterisztika A planár-lambdaszonda a hengeres, fűtött szonda továbbfejlesztése. Az oxigénérzékelés elve megegyezik a feszültséggenerátor szondáéval, a kialakítás azonban megváltozott. Lakatos István, KEFO

182 182 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Szélessávú (planár) lambdaszonda A szonda kerámiaeleme rendkívül hosszú, téglalap-keresztmetszetű hasáb (3). A szondát kívülről a 2-es cső fémház, az 5-ös menetes hüvely és a 7-es, itt már kettős, furatos védőcső alkotja. A szondaelemet a 4-es befoglaló, megvezető és a 6-os tömítő kerámia alkatrészek fogják körül. Az 1-es jelöli a kivezetéseket, melyből négynek kell lennie: kettő a fűtésé, egy a jel-pozitív, egy a jel-negatív. A hasáb rétegesen egymásra helyezett vékony kerámialapokból tevődik össze. A réteges építési mód tette lehetővé a széles légviszonytartományt átfogó működést is, ugyanis a rétegelemekből történő szondafelépítés több funkció integrálását is lehetővé teszi. Látható, hogy a szonda mind a dús, mind a szegény keverékösszetételnél tud jelet szolgáltatni, így alkalmazási területe kiszélesedik: szabályzás 1 és 1 üzemben, = 1 szabályzás, dízelmotor-szabályzás, Otto-motor szegénykeverékű üzem (pl. GDI), gázmotor-szabályzás ábra: Szélessávú lambdaszonda jelleggörbéje A szélessávú lambdaszondák előnyei: rövid üzembeállási idő (ez a mai kipufogógáztesztek teljesítésénél nélkülözhetetlen), stabil jelkarakterisztika, Lakatos István, KEFO

183 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 183 kis fűtőteljesítmény-igény, kis méret, csekély tömeg, testfüggetlen kialakítás lehetősége és kisebb gyártási önköltség. Ellenállásszonda A titán-dioxid (TiO 2 ) anyagú szonda, hasonlóan a cirkónium-dioxid (ZrO 2 ) szondához, jelszintugrással észleli a = 1 átmenetet. A szonda a felületein ható oxigénkoncentráció különbségét, ellenállásának jelen-tős megváltoztatásával jelzi. Kb. 500 o C-hőmérsékleten válik üzemképessé és 900 o C-ig tart a normál üzemi működési tartománya. Az alábbi ábra az ellenállás változását mutatja a szondahőmérséklet függvényében, a szórási sávok paramétere a keverék összetétele. A szonda ellenállása a = 1 átmenet szűk környezetében a hőmérséklettől szinte függetlenül, három nagyságrenddel megváltozik! Az értékelés a munkaellenálláson (R 2 ) mérhető feszültségesés mérésén alapul. A műszaki leírás szerint a feszültségesés a szondaellenálláson = 0,9-nél > 3,85 V, = 1,1-nél pedig < 0,4 V. A szonda viszonylag nagy hőmérsékleten, 500 o C-nál indul be. Ennek mielőbbi elérését a szondafűtés biztosítja. A vezérlőegység a szondaellenálláson keresztül a szondahőmérsékletet is jó közelítéssel meg tudja állapítani. Ha ott 700 o C-nál nagyobb hőfokot talál, akkor a katalizátorvédelmi funkciókat aktivizálja ábra: Ellenállásszonda karakterisztika Lakatos István, KEFO

184 184 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Ellenállásszonda karakterisztika Szegény keverékű lambdaszonda Az ún. feszültséggenerátor szondát korlátozottan alkalmazzák szegény keverékű üzemben is. A szonda működési stabilitásának javítása pl. nagyobb teljesítményű fűtéssel lehetővé teszi az alkalmazást mintegy =1,5-ig. Lambdaszondák kialakítása és beépítése ábra: Lambdaszonda beépítés A katalizátor elé beépített lambaszondának két kompromisszumot kell kielégítenie: közel legyen a motorhoz, hogy az üzemi hőmérsékletét gyorsan elérje, ugyanakkor ne legyen túlságosan közel a motorhoz, hogy a szonda gyors öregedését meggátoljuk. A lamdaszonda beépítésre az adatmegadási folyamat során történő egységes kezelés céljából beépítési ábrákat és jelöléseket rendszeresített az SAE J1979. Fontos jellemző a járműbe épített szondák típusa: S keskenysávú szondá(k), B szélessávú szondá(k). A szondák elhelyezkedésre utaló jelölések: B hengersor (Bank), S szonda (Sensor) Lakatos István, KEFO

185 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 185 Hagyományos, egy katalizátoros rendszer Jelölés: B1S1 B1S2 Két (elő + fő) katalizátoros rendszer Jelölés: B1S1 B1S2 B1S3 V motoros, három (2 elő + egy fő) katalizátoros rendszer Jelölés: B1S1 B1S2 B1S3 B2S1 B2S2 V motoros, négy (2 elő + 2 fő) katalizátoros rendszer Jelölés: B1S1 B1S2 B1S3 B2S1 B2S2 B2S ábra: Lambdaszonda beépítési jelölések A katalizátor és a lambdaszonda fedélzeti állapotfelügyelete A katalizátor és a lambdaszondák felügyeletét EOBD, illetve OBD II rendszernél a katalizátor után beépített második lambdaszonda látja el. A katalizátort akkor minősítjük hibásnak, ha átlagos szénhidrogén át-alakítása oly mértékben csökken, hogy az, az 1,5-szörös határértéket átlépi. Lakatos István, KEFO

186 186 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A katalizátor jósága szoros kapcsolatban áll az oxigéntároló képességével. Ezt a tulajdonságot használják fel a katalizátor hatásfokának meghatározásához, amelyhez szükség van egy további a katalizátor mögé beépített lambdaszondára. Az alábbi ábrán a szaggatott vonallal jelölt görbe mutatja a katalizátor mögé, a folyamatos vonallal jelölt pedig a katalizátor elé beépített lambdaszonda karakterisztikáját ábra: Lambdaszonda jelleggörbék (felső: katalizátor hatásfok, alsó: lamdaszonda öregedés) Az amplitúdók különbségéből a katalizátor hatásfoka meghatározható. A katalizátor előtti lambdaszondát a jelfeszültség vizsgálatával ellenőrzi a rendszer. Az elöregedett szondák (ábra szaggatott vonal) lassabban reagálnak a kipufogógáz oxigéntartalmának változására, mint az jól működő, új szondák (folyamatos vonal). Az öregedési folyamat jellemzői: Az öregedési folyamat előre haladtával csökken a lambdaszonda jelfeszültségének frekvenciája. csökken a jelfeszültség amplitúdója. Ez a jelenség szegényebb keveréknél erőteljesebb, hiszen itt a 100 mv körüli értékkel szemben 400 mv körüli értéket érhetünk el. Összességében tehát a lamdaszondák EOBD szerinti állapot-felügyelete az alábbiakra terjed ki: belső ellenállás, jelfeszültség, feszültségváltozás sebessége (szegényből dúsba), feszültségváltozás sebessége (dúsból szegénybe), szakadás, rövidzárlat, a katalizátor előtti lambdaszonda jefeszültségének periódus-ideje. Lakatos István, KEFO

187 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA ábra: Lambdaszonda jelalak változás A vizsgálat menet közben kerül végrehajtásra, mintegy 20 s-ig tartó állandósult üzemi feltételek mellett. A katalizátor utáni lambdaszonda öregedési folyamata lassúbb, mint a katalizátor előttié, így a szondaöregedésből fakadó nem kívánatos hatás ezzel kiegyenlíthető Az égéskimaradás fedélzeti állapotfelügyelete Az égésfolyamat fedélzeti állapotfelügyelete a gyújtáskimaradás felismerésén alapul. Az égéskimaradás a forgattyú tengely szögsebességének változásához vezet. A fordulatszámjeladó szegmensidőinek változásából meghatározható a fordulatszám ingadozása. A hibás henger azonosítására szükség van az 1. henger azonosító jelére, amely például vezérműtengely-jeladó formájában oldható meg. A szögsebesség váltakozását a motor mechanikai hibái, valamint a hajtott kerekeken keresztüli visszahatások (pl. helytelen vezetéstechnika miatt) is okozhatják. Ezek azonban az alábbi módszerek segítségével azonosíthatók és így az égéskimaradástól megkülönböztethetők. karosszéria-gyorsulás érzékelő, a forgattyústengely-jeladó jelének analízisével. Az égéskimaradás következtében bekövetkező intézkedés: Ha olyan mértékű gyújtáskimaradás lép fel, amely a kipufogógáz-emissziót a határérték 1,5-szörösére emeli, a rendszer kigyújtja a MIL lámpát. Ha olyan mértékű gyújtáskimaradás lép fel, amely a katalizátort károsíthatja, akkor a MIL lámpa villog. Lakatos István, KEFO

188 188 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Kipufogógáz-visszavezetés A kipufogógáz-visszavezető rendszerek felépítése A kipufogógáz-visszavezető rendszerek (AGR, EGR, lásd alábbi ábra) alkalmazásának célja, hogy bizonyos üzemállapotokban adott mennyiségű kipufogógázt keverjenek a friss töltethez. Ennek hatása kettős: egyrészt elégeti a hozzákevert kipufogógázban maradt HC-mennyiséget, másrészt csökkenti az égésfolyamat csúcshőmérsékletét, így javítja a motor NO x -emisszióját ábra: Kipufogógáz-visszavezető rendszer (1 elektro-pneumatikus átalakító, 2 kipufogógáz, 5 fordulatszám, 3 AGR-szelep, 6 szívócső nyomás, 4 irányítóegység, 7 hőmérséklet, 8 levegőtömegáram mérő) Az AGR-rendszerek vezérlését manapság túlnyomórészt pneumatikus úton oldják meg. A motorba jutó levegőmennyiségtől, a fojtó-szelephelyzettől és a szívócső-nyomástól vagy a kipufogási ellennyomástól függő mértékben megfelelő mennyiségű kipufogógázt vezetnek vissza a motorba. A visszavezetés főként részterhelésen történik és mértéke átlagosan 5%. Benzinüzemű motoroknál maximálisan 10% a visszavezethető mérték, míg dízelmotoroknál akár 20% is lehet. A kipufogógáz visszavezetését az ún. AGR-szelep (EGR-szelep) valósítja meg. Ez a szelep keveri hozzá a kipufogógázt a friss töltethez, amikor azt az üzemi körülmények megengedik. Ezeket a szelepeket (szívócső)vákuum nyitja és rugóerő zárja. A kipufogógáz-visszavezető rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete A gyártók különböző megoldásokat alkalmaznak a kipufogógáz-visszavezetés fedélzeti állapotfelügyeletére. A legegyszerűbb esetben a motor tolóüzeme esetén az elektronika rövid időre nyitja az AGRszelepet, amennyiben ilyenkor a szívócső-nyomás megnő, akkor ez a kipufogógáz-visszavezető rendszer rendeltetésszerű működésre utal. Az ellenőrzés másik megoldása lehet a kipufogógáz-visszavezető csatornában a gázhőmérséklet mérése. Erre a célra szolgál az EGR-hőmérsékletérzékelő, melyet az EGR-szelepházba Lakatos István, KEFO

189 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 189 építenek be (Ford, VAG). Túl nagy EGR-hőmérséklet állandóan nyitott EGR-szelephelyzetre (utal, a túl kis érték pedig azt jelzi, hogy az EGR-szelep nem nyit ki rendesen. A szabályozott üzemű EGR-rendszerek egyik fajtákában (pl. Ford) a visszavezetett kipufogógáz mennyiségét közvetett úton, az EGR-szelep előtti csővezetékbe épített fojtás két oldala között kialakuló nyomáskülönbség mérésével határozzák meg. Ha az EGR-szelep nyit és kipufogógáz áramlik a csővezetéken, a fojtási helyen nyomáskülönbség keletkezik, amelyet az EGR-nyomáskülönbség-érzékelő mér és ezt a jelet továbbítja az irányítóegységbe. A mért nyomáskülönbség a ténylegesen visszavezetett kipufogógáz mennyiségével arányos, és egyben a rendszer működésre is utal. A teljesen elektronikusan működtetett rendszer (VAG) esetében már csupán egyetlen szelepre van szükség a kipufogógáz-visszavezetés megvalósításához. Ezt az elektromágneses szelepet az irányítóegység közvetlenül vezérli. A szelepbe integrált potenciométer visszajelzi az irányítóegységnek a szelep tényleges nyitási löketét, amely egyben a működőképesség információja is ábra EGR-hőmérséklet érzékelő (felső), EGR nyomáskülönbség érzékelő (alsó) Lakatos István, KEFO

190 190 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Elektronikus AGR (1 irányítóegység, 2 AGR-szelep, potenciométerrel, 3 szellőzés, 4 katalizátor) Szekunderlevegő rendszer A szekunderlevegő rendszerek felépítése Az ún. szekunderlevegő bejuttatása a kipufogó csővezetékbe, a katalizátor elé, a katalizátor gyors felmelegítését szolgálja. A kipufogógázban található elégetlen vagy részoxidált szénhidrogén és a szén-monoxid oxigén jelenlétében további, hőfelszabadulással járó oxidációra képes. A megnövelt hőmérsékletű kipufogógáz a katalizátort gyorsabban felmelegíti. Az oxidációs feltételek javítása érdekében a motor dúsabb keverékkel és késleltetett előgyújtással jár. A levegő bevezetését a motorirányító egység irányítja ábra: Szekunderlevegő rendszer (1 szívólevegő, 5 katalizátor, 2 szekunder levegő, 6 szekunder szelep, 3 visszacsapó szelep, 7 szekunder szivattyú, 4 lambdaszonda, 8 friss levegő) Lakatos István, KEFO

191 Vizsgálati szakasz OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 191 A szekunderlevegő rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete A szekunderlevegő rendszerek fedélzeti állapotfelügyeletét a lambdaszonda segítségével oldják meg. Az egyik módszer lényege az, hogy a szekunderlevegő bejuttatásának ténye (a hosszútávú adaptív keverékösszetétel-korrekció funkciójának kikapcsolása után) a lambdaszabályozás integrátorának működésén egyértelműen lekövethető. Tehát a vizsgálat alapfeltétele még emellett az aktívszéntartály szellőztetőszelep működtetésének letiltása. A vizsgálat lépéseit az alábbi táblázat tekinti át. A fedélzeti diagnosztikai vizsgálat lépései Kivezérelt állapot: a szekunderlevegő-szivattyú kikapcsolva, a vezérlőszelep zárva. Válasz: az ECU vizsgálja az integrátor működését. Diagnózis: ha az integrátor eléri maximális lépésértékét, akkor a szekunderlevegő vezérlőszelep tömítetlen. (A lambdaszonda szegény keveréket nagy oxigén-koncentrációt érzékel, mert a szekunderlevegő felhígítja a kipufogógázt már a lambdaszonda előtti csőszakaszban. Erre a szabályzás a megnövelt az integrátor lépésértéken keresztül keverékdúsítással válaszol.) Kivezérelt állapot: a szekunderlevegő-szivattyú bekapcsolva, a vezérlőszelep zárva. Válasz: az integrátornak változatlan értékűnek kell maradnia. Diagnózis: amennyiben 6 másodpercen belül az integrátor lépésértéke meghalad egy küszöbértéket, valószínűsíthető a szelep tömítetlensége. Kivezérelt állapot: a szekunderlevegő-szivattyú bekapcsolva, a vezérlőszelep nyitva. Válasz: az integrátornak 6 másodpercen belül át kell lépnie egy küszöbértéket. Diagnózis: amennyiben ez nem következik be, úgy a szivattyú valószínűsíthetően nem működik vagy a szelep nem nyitott ki. A diagnosztikai vizsgálat befejezése: a levegőszivattyú leállítva, a vezérlőszelep zárva. Az adaptív szabályozás és a tankszellőztetés blokkolása felszabadítva ábra: A szekunderlevegő rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete A másik módszer a lambdaszonda jelét értékeli ki az aktív szekunderlevegő bejuttatás során. Ha a vizsgálat során a diagnosztikai rendszer hibát észlel, azt kóddal azonosítja és a hiba fajtájának függvényében intézkedéseket hoz. A hibák egyik csoportjánál a szekunderlevegő rendszer állandóan enged be levegőt a kipufogócsőbe: vagy a szivattyú állandó működése és a szelep hibája miatt, vagy a csővezeték és/vagy a vezérlőszelep tömítetlenség miatt. A hígító levegő a lambdaszonda normál üzemét lehetetleníti, ezért a lambda-szabályozást az ECU letiltja. Ezzel természetesen együtt jár az OBD II szerinti lambdaszonda-ellenőrzések letiltása is. Lakatos István, KEFO

192 192 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszer A tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszerek felépítése A gépkocsi tüzelőanyag-tartályában megadott értéknél nagyobb gáz, illetve gőznyomás nem alakulhat ki, ezért azt nyomáskorlátozó szelep segítségével a névleges értéken belül kell tartani. Ezzel azonban (a szellőzéssel) együtt jár a szénhidrogének szabadba jutása. A feladat a szellőztetés során a szénhidrogén visszafogása a gázelegyből. Ennek ma általánosan alkalmazott megoldása a szénhidrogén-adszorpció aktívszén-tartályon történő átvezetéssel, majd a szénfelület regenerálása ábra: Tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszer (1 légszűrő, 6 aktívszén-szűrő, 2 szívócső, 7 tüzelőanyag-tartály, 3 motor, 8 tanksapka biztonsági, 4 regeneráló szelep, szeleppel, 5 lezárószelep, 9 nyomásérzékelő) A tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete Az OBD II (EOBD) előírás szerinti diagnosztika a tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszerben > 1 mm egyenértékű lyuk/rés létét kell, hogy kimutassa. Ez az előírás 1995 óta érvényes. A rendszer tömítettségének diagnosztikáját a rendszer teljes lezárását biztosító mágnesszelep és a rendszerbe beépített nyomásjeladó teszi lehetővé. Ezek az OBD szerinti vizsgálathoz járulékosan beépített alkatrészek. A vizsgálat (Ford) több lépésre bomlik (táblázat), melyek során a rendszer egyes elemeit ellenőrzik. Ha a teszt lefuttatása alatt a felügyeleti rendszer hibás elemet talál, akkor a diagnosztika befejeződik, és a hibás elemet azonosító hibakódot generál. Lakatos István, KEFO

193 5. Vizsgálati szakasz OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 193 A fedélzeti diagnosztikai vizsgálat lépései Az aktívszéntartály lezárószelep zár, ennek következtében a rendszer teljesen zárt állapotban van. Azt vizsgálják, mennyire stabil, illetve mennyire gyorsan emelkedik a tartálynyomás a tüzelőanyagtartály gőzterében. Ha a nyomás csökken, azt a rendszer a szellőztetőszelep (C) tömítetlenségének tudja be, és az erre vonatkozó hibakódot rögzíti ( nyitott aktívszenes szűrő szellőztetőszelep ). Az aktívszéntartály lezárószelep nyit, a belső tér kifelé tud szellőzni. A regeneráló-szelep változó kitöltési tényezővel kivezérelt. A járó motor szívócsővákuuma hat a rendszer belső terére, mivel azonban a lezárószelep nyitva van, a nyomásnak csak lassan szabad csökkennie. Ha gyorsan csökken, akkor a lezáró-szelep tömít (zár), tehát működésével/ működtetésével kapcsolatos hiba van. Az aktívszéntartály lezárószelep zár, a szellőztetőszelep kivezérelt (kb. 17 %). A tüzelőanyagtartály-nyomásnak gyorsan kell 1 kpa értékkel esnie. Ha ezt nem éri el 10 másodpercen belül, akkor a felügyelet a tüzelőanyagellátó-rendszerben valahol jelentős tömítetlenséget valószínűsít, és nagy lyuk hibakódot generál. Ha a tüzelőanyagtartály nyomása 2 másodpercen belül nem változik, akkor ez azt is jelentheti, hogy a nyomásjeladó hibás vagy eltömődött. A szellőztetőszelep zár, az aktívszéntartály lezárószelepe továbbra is zárva van. A rendszerben depresszió uralkodik. A depresszióértéknek először stabilizálódni kell, majd csak lassan szabad csökkenie. Ha gyorsan megkezdődik a nyomásemelkedés vagy erőteljes a nyomásnövekedés, akkor kismértékű tömítetlenséget diagnosztizál a felügyeleti rendszer, és kis lyuk hibakódot generál. A tömítetlenséget úgy számítják ki, hogy összehasonlítják a nyomásnövekedés sebességét az előző vizsgálati fázisban mért nyomáscsökkenéssel és azt összevetik a mért párolgással. Az aktívszéntartály lezárószelepe nyit, a diagnosztikai vizsgálat befejeződik ábra: Kipufogógáz-visszavezetés állapotfelügyelete A VAG-típusoknál a rendszer két lépésben végzi a diagnosztikát: átfolyás-diagnosztika modulációs diagnosztika. Lakatos István, KEFO

194 194 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszerek fedélzeti állapotfelügyelete (VAG) (1 irányítóegység, 5 nyomásérzékelő, 2 tüzelőanyag-tartály a regeneráló szelep löket, 3 aktívszén-tartály, t idő, 4 regeneráló szelep, p nyomás) Átfolyás-diagnosztika: ha a tüzelőanyaggőz kipárolgásgátló rendszer működik, akkor teli aktívszenes tartály esetén dúsul a keverék (regeneráció), üres tartály esetén viszont szegényedik. Ezt a hatást a katalizátor előtti lambdaszonda érzékeli. Ennek segítségével megítélhető a működés ténye. Modulációs diagnosztika: ez a módszer saját vizsgálati intervallummal dolgozik. Ebben az esetben adott kitöltési tényezővel vezérlik ki a regeneráló mágnesszelepet és az így modulált szívócsőnyomást. Az irányítóegység a szívócsőnyomás-érzékelő segítségével, a modulált szívócsőnyomás értéke alapján ítéli meg a tüzelőanyaggőz- kipárolgásgátló rendszer helyes működését. Ez a módszer nem igényel a vizsgálat elvégzéséhez járulékos alkatrészeket Az OBD-csatlakozó Az OBD-csatlakozó kialakítása A diagnosztikai csatlakozó geometriai méreteit, lábkiosztását a SAE J1962 JUN92 ajánlás (Recommended Practice) írja le, címe: Road vehicles Diagnostic systems Part 2: CARB requirements for interchange of digital information A szabvány kidolgozója: ISO/TC (Technical Committee) 22, Road vehicles, Sub-Committee SC 3, Electrical and electronic equipment. A SAE J1962 ajánlás tartalmát az ISO :1994(E), illetve a DIN ISO szabványok változatlanul átveszik, ezért a diagnosztikai csatlakozót CARB-ISO-csatlakozó megnevezéssel is azonosítjuk. A csatlakozó az ábrán látható, lábkiosztását a táblázat segítségével azonosítjuk. Lakatos István, KEFO

195 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA ábra: OBD-csatlakozó PIN FELHASZNÁLÁS funkció 1 nincs bekötve 2 SAE J1850 adatátvitel SAE J 1850 szerint (busz plusz vezeték) 3 OBD II buszrendszernél V cc csatlakozás 4 SAE J1962 testelés (teljesítmény) 5 SAE J1962 testelés (jel) 6 nincs bekötve 7 ISO adatátvitel DIN ISO szerint (K-vezeték) 8 nincs bekötve 9 nincs bekötve 10 SAE J1850 adatátvitel SAE J 1850 szerint (busz mínusz vezeték) 11 OBD II buszrendszernél testelés 12 OBD II buszvezetékek árnyékolása 13 nincs bekötve 14 OBD II buszrendszernél kétirányú adatvezeték 15 ISO adatátvitel DIN ISO szerint (L - vezeték) 16 SAE J1962 akkumulátor plusz (nem kapcsolt) ábra: Az OBD II csatlakozó lábkiosztása A SAE J1962 előírásnak megfelelő csatlakozó kétféle lehet: A és B típusú. A kettő között pusztán a csatlakozó lábak közötti középső rész-ben van: ez az ún. nyelvet befogó rész az A- típusnál egyben van, a B-nél viszont két részre osztott. Ez azt jelenti, hogy a B-hez tartozó csatlakozó az A-ba is csatlakoztatható, fordítva viszont ez nem igaz ábra: SAE J1962A és B típusú csatlakozó Lakatos István, KEFO

196 196 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Az A-típusú csatlakozó előírt helye a vezetőülés és a műszerfal környékén, a jármű középvonalától 300 mm-en belül, a vezetőülésből könnyen elérhető helyen van. Pin 2 Pin 7 Pin 10 Pin 15 Protokoll van - van - J1850 PWM van J1850 VPW - van - lehet ISO9141/ ábra: Kommunikációs protokoll A B-típusú csatlakozó viszont a jármű középvonal bármelyik oldalán (akár az utastéren kívül is) elhelyezkedhet, maximum 75 mm-es sávban. A csatlakozó lábkiosztása megmutatja az alkalmazott kommunikációs protokollt. A táblázatban feltüntetett PIN-eken kívül szükség van még a 4-es (karosszéria test), az 5 (jel test) és a 16 (akkumulátor pozitív) lábakra is. A 7 és 15, illetve a 2 és 10 kivezetések az emisszió-állapot-felügyeletet az OBD II szerint teljesítő ECU adatkapcsolatát biztosítja. A gyártók és ez a gyakorlat más ECU diagnosztikai adatkapcsolat céljára is felhasználhatják ezeket a kivezetéseket. A gyártók továbbá a csatlakozó 1, 6, 8, 9, 13 kivezetéseit más fedél-zeti irányítóegységekkel, pl. ABS-ASR, légzsák, hajtómű stb. való soros kapcsolatra felhasználhatják. A csatlakozó 3, 11, 12 és 14 kivezetései nem közvetlenül a CARB OBD II céljait szolgálják. A gépjárműben alkalmazott irányítóegységek kommunikációs kapcsolatát biztosító buszhálózat elérhetőségének csat-lakozópontjai. Felhasználásukról a gyártó, illetve az alrendszer első be-szállítója saját hatáskörében dönt. CARB-ISO csatlakozót a gyártók ma abban az esetben is alkalmaz-zák, ha az ECU OBD II funkciót nem teljesít. A CARB-ISO-csatlakozó kivezetéseinek elérhetőségét a széles fel-használási lehetőségű rendszerteszter számára (BOSCH KTS 300, 500 stb.) is biztosítani lehet a BOSCH CARBadapterboksz segítségével ábra: BOSCH CARB-adapterboksz A szabvány a diagnosztikai csatlakozó gépjárműben történő elhelyezését is megadja. A gépjármű utasterében, a vezetőülésből elérhetőnek kell lennie. Előnyös, ha a műszerfalon van a kormányoszlop és a jármű középsíkja között. Az ábra jobboldali részén feltüntetett számértékek (1 8-ig) a helyek preferenciáját jelzik. A legkedveltebb az 1-es és a legkevésbé a 8-as Lakatos István, KEFO

197 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 197 számérték. Az adatbázisok is erre hivatkozva adják meg az adott típusba épített csatlakozó helyét, amely gyakran van fedél mögött, rekeszben vagy fiókban ábra: A diagnosztikai csatlakozó elhelyezése az autóban Amint már említettük, a gyártók védelem céljából gyakran takarják a csatlakozót fedelekkel. Az alábbi ábra sorozat erre mutat néhány gyakorlati példát ábra: A diagnosztikai csatlakozó takarása A felső kép kicsi plasztikus fedelet mutat, a középső nyithatót, míg az alsó kemény, nagy műanyagfedél. A fedelek címkével vagy dombornyomással tartalmazhatják az OBD, EOBD feliratot Kommunikáció 1991-ben hatályba lépett az ISO , amely az amerikai OBD II európai honosításának felel meg. Ez az előírás rögzíti a jármű irányító-egysége és a rendszerteszter közötti kommunikációt, definiálja a jármű-be épített, öndiagnosztikával ellátott rendszerek ellenőrzését, vizsgála-tát, diagnosztikáját és beállítását. Az amerikai és az európai szabvány között csupán a kommunikáció módjában van különbség. Az ISO szerinti kommunikáció az SAE J 1850 alternatívája, ugyanakkor egy harmadik változat a KWP 2000 (ISO ) szerinti kommunikáció is megengedett. Lakatos István, KEFO

198 198 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Így az OBD II és az EOBD esetén az alábbi táblázat szerinti kommunikációs formák a megengedettek. OBD II, EOBD kommunikáció Előírás Sebesség Jel Felhasználó ISO ,4 KB NRZ pl. európai gyártók ISO pl. európai gyártók SAE J ,4 KB VPW pl. GM SAE J ,6 KB PWM pl. Ford SAE J ,4 KB NRZ pl. GM ISO/DIS Diagnosztika a CAN rendszeren keresztül ábra: OBD II, EOBD kommunikációs formák A gépjármű OBD II funkciót teljesítő irányítóegysége (motormenedzsment ECU) és a rendszerteszter diagnosztikai műszer (Generic Scan Tool) közötti adatforgalmi kapcsolat paramétereit definiálni kell. A SAE J1850 és az ISO különböző jelformákkal és adatátviteli sebességeken engedi a kommunikációt ábra: OBD kommunikáció A protokollt a SAE J1979 írja le, mely az alábbi elemekből tevődik össze: Fej prioritás / mód (1 Byte) célcím (1 Byte) feladócím (1 Byte) Adat módusz (1 Byte) [SAE J 1979] paraméter identifikáció (PID) adatmező (PID és adat = max. 7 Byte) Checksum CS hibakód [SAE J2012] Inicializálás DEFINÍCIÓ: Inicializálás: a kapcsolattartás első fázisa, az információcserében részt vevő egységek kijelölése, illetve felhívása kapcsolat létesítésére. Az irányítóegység-diagnosztikában a rendszerteszterek különböző inicializálási módokkal dolgoznak. Ezeket a kommunikációs szabványok írják le. Az OBD esetén a rendszertesztertől 5 Baudos címgenerátor -ral (9141-2) történik az inicializálás. Lakatos István, KEFO

199 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 199 A rendszerteszter és az OBD II irányítóegység közötti kommunikáció felépítése, amelynek során 33H (H = hexadecimális rendszer) kerül továbbításra az irányítóegység felé 5 Bit/s átviteli sebességgel. Ezt követi az ún. előtét, amelyet az irányítóegység válaszként küld az inicializálásra. Ez a Baudráta szinkronizációs mintából és két kulcsszóból áll. A megfelelő kommunikáció ellenőrzése érdekében a rendszerteszter a két kulcsszó inverzét ( 0 helyett 1 -et) küldi vissza. Végül az irányítóegység a 33H cím inverzét küldi vissza ábra: Az inicializálás folyamata FOGALOMMAGYARÁZAT: Baud-ráta (Baudrate) szinkronizációs minta: 4 egymás utáni négyszögjel-periódusból ( 0 és 1 ) áll. Ezt a 8 bitet egy kezdő és egy záró bit foglalja magában. Az egység egy logikai 1 -el végződik és legalább 2 ms-ig vagy a szinkronizációs minta 1 bitjének hosszáig tart. A Baud-ráta szinkronizációs minta teszi lehetővé a rendszerteszter ráhangolódását az irányítóegységre. Kulcsszavak: A FAKRA (Járműves Szabványügyi Bizottság) jogosult kulcsszavakat adni a jármű- és járműrészegység-gyártók számára. Így pl. az Opel kapta a 71 és 120 közé eső számokat. A kulcsszavak mindig páronként működnek. A rendszerteszter és az OBD II irányítóegység közötti kommunikáció felépítése, amelynek során 33H (H = hexadecimális rendszer) kerül továbbításra az irányítóegység felé 5 Bit/s átviteli sebességgel. Ezt követi az ún. előtét, amelyet az irányítóegység válaszként küld az inicializálásra. Ez a Baud-ráta szinkronizációs mintából és két kulcsszóból áll. A megfelelő kommunikáció ellenőrzése érdekében a rendszerteszter a két kulcsszó inverzét ( 0 helyett 1 -et) küldi vissza. Végül az irányítóegység a 33H cím inverzét küldi vissza Adatátvitel Az irányítóegység és a rendszerteszter közötti egyértelmű és biztos kommunikáció érdekében mind rendszerteszter-irányítóegység, mind irányítóegység-rendszerteszter irányban rögzíteni kell a 0 -, 1 -szinteket. Egymással összekapcsolt (pl. különálló gyújtó- és keverékképző rendszer) rendszerek esetében a K és L vezetékek egymással össze vannak kötve. Ebben az esetben adatátviteli szempontból kétféle lehet a rendszer: egyirányú adatátvitel a K- vagy az L-vezetéken kétirányú adatátvitel a K-vezetéken. Az inicializáló jelet követően a rendszerek adott módon és sorrend-ben válaszolnak. Ennek a folyamatnak a helyes és problémamentes lefutása a gyártó felelőssége. Lakatos István, KEFO

200 200 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Egymáshoz csatolt rendszerek K- és L-vezetékei Rendszerteszter Az ISO által definiált rendszerteszternek automatikusan fel kell ismernie a vizsgált irányítóegységgel történő kommunikációhoz tar-tozó adatátvitel módját. A rendszerteszternek az alábbi követelményeknek kell megfelelnie: ki kell jeleznie a kipufogógáz-releváns hibakódokat, a kipufogógáz-releváns mért értékeket, a motorműködésre jellemző értékeket, a -szonda felügyeletének eredményeit, képesnek kell lennie a hibakódok törlésére, on-line segítséget ( súgó ) kell biztosítania az egyes mérési mű-veletekhez. A rendszerteszter vizsgálati üzemmódjai Az ISO szabvány definiálja az üzemmódokat és az azokban használatos adatformátumokat és funkciókat. A szabvány 9 üzemmódot (Mode 1 9) ad meg ábra: Rendszerteszter üzemmódok Lakatos István, KEFO

201 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 201 Mode 1 A rendszer aktuális adatainak kiolvasása: analóg ki- és bemenő adatok (oxigénszenzor-jel, fordulatszám, motorhőmérséklet), digitális ki- és bemenő adatok (pl. kapcsolóállás), státuszinformáció (sebességváltómű-típus: kézi/automatikus, légkondicionáló van/nincs stb.), számított adatok (pl.: befecskendezési idő). Mode 2 Freeze Frame (paraméterkörnyezet a hiba fellépésekor) paraméter-környezet-kiolvasás: analóg ki- és bemenő adatok (pl. nmotor=870 min-1, Tmotor=81 o C, stb.), digitális ki- és bemenő adatok, státuszinformáció, számított adatok. Mode 3 Hibatároló-kiolvasás: A MODE 3 üzemmódban csak az emisszió-releváns, állandó hibák ki-olvasása történik. Mode 4 Hibakódtörlés: A hibatárolóból a hibakódok és a tárolt paraméterkörnyezeti adatok törlése, alapállapotvisszaállítás. Mode 5 Tesztértékek és oxigénszenzor-küszöbértékek kijelzése. Mode 6 A nem folyamatosan felügyelt funkciók mérési értékeinek kijelzése (gyártmány-specifikus). Mode 7 Hibatároló-kiolvasás: Az időszakosan fellépő, még nem állandósultan tárolt hibakódok ki-olvasása. (A MODE 6 és a MODE 7 üzemmódokat az 1997-es modellévtől kell teljesíteni.) Mode 8 Tesztfunkciók kiváltása (gyártmány-specifikus). Pl. tüzelőanyag-tartály tömítettség vizsgálat. Mode 9 Kódok kiolvasása az irányítóegységből. Pl. Járműinformációk Hibakódok A hibakódok angol megnevezésének rövidítése DTC (Diagnostic Trouble Code). A kódok 4 információegységből, 5 karakterből állnak: Példa: P Magyarázat: 1. karakter: jármű alrendszer 2. karakter: kód-illetékesség 3. karakter: alrendszer, alkatrészcsoport 4. és 5. karakter: rendszerelem-azonosítót Lakatos István, KEFO

202 202 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Hely Karakter Jelentés 1. B C P U karosszéria (Body) futómű (Chassis) motor, hajtáslánc (Powertrain) tartalék hely (Undefinied) hibakód SAE szerint (OBD II) a gyártó hibakódja a gyártó hibakódja tartalék hely tüzelőanyag és légnyelés tüzelőanyag és légnyelés gyújtórendszer járulékos emisszió-szabályozás járműsebesség- és alapjárati fordulatszám-szabályozás ECU és kimenőjelek hajtómű , rendszerelem-azonosító ábra: A hibakódok értelmezése A hibakód-rendszer nyitott a jövőbeni kiegészítés érdekében. A B0, C0 és a P0 hibakódokat szabvány definiálja, és ezek minden gyártóra nézve kötelezőek. A B1, B2, C1, C2, P1, P2 azonosítása a gyártók szá-mára csak ajánlás. A P0 hibakódokat az ISO szabvány rögzíti. Ezeket a könyv mellékletében közzé tesszük Freeze Frame Az ún. Freeze Frame (Mode 2), azaz lefagyasztott keret-információ, a kipufogógázreleváns hibakódokkal együtt tárolja a hiba fellépésekor adott üzemállapot- és környezetfüggő peremfeltételeket. Azaz a hibaanalizáló szoftver bármely hiba azonosításának pillanatában rögzít valamennyi figyelt motorüzemi adatot és státusz információt, tehát a paraméterkörnyezetet. Adott, véletlenszerű hiba ismételt fellépésekor paraméterkörnyezeti adatai felülíródnak, amikor a hibát állandó hibának minősíti (magasabb prioritás), akkor a véglegesítéskor talált paraméterkörnyezetet tartalmazza a Freeze Frame adatcsomag. Ha viszont adott hibánál magasabb prioritású hibát is tárol a hiba-memória, akkor az előző Freeze Frame állapotot ez utóbbi keret-információ írják felül Hibatárolás A hiba lehet időszakosan fellépő, illetve állandósultan tárolt. A hatósági vizsgálatokhoz szükséges, állandósult hibákat a 3. üzemmódban (Mode 3), míg az időszakosan fellépő hibákat a 7. üzemmódban (Mode 7) lehet kiolvasni. Az időszakosan fellépő hiba akkor válik állandósult hibává, ha teljesíti annak feltételeit, azaz pl. a hiba ismétlődően fellép (pl. minden melegítőjáratási fázisban), illetve meghatározott ideig fennáll. Hatósági vizsgálatok alkalmával csak az állandósult hibákat, az-az a 3. üzemmódot alkalmazzák. Diagnosztikai célból azonban az időszakos hibák ismerete is fontos lehet, ezért a hibafeltárás során a 3. és a 7. üzemmód egyaránt hasznos segítséget nyújthat. Lakatos István, KEFO

203 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA Hiba-megszűnés Ha valamely hiba oka megszűnik, akkor a kódja törlésre kerül a hiba-tárolóban. Ez a folyamat ún. javítási feltételekhez kötött minden egyes hiba esetében. Javítási feltétel lehet pl. annak megadása, hogy hány menetcikluson át nem jelentkezhet újra a hiba ahhoz, hogy megszűntnek lehessen tekinteni. A cikluson számát számolja az elektronika, és a gyógyulási feltétel elérésekor törli a hibakódot a hibamemóriából Hibakódok törlése A hibakódok törlése a 4. üzemmódban (Mode 4) történik. Ilyenkor mind az állandósult, mind az időszakos hibák és a hozzájuk tartozó járulékos információk (pl. Freeze Frame, oxigénszenzor-küszöbértékek Mode 5, a Mode 1 PID $01 státuszbitje 1 -re állítódik) törlődnek. Szelektív törlésre nincsen lehetőség, de ezt a szabvány sem engedi meg. A törlés előtt ajánlatos valamennyi még ki nem értékelt információt kiolvasni és dokumentálni. Ezek még hasznosak lehetnek a későbbi diagnosztizálás szempontjából. Amennyiben több irányítóegység van egymással összekötve, akkor a törlési parancs mindegyikre egyformán érvényes és egyidejűleg végrehajtásra is kerül ábra: Összekötött irányítóegységek Hibajelzőlámpa-aktiválás A műszerfalon található ellenőrzőlámpa (MIL) megvilágított mező-jében vagy feliratnak vagy motorszimbólumnak kell lennie ábra: Hibajelző lámpa (MIL) Lakatos István, KEFO

204 204 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Hibajelző (MIL) lámpa beépítési példák Citroen Xantia régi változat új változat MIL lámpa a baloldalon az alsó sorban Citroen Picasso MIL lámpa a jobboldalon Citroen Xsara MIL lámpa a baloldalon a sebességmérő mellett Citroen C5 MIL lámpa baloldalon, alul a sebességmérő mellett ábra: MIL lámpa beépítés (Citroen) Az alábbi feliratszövegek vagy szimbólumok ajánlottak: Check Engine, Service Engine Soon, Check Powertrain, Check Powertrain Soon, motor-szimbólum, A megvilágított felület színe borostyánsárga. Az OBD II, illetve az EOBD szerint az ellenőrzőlámpa háromféle módon ad információt a vezetőnek, illetve az ellenőrző személynek: nem világít, folyamatosan világít, villog. A diagnosztikai szoftver, a hibaazonosítást követően, a hibajelző lámpa kigyújtására azonnal, adott számú menetciklus befutása után ad parancsot. A MIL lámpa kigyújtása, illetve villogásának kiváltása attól függ, hogy milyen hiba áll fenn: annál a hibánál, melynél az emisszió legalább másfélszer haladja meg a határértéket, a lámpa folyamatosan ég. Lakatos István, KEFO

205 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 205 annál a hibánál, mely katalizátor-károsodást eredményezhet, a lámpa villog. egyéb felismert és tárolt hibák esetében a lámpa nem világít. A MIL lámpa aktiválása (kigyújtás-, villogás-vezérlés) az alábbi esetekben történik: a motormenedzsment, valamint a hajtómű irányítóegységekhez kötődő alrendszerek, rendszerelemek működési hibájának, illetve áramkörének hibaazonosításakor, egyes szerkezeti elemek állapotromlása azonosításakor, mely állapotromlás az emiszsziót legalább 15%-kal megnövelni képes: megadott határérték átlépése, nem plauzibilis érzékelőjel beérkezésekor, katalizátoröregedés, mely a HC-emisszió növekedését FTP-menetciklusban megadott határértéke fölé emelheti, gyújtáskimaradás fellépése, mely a katalizátor károsodásához vezethet, illetve a határértéket másfélszeresen meghaladó emissziót eredményez, a tüzelőanyag-kipárolgásgátló rendszerben a megengedettnél nagyobb szivárgás (egyenértékű átmérő 0,5 1,0 mm)bekövetkezésekor, illetve a rendszerben a levegőáramlás hiányának állapotában, a motormenedzsment- vagy a hajtóműirányító-rendszer szükségfutás üzemállapotában, amennyiben a lambdaszabályozás a motorindítás után, megadott időtartamon belül nem kapcsol be, motorindítás előtti gyújtásbekapcsoláskor. A MIL minden olyan esetben ég, amikor az emisszió két egymást követő FTP 72/75 menetciklus (= amerikai menetciklus) szerinti kibocsátási határértéket kb. másfélszeresen meghalad. Gyújtásbekapcsolást követően, álló motornál a MIL lámpa ég, hogy üzeme ellenőrizhető legyen Irányítóegység diagnosztika az OBD-csatlakozón keresztül Az öndiagnosztikai adatok kiolvasása Az öndiagnosztika által tárolt adatok rendszerteszterrel értékelhetők ki. A rendszerteszter adapter-vezeték segítségével csatlakoztatható a 16-pólusú szabványosított diagnosztikai csatlakozóhoz. Lakatos István, KEFO

206 206 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Rendszerteszter csatlakoztatása a diagnosztikai csatlakozóhoz Diagnosztikai üzemmódok A kommunikáció felépítése után a teszter kijelzi a vizsgált gépjármű azonosított OBD-rendszereit ábra: Azonosított rendszerek Megjelenik a kijelzőn a rendszer megnevezése, valamint az alrendszerek SAE J2178 szabványnak megfelelő kódolása (alábbi táblázat). Azok az információk, amelyeket az irányítóegység rendelkezésre tud bocsátani a 9. üzemmódban olvashatók ki. Fontos megjegyezni, hogy nem mindegyik rendszerteszter támogatja valamennyi (eddig ismertetett) üzemmódot. A teszterek a lehetséges (működő) üzemmódokat menüként kínálják fel. Lakatos István, KEFO

207 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 207 Cím Alrendszer $00 - $17 motorirányítás $18 - $1F hajtáslánc-irányítás $20 - $27 karosszériaelektronika $28 - $2F fékrendszer/abs/asr $30 - $37 kormányzás $38 - $3F rugózás $40 - $57 vezetőrendszer $58 - $5F visszatartórendszerek $60 - $6F vezetőinformatikai rendszer $70 - $7F világítórendszer $80 - $8F szórakoztatóelektr. rendszer $90 - $97 kommunikációs rendszer $98 - $9F fűtés/klimatizálás $A0 - $BF komfortelektronikai rendszer $C0 - $C7 biztonsági rendszer $C8 - $CF bővítés $D0 - $EF gyártó specifikus $F0 - $FD diagnosztikai teszter $FE minden rendszer $FF nincs alrendszer ábra: Azonosított alrendszerek Az 1. üzemmódban kiadott adatokat PID-ek (Parameter Identifikation = paraméter azonosítás) segítségével foglalják össze. A PID-eket mindig ahhoz a rendszerhez rendelik, amelynek címét a rendszer felismerte ábra: MODE 1 Lakatos István, KEFO

208 208 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Egy mért érték megjelenítése ábra: 4 mért érték megjelenítése Az információk kijelzése szövegesen és bitek-ben kódolva is történhet: Adr.: $12 MODE:1 $03 Befecskendező rendszer státusz 1. hengersor Bitek A szabályzott üzem még nem állt be A biteket a byte-ban (8 bites egység) jobbról balra számozzák. A kijelzőn a mért értékek megjelenítése a könnyebb kezelhetőség miatt szövegesen történik. A mért értékek egyenként is megjeleníthetők de egyidejűleg maximálisan akár 4 mért érték is kijelezhető Hibakeresés Az OBDII, illetve EOBD rendszereknél a MIL-lámpa két hibatípust képes jelezni: 1. A MIL-lámpa világít, illetve villog menet közben vagy nem alszik ki a motor elindítása után: Lakatos István, KEFO

209 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 209 TEENDŐK: Ok: kipufogógáz-releváns hiba legalább egy jármű-rendszerben. Keresse meg a diagnosztikai csatlakozót a járműben! Csatlakoztassa a rendszertesztert! Kapcsolja be a gyújtást! Olvassa ki a rendszer hibatárolóját! Diagnosztikai célból vizsgáljon meg néhány mért ér-téket! Javítsa ki a hibát! Törölje a hibakódot a rendszerteszterrel! Végezzen próbautat: a MIL-lámpa nem világíthat. (Hiba esetén a MIL-lámpa nem kapcsol be azonnal. Hibától függően ehhez néhány menetciklusra van szükség.) 2. A MIL-lámpa nem világít a gyújtás ráadása után. MIL-lámpa hiba, irányítóegység hiba. A továbbiakban egy hibakeresési folyamatot mutatunk logikai sor-rendben be példaként. A CARB (ISO) OBD program kiválasztása után az alábbi ábrán látható tartalmú képernyő jelenik meg ábra: OBD-program A kommunikáció sikeres felépítése után az alábbi ábrán látható tartalom jelenik meg. Itt lehet tovább lépni az adott üzemmód kiválasztásával. Lakatos István, KEFO

210 210 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: OBD funkció kiválasztás Amennyiben a kommunikáció felépítése nem sikeres, akkor a teszter erre felhívja a figyelmet ábra: Hibás adapterkábel csatlakoztatás Ez utóbbi esetben a soros kommunikációt helyre kell állítani. A rendszerek sikeres azonosítása után a szabványnak megfelelően a rendszerek tagolása az irányítóegység-címek alapján történik ábra: Azonosított rendszerek A hibatároló a 3. üzemmódban (MODE 3) olvasható ki. Lakatos István, KEFO

211 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA ábra: Hibatároló kiolvasás A MODE 1-ben mért értékek kijelzésére van lehetőség. Ilyenkor az irányítóegység lekérdezése folyamatos, így az esetleges módosítások hatása követhető. Ebben az üzemmódban 4 mért érték figyelésére van lehetőség. Sikeres javítás után a hibakódokat töröljük. Olvasson ki és jegyezzen fel minden olyan információt, amely most nem játszott szerepet, de egy későbbi diagnosztizálás számára érdekes lehet. Amennyiben több irányítóegység van egymással összekötve, a törlési utasítás valamennyire egyaránt érvényes és végrehajtásra kerül ábra: Diagnosztikai rendszer státusz, hibatároló törlés 2.5. Readiness-kódok (vizsgálati készenlét) Az EOBD valamennyi elektronikus alkatrész megfelelő működését folyamatosan felügyeli. Ezen túlmenően teljes rendszereket is felügyel, amelyek nem állandóan aktívak. Lakatos István, KEFO

212 Foglalt, mindig 0 Átfogó komponens jelzés Üzemanyagellátó-rendszer Gyújtás hiba (kimaradás) Kipufogógáz visszavezetés Lambdaszonda fűtés Lambdaszondák Klímaberendezés Szekunderlevegő rendszer Tankszellőztető rendszer Katalizátor fűtés Katalizátor 212 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Annak érdekében, hogy a környezetvédelmi felülvizsgálat előtt biztonsággal fel lehessen ismerni, hogy az OBD-rendszer felügyelete teljes körű volt-e, ún. Readiness-kódokat alkalmaznak, amelyek az egyes rendszerek üzemkészségét jelzik vissza. A Readiness-kódok 12-jegyű bináris karaktersorozatok, ahol minden helyiértéken 0 (diagnosztika végrehajtva) vagy 1 (diagnosztika nincs végrehajtva) állhat. A motorirányító egység Readiness-kódot képez, ha valamennyi diagnosztika hiba nélkül lefutott és a MIL-lámpa nem világít, valamennyi diagnosztika lefutott, felismert hiba került a hibatárolóba és ezt a MILlámpa jelzi, a Readiness-kódot törölték, a motorirányító egységet első ízben helyezték üzembe. A Readiness-kód nem jelent kontrollt a fellépő hiba felett, csupán azt jelzi, hogy a diagnosztika végre lett-e hajtva. Amennyiben a végrehajtott diagnosztikai eljárás nem eredményez hibabejegyzést a tárolóba, a rendszerek hibamentesek. Ügyeljen arra, hogy ok nélkül ne törölje a hibatárolót, mert ezzel a Readiness-kódokat is visszaállítja, illetve törli. A Readiness-kódok helyiértékeinek jelentése: 1. Foglalt, mindig 0 Reserved, bit shall be reported as 0 2. Átfogó komponens jelzés Comprehensive component monitoring 3. Üzemanyagellátó-rendszer Fuel system monitoring 4. Gyújtás hiba (kimaradás) Misfire monitoring 5. kipufogógáz visszavezetés EGR System monitoring 6. lambdaszonda fűtés Oxygen sensor heater monitoring 7. lambdaszondák Oxygen sensor monitoring 8. klímaberendezés A/C system refr. Monitoring 9. szekunderlevegő rendszer Secondary air system monitoring 10. tankszellőztető rendszer Evaporative system monitoring 11. katalizátor fűtés Heated catalyst monitoring 12. katalizátor Catalyst monitoring Folyamatosan felügyelt rendszerek Sporadikusan felügyelt rendszerek Rendszerek Readiness-kód Nem vizsgált Vizsgált vagy nem beépített ábra: Readiness-kódok felépítése és jelentése Lakatos István, KEFO

213 2.OBD, EOBD, FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA 213 Ha adott járművön minden rendszer nincs beépítve, akkor a Readiness-kód nem használt helyein automatikusan 0 áll. A Readiness-kódok kiolvasása: A kódok kiolvasására két lehetőség létezik: rendszerteszterrel vagy OBD-teszterrel, az adott márka saját diagnosztikai eszközével (pl. VAS 5051, a VW esetén). Readiness-kódok generálása: Readiness-kódokat kizárólag a diagnosztika végrehajtása generál. Erre három lehetőség létezik: Új Európai Menetciklus végrehajtása (általában erre a görgőspadi vizsgálatra szervizkörülmények között nincs lehetőség), elegendő hosszabb ideig normál üzemben autózni (ehhez több menetre van szükség), diagnosztikai rendszer (pl. VAS 5051 segítségével egy rögzített rövidített menetciklust (Kurztrip) kell végrehajtani. Általános ciklus: 1. Hidegindítás (kb. 3 perc) szekunderlevegő rendszer vizsgálat 2. Állandó sebességű, kis terhelésű üzem (kb. 15 perc) lambdaszabályozás ellenőrzés 3. Állandó sebességű, közepes terhelésű üzem (kb. 15 perc) lambda szabályozás ellenőrzés ábra: Rövidített menetciklus (trip) (A ciklus megszakítandó, ha a motor fordulatszám nagyobb 3000 min -1 -él, ha a gázpedál helyzet gyakran változik, vagy ha a gépkocsi sebessége 100 km/h fölé nő.) A gyártók részletes ciklus leírással segítik a szervizek tevékenységét: a Ford például 14 lépcsős ciklust ír elő. A ciklus végrehajtását (megtörtént) pedig a fedélzeti diagnosztikai rendszer Readiness információja jelzi. A Readiness kódok esetében nagyon fontos, hogy a végrehajtottságról adnak információt: azaz azt mutatják, hogy az adott ellenőrzést a rendszer elvégezte. Eredménye közvetve a hibakódoknál található, ugyanis, ha egyetlen végrehajtott esetben sincs hiba, akkor az értékelés megfelelt ECU szoftverfrissítés (Pass Thru funkció) A modern autók javítása során nem ritkán szembesülünk azzal, hogy bizonyos elektronikus rendszerek hibáinak megszüntetéséhez vagy csak gyári előírás miatt ECU szoftverfrissítést kell alkalmaznunk. EU előírások előírják az autógyártóknak, hogy az Euro 5 norma szerint - Lakatos István, KEFO

214 214 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ezen normának megfelelő járművekhez a karbantartási és javítási információkat szabadon hozzáférhetővé tegyék. Az előírás továbbá kimondja, hogy a többmárkás diagnosztikai készülékek gyártóinak meg kell kapniuk a diagnosztikához és a hibakereséshez szükséges alapadatokat. Ez a rendelkezés vonatkozik az irányítóegységek újraprogramozásával (Flash), illetve a részegységek illesztésével (inicializálás) is. Az irányítóegység szoftverfrissítési lehetőségének széles körű elérhetőségét is az USA SAE előírásainak köszönhetjük. A dolgok eredetét a környezetvédelemben és az OBD-nél kell keresnünk. Logikus lépés, hogy ha a gyártó módosítja az autó irányítóegységében a környezetvédelmi rendszerirányító fedélzeti programokat, akkor ez is legyen általánosan elérhető. A SAE J2534 szabvány ("Recommended Practice for Pass-Thru Vehicle Programming") ennek a megvalósítását írja le. Ezt vette át Európa. A J2534-ben leírt rendszer nem csak a környezetvédelmi szoftverfrissítés lehetőségét adja meg, hanem ennél jóval bővebb kört tesz lehetővé. A Pass Thru (magyar fordításban kb. áthozatal ) segítségével a járműgyártói adatok átvihetőek egy adott járműre úgy, hogy azok aztán lehetővé tegyék egy elektronikus rendszer szoftverfrissítését. Ehhez a műhelynek internet csatlakozásra van szüksége (ideálisan szélessávúra), egy számítógépre, valamint egy Pass Thru, ill. Euro 5 támogatott interfészre. Bizonyos többmárkás eszközgyártók modelljei, pl. a Bosch KTS diagnosztikai teszter sorozata már hosszabb ideje megfelel az Euro-5 előírásoknak. Más gyártók olyan készülékei, melyek ezt a tulajdonságot még nem nyújtják részben utólag bővíthetőek, vagy hozzájuk később kiegészítők vásárolhatóak. A folyamat végrehajtása meglehetősen egyszerű. be kell jelentkezni a megfelelő internet honlapra, (pl. Ford), majd regisztrálnunk kell. Kapunk egy belépési kódot, amellyel egy szoftvert, ismertetésével együtt a műhely számítógépére installálhatunk. Ezzel a programmal, illetve a számítógép és a vizsgált jármű közé kapcsolt Pass Thru eszközzel aztán a gyártótól származó adatok a mindenkori irányítóegységre áttölthetőek. Lakatos István, KEFO

215 3. Járműdiagnosztikai szakértői rendszerek A korszerű járművek összetett működése és az egymásba kapcsolt mechatronikai rendszerek alkalmazása nagyon komplex és bonyolult rendszereket eredményez. A hibás működés megállapítására egyre inkább mesterséges intelligenciájú rendszereket használnak, hogy a diagnosztikai folyamatokat a legmagasabb szintekig automatizálhassák. Az informatikai és mérnöki alapokon álló eredményeket a javító műhelyek diagnosztikai tevékenységéből eredő empirikus eredményekkel állítják szembe. Az automatizált diagnosztikai rendszerek korlátai ha a hibát a vizsgált rendszeren kívüli befolyásoló tényező okozza olyan hibák jelentkeznek amelyek a diagnosztikai rendszer számára ismeretlenek olyan döntés hozandó a hiba megállapítás során amely a vizsgált szerkezettel nem kapcsolatos a hiba a rendszer teljes működésének megváltozását eredményezi a hiba véletlenszerű fellépése nem teszi a hibát reprodukálhatóvá A diagnosztikai rendszereket a javító műhelyek hasznos információ forrásnak tartják, amelyek a szakembereket támogatják A tudás bázisú diagnosztika A tudás bázisú diagnosztikánál a vizsgálatkor a szakképzett munkaerőt a diagnosztikai rendszerek szakértői rendszere vezeti vagy a rendszer információk segítségével automatikusan állapítja meg a hibát. A hiba megállapításához szükséges információkat az irányítóegységek memóriájából nyerik. A vezérlés számítógéppel támogatott informatikai döntési rendszerek alapján történik. A modell alapú diagnosztika alapjában véve szintén a tudás bázisú rendszerekhez tartozik, de a jármű, mint komplex rendszer működését matematikailag modellezi. A modell szimulációs és a valós működés közötti eltérés a hiba okára enged következtetni anélkül, hogy ehhez külön programra lenne szükség. Az automatikus diagnosztika történhet a járműben vagy önálló diagnosztikai rendszerként. Az intelligens diagnosztikai rendszerek elvét a következő ábra jól szemlélteti. Hiba jelek: Hiba okok Vizsgálati terv: Probléma megoldás: észlelhető megállapítása: az egyes komponensek vizs- hiba konkretizálása döntéshozatal hibák hiba források hiba kijelzése beszűkítése gálata hiba javítása számított eltérés vizsgálati ábra: Intelligens terv diagnosztikai rendszerek elve egy vagy több generálása 3.2. A diagnosztikai eszközök megváltozása A szerviz iparban használt diagnosztikai eszközök a szoftverek használatától függően és a diagnosztika automatizáltságának fokától függően sorolhatóak be. Jelen pillanatban a fejlődés a teljes automatizáltság és a mindent átfogni kívánó adatbázis kialakítása felé irányul: Klasszikus diagnosztikai rendszerek, SAE J 1979 ISO I DIS A tudás alapú diagnosztika elnevezés olyan szakértői rendszereket takar, amelyeket a gyártó bocsát rendelkezésre. A legtöbb jelenleg használt rendszer ebbe a kategóriába sorolható. Jelenleg a döntéshozatal számítógéppel támogatott és a vizsgálati terv elkészítésének illetve az egyes az egyes alkatrészek vizsgálatának alapján történik. Ezeket a rendszereket fokozato- Lakatos István, KEFO

216 216 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA san a modell alapú járműdiagnosztikai rendszerek váltják fel. A BMW és a Volkswagen jelenleg a SIDIS rendszereket használja. A modell bázisú diagnosztika szimulációs technológiákat használ (pl. Matlab Simulink), amelyeket a fejlesztés már régóta alkalmaz. Ezeket a matematikai programokat a diagnosztika is egyre inkább alkalmazza az intelligens rendszerek kiépítéséhez. Ilyen modell bázisú rendszerek többek között a WMBD, India, IDD. Ezeket az elmúlt 10 évben fejlesztették és próbálták ki, azonban a programok jelentős része még fejlesztés alatt áll Távdiagnosztika A Peugeot és a Volkswagen 2005-ben már dolgozott egy távdiagnosztikai rendszer megvalósításán. Az egymással versenyben álló rendszerek, a fent leírt tudás és modell alapú rendszerek természetesen választástól függetlenül képezhetik egy távdiagnosztikai rendszer alapját. A költségek és felhasználók szempontjából a tudás alapú és a pragmatikus kevert rendszerek előnyben vannak. A jövőben áttörő sikere annak a rendszernek lehet, amely a költségeket és a hasznosságot illetően képes a legoptimálisabb pontot megtalálni. 1. A konstrukcióra vonatkozó információk beszerzése 2. Működés, méréstechnika 3. Alkatrészek helyzetei 4. Szerviz információ 5. Hiba keresés 6. Ellenőrző kódok 7. Javítási kézikönyv beszerzése 8. Beállító tag 9. Mérési adatok kiolvasása 10. Vizsgálati tervek lekérése 11. Hiba megállapítása 12. Intervallum mutató visszaállítása 13. Hiba olvasása és törlése 3.2. ábra: A számítógéppel támogatott diagnosztikai rendszerek hasznossága 3.4. Predikción alapuló diagnosztika szakértői rendszerrel A predikción (a már megismert és bizonyított törvényszerűségekből levonható következtetéseken alapuló előrejelzés) alapuló diagnosztika a valós idejű diagnosztikai rendszerekben használatos egyik legjobb megközelítés, amely felhasználja a diagnosztizálandó üzem dinamikus, kvalitatív és/vagy kvantitatív rendszer modelljét. A nagyméretű és bonyolult rendszerek esetében a diagnosztikához rendelkezésre álló információk különböző forrásokból (például az üzemben működő folyamatfelügyelő számítógépes rendszer által mért adatok, operátori megfigyelések, tervezési alapadatok, szakértői értékelések stb.) származnak. Ezért szükséges egy intelligens diagnosztikai eszköz, amely képes: együtt kezelni a heurisztikus (új igazságok módszeres fölfedezése, amelynek során egyértelmű algoritmusok helyett korábban megszerzett tapasztalatok felhasználásával jutunk el az eredményhez) és az elméleti ismereteket, szisztematikus eljárásokat (következtetéseket) használ heurisztikus szabályokkal ötvözve, Lakatos István, KEFO

217 3.JÁRMŰDIAGNOSZTIKAI SZAKÉRTŐI RENDSZEREK 217 következtet többszörös hiba hipotézisek esetén, tanácsot ad megelőző beavatkozási stratégiákra. Ezen igények figyelembe vételével a predikción alapuló diagnosztikai rendszert célszerű olyan szakértői rendszerrel megvalósítani, amely képes kezelni a modell-alapú on-line hiba detektálást, hiba-diagnosztikát és meghibásodás megelőzést még igen nagyméretű folyamatrendszerek esetében is Szakértői rendszerek A hetvenes évek elején fejlesztették ki az ismeretalapú technológiát, amelynek felhasználásával a kutatók az általános problémamegoldó programok helyett speciális szakismeretet igénylő feladatokat elvégző rendszereket dolgoztak ki. Az ismeretalapú rendszerek közül elsőként a szakértői rendszerek terjedtek el szélesebb körben Ismeretalapú technológia Az ismeretalapú rendszerek (knowledge-based system) a hagyományos szoftverektől eltérő programszerkezettel rendelkeznek, a problématerületet leíró ismeretek a rendszer többi részétől elkülönítve, az ún. ismeretbázisban (tudásbázisban, knowledge base ) tárolják. Ekkor a feladat megoldása következtetési módszerek segítségével történik, felhasználva a tudásbázisból kiválasztott ismeretdarabokat. Az ismeretalapú rendszerek közül azokat, amelyek szakértői ismeretek felhasználásával egy szűk problémakörhöz kapcsolódnak, szakértői rendszereknek (expert system, ES) nevezzük. A szakértői rendszertől elvárjuk, hogy egy valódi szakértőhöz hasonlóan javaslatokat adjon, javaslatait indokolja, a felhasználó kérdéseit megválaszolja ( egyenrangú beszélgető partner ), a kérdéseket megmagyarázza, bizonytalan szituációban elfogadható javaslatot adjon. A szakértői rendszereket olyan területen alkalmazzák, ahol kellő mélységű szakértelemre van szükség. Az ismeretalapú rendszerek fejlesztői felismerték, hogy az elkészült rendszereket könnyen fel lehet használni ugyanolyan struktúrájú tudásbázissal rendelkező más, további rendszerek fejlesztésére. Így az alkalmazások fejlesztése mellett az ismeretalapú keretrendszerek, shellek fejlesztése is hangsúlyt kapott. A keretrendszerek üres tudásbázissal rendelkező héjak, amelyek erőteljes tudásbázis fejlesztő alrendszerek és tárgyterülettől független szolgáltatásokat nyújtanak szakértői rendszer létrehozásához és működtetéséhez Az ismeretalapú rendszerek struktúrája Az ismeretalapú rendszereknek három fő komponense van, amelyet az alábbi ábra szemléltet: ismeret-/tudásbázis, következtető gép, eset-specifikus adatbázis (munkamemória, MM). Lakatos István, KEFO

218 218 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 3.3. ábra: Ismeretalapú rendszerek felépítése Az ismeretalapú rendszerekkel kapcsolatos alapfogalmak: Ismeret-/tudásbázis (TB): A tudásbázis az adott problématerületre vonatkozó specifikus ismeretek (tények, objektumok, kapcsolatok, heurisztikus ismeretek) szimbolikus leírását tartalmazza valamilyen tudásreprezentációs módszer szerint rendezve. Következtető gép: A következtető gép az adott ismeretreprezentációs módot kiszolgáló, egy vagy több megoldáskereső stratégiát megvalósító program, kiegészítve egyéb funkciókkal. Eset-specifikus adatbázis (munkamemória, MM) Az eset specifikus adatbázis az adott megoldandó feladat specifikus információit tartalmazza: külvilágból érkező információkat, adatokat; valamint a rész- és végső következtetések során kapott ismereteket. A három fő komponensen kívüli további elemek: Magyarázó alrendszer A magyarázó alrendszer a feladat megoldása közben a felhasználói kérdéseket megmagyarázza, indokolja a rendszer javaslatát. Tudásbázis kezelő/fejlesztő alrendszer A tudásbázis kezelő/fejlesztő alrendszer feladata a TB építése, tesztelése, módosítása. Tartalmaz TB fejlesztő, tudásszerzést támogató szolgáltatásokat. Felhasználói felület A felhasználói felület lehetőséget biztosít az ember-gép természetes nyelvű párbeszédhez, konzultációhoz. Ezen keresztül jutnak el a felhasználóhoz a magyarázatot adó és egyéb szolgáltatások is. Fejlesztői felület A fejlesztői felületen keresztül a tudásmérnök eléri a TB fejlesztő, tudásszerzést támogató alrendszer szolgáltatásait. Speciális felületek A speciális felületek a következtetőgép által vezérelt, adatbázis és egyéb kapcsolatokat (pl. adat-lekérés, külső eljárás meghívása, mért adatok fogadása, szabályozók adatokkal való ellátása) biztosítják. Lakatos István, KEFO

219 3.JÁRMŰDIAGNOSZTIKAI SZAKÉRTŐI RENDSZEREK 219 Felhasználó A felhasználó váltott kezdeményezésű párbeszédeket folytat a rendszerrel, tanácsadó partnerként konzultál. A felhasználó a rendszer által adott magyarázatokat figyelembe véve felelősségteljesen dönt. Tudásmérnök A tudásmérnök az adott tárgyköri tudás megszerzésében, annak megfelelő formalizálásában és a rendszerépítésben jártas szakember Következtetési technikák Az ismeretalapú rendszerekben elterjedt a szabályalapú reprezentáció és következtetés alkalmazása. A rendelkezésre álló ismeretek tények és szabályok formájában fogalmazhatók meg. A tények speciális ismereteket fejeznek ki egy tématerület egyedeiről vagy azok részhalmazairól. A szabályok általános összefüggéseket írnak le if - then (ha, akkor) formában. Minden feladat egy célállítás bizonyítását vagy elérését tűzi ki célként. A következtetés eszköze a szabályalkalmazás, más néven a szabályillesztés. Egy tényből és egy szabályból újabb tényre következtethetünk. A szabályalkalmazás irányának megfelelően kétféle következtetési mód van: - előrefelé haladó (adatvezérelt) következtetés (előre láncolás), - visszafelé haladó (célvezérelt) következtetés (visszafelé láncolás). Az előrefelé haladó következtetés a tényekből kiindulva szabály illesztések láncolatán keresztül egy cél elérése felé halad. Egy adott rendszerállapotban a szabályok feltétel részének az aktuális tényekhez való illesztésével határozhatók meg az alkalmazható szabályok. Minden egyes lépésben csak egy szabály hajtható végre, ezért konfliktus helyzet állhat elő, ha több alkalmazható szabály áll rendelkezésre. A konfliktusok valamilyen konfliktusfeloldó stratégia (pl. szabályokhoz prioritás rendelése) alkalmazásával kezelhetők. A kiválasztott szabály alkalmazása a szabály következmény részének végrehajtásával történik. Amennyiben nincs alkalmazható szabály és nem értük el a célállapotot, akkor bizonyos esetekben van lehetőség egy korábbi állapotba való visszalépésre és még nem próbált szabályok alkalmazására. Előrefelé haladó következtetésnél a visszalépés elég nehéz, mert ehhez meg kell őrizni az aktuális állapotokat, ennek következtében nem is igazán szokták alkalmazni. A visszafelé haladó következtetés a célállításból indulva a tények irányába halad. Egy feltételezett állapotból kiindulva a szabályok alkalmazásával a céllálítás igazolása részcélok igazolására vezethető vissza. Egy adott lépésben a szabályok következmény részének a célhoz/részcélokhoz való illesztésével előállíthatók az alkalmazható szabályok, visszavezetve a cél/részcél bizonyítását a szabály feltételi részét alkotó tények (mint újabb részcélok) igazolására. A konfliktushelyzetek kezelése visszafelé haladó következtetés esetén leggyakrabban az elsőként megpróbált szabály alkalmazásával történik. A következtetés akkor sikeres, ha minden részcél igazolásra került. Sikertelen próbálkozás esetén itt is lehetőség van visszalépés alkalmazásával más, még nem próbált lehetőségek vizsgálatára. A szabályalapú következtetési technikákat alkalmazó rendszerek esetén a vezérlési stratégia iránya szerint megkülönböztetjünk a célvezérelt szabályalapú rendszereket és az adatvezérelt szabályalapú rendszereket. A diagnosztikai rendszerek általában megfigyelések (mint okozatok) halmaza fölötti következtetést végeznek, megoldásként egy vagy több lehetséges javaslatot (okot, okokat) kidolgozva. A lehetséges okok halmaza adott, amelyből a diagnosztika során a szakértő egy vagy több lehetséges okot választ ki és megpróbálja azt vagy azokat a megszerzett ismeretek alapján igazolni. A problémamegoldás iránya ebben az esetben célvezérelt, ezért hatékonyan alkalmazhatók a célvezérelt szabályalapú rendszerek Valós idejű szakértői rendszerek A valós idejű szakértői rendszerek on-line tudásbázisú rendszerek, amelyek ötvözik az analitikus folyamatmodelleket a hagyományos folyamatirányítással és a heurisztikákkal, azért, Lakatos István, KEFO

220 220 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA hogy feldolgozzák és értelmezzék az érzékelőkből származó adatokat, miközben következtetnek a múltból, és a jelenből kiértékelik a vizsgált rendszer jövőbeli viselkedésének alakulását, valamint megtervezik a megfelelő beavatkozásokat. A diagnosztikai rendszerek rendeltetésüknek megfelelően az adott technológia működésében fellépő hibák gyors azonosítására, illetve adott határok között hatásaik közömbösítésére/áthidalására képesek. Ennek hátterében nagyon sokféle információ feldolgozási feladat valós idejű, illetve előírt válaszidő mellett történő számítógépes megoldása áll. Nyilvánvalóan kulcskérdés ilyenkor a rendelkezésre álló számítási kapacitás, de a rendszer tényleges működését nagyban befolyásolja az is, hogy az információ feldolgozás precedencia viszonyai beleértve az időzítési és adatelérési viszonyokat is milyen feldolgozási sebességet tesznek lehetővé. Bármilyen előrelátó módon is tervezzük az ilyen alkalmazói rendszereket, szinte elkerülhetetlen, hogy éppen kritikus működési fázisokban fel ne lépjen súlyos adat- és/vagy időhiány, ami a diagnosztikai rendszer működési zavarát eredményezheti A predikción alapuló diagnosztikai szakértői rendszer A nagyméretű, bonyolult folyamatrendszerekhez alkalmazható többléptékű predikción alapuló diagnosztikai rendszer megvalósításához szakértői rendszer fejlesztő eszközök használhatók A keretrendszer szerkezete A fejlesztő környezetben megvalósított diagnosztikai szakértői rendszer fő elemei és a szoftver struktúrája az alábbi ábrán látható. A bemeneti mért adatokat vagy közvetlenül a valós rendszer, vagy ha ez nem áll rendelkezésre, akkor egy részletes dinamikus modell szimulációja szolgáltatja ábra: A szakértői rendszer alapú diagnosztikai rendszer struktúrája A többléptékű predikciós diagnosztikai szakértői rendszer fő elemei A rendszer tudásbázisa (TB) Egy többléptékű diagnosztikai rendszer megvalósításához az alábbi specifikus tudáselemek szükségesek: szimptómák, gyökér okok és megelőző beavatkozások, dinamikus részmodellek, amelyek alkalmasak predikcióra. A fenti tudáselemek közötti kapcsolatok szabályokkal írhatók le. A tudásbázis elemei hierarchiába szervezhetők a folyamatrendszer egy többléptékű modelljének szintjei mentén a köztük lévő kapcsolatok alapján. Ezt az alábbi ábrán szemléltetett hierarchiába szerveződést felhasználva a későbbiekben fókuszálni tudunk a megfelelő hierarchiaszintre. A szimptómák, a gyökér okok és a megelőző beavatkozások a köztük lévő logikai Lakatos István, KEFO

221 3.JÁRMŰDIAGNOSZTIKAI SZAKÉRTŐI RENDSZEREK 221 kapcsolatokkal együtt a diagnosztizálandó rendszer HAZOP eredménytábláiból állíthatók elő. A tudásbázis ezen részét a szakértők által meghatározott heurisztikus működési tapasztalatok alkotják. A legegyszerűbb módja egy HAZOP tábla szabályok formájában való reprezentálásának, ha a HAZOP táblát rész-táblákra tördeljük és mindegyiket egy (kulcsszó, eltérés) rendezett párral azonosítjuk. Ezek a párok adják a szimptómákat ábra: A tudásbázis struktúrája Szabálybázis A szakértői rendszer alapú diagnosztika elsődlegesen a szabály alapú módszerekre épül. A szabályok egy előfeltételből (események) és egy következmény részből épülnek fel. A tudásbázis, amely tartalmazza a szimptómákat, a hibákat és a megelőző beavatkozásokat, a HAZOP analízis eredményéből származik és a következő if - then típusú szabályokat tartalmazza: Diagnosztikai szabályok Megelőző beavatkozás szabályok Nagy méretű összetett rendszerek esetén a szabálybázis a többléptékű folyamatmodell által hierarchikusan modularizálható. Ezáltal a következtetés gyorsítható, ha a megfelelő modellt fókuszálással hatékonyan meg tudjuk találni. A következtető gép Ez a szakértői rendszer fő része, amely előre- és hátrafelé haladó következtetésekhez használható. A valós és a teszt rendszer Ahol a valós rendszer nem áll rendelkezésre teszteléshez vagy a szakértői rendszer fejlesztésének még korai fázisában van szükség mért adatokra, ott gyakran egy beágyazott teszt rendszer környezetet alkalmaznak a valós idejű adatok generálásához Predikciós diagnosztikai szakértői rendszer működése A predikciós diagnosztikai szakértői rendszerben a modell alapú hiba detektálás, a diagnosztika és a veszteség megelőzés lépései egy ciklusba szerveződnek, amelynek fő lépései a következők: Mérések begyűjtése és szimptóma detektálás (Performing measurements and symptom detection). A vizsgált rendszerből érkező mért jeleket és a köztük lévő kapcsolatokat felhasználva a lehetséges szimptómákat mintaillesztéssel meghatározza. Fókuszálás és elsődleges hiba detektálás (Focusing and primary fault detection) A detektált szimptómákhoz kapcsolódó releváns hierarchia szint és/vagy részmodell (a dinamikus modell, amely struktúrált szabályokkal kiegészített) megtalálásához a fókuszálást alkalmazza a modell Lakatos István, KEFO

222 222 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA és a szabályok hierarchiájának felhasználásával. Fókuszálás után a lehetséges okokat határozza meg modell alapú visszafelé haladó következtetéssel, amely során figyelembe veszi, ha egy egyszerű okhoz összetett szimptóma, vagy ha egy egyszerű szimptómához több ok tartozik, s ezeken kívül a lehetséges okokhoz tartozó lehetséges megelőző beavatkozásokat is meghatározza. Minden (ok, megelőző beavatkozás) rendezett párt, amelyet meghatározott a megfigyelt szimptómákkal kapcsolatban, egy lehetséges (ok, megelőző beavatkozás) párok által alkotott hipotézis listába gyűjt össze. Hiba izolálás (Fault isolation ) Összehasonlítva a mért adatokat az előző diagnosztikai időlépésben kapott predikált változóértékekkel, a téves/hamis (ok, megelőző beavatkozás) rendezett párokat eltávolítja a lehetséges párok által alkotott hipotézis listából. Veszteségmegelőzés (Loss prevention ) Minden alkalmazható (ok, megelőző beavatkozás) rendezett párra egy what-if típusú következtetéssel összetett predikciót hajt végre és egy megelőző beavatkozást javasol, amely a rendszert visszaviszi a normális működési tartományba. vissza az 1. lépéshez. A fenti ciklikus folyamat minden egyes diagnosztikai időlépésben egyszer hajtódik végre Mérések begyűjtése és szimptóma detektálás Egy diagnosztikai szakértői rendszerben a mérések begyűjtése standard interfészek segítségével történik, amelyek meghatározzák a szimptómák kapcsolataiban megjelenő mért mennyiségeket és értékeiket. A szimptómák az egyszerű környezetfüggő értékhatár ellenőrzéstől a rendszer megfelelő dinamikus válaszát biztosító, meghatározott mechanizmusok jelenlétének vagy hiányának ellenőrzéséig, széles skálán mozognak. Fókuszálás és elsődleges hiba detektálás Egy szimptóma detektálása után a lehetséges okok és az esetlegesen szükséges beavatkozások a tudásbázisban tárolt diagnosztikai- és megelőző beavatkozások szabályokon végrehajtott szabály láncolással határozhatók meg. Ekkor szükséges fókuszálni arra a részrendszerre, ahol a lehetséges okok bekövetkezhettek. A fókuszálást a meghatározott szimptómák irányítják, amelyek a hibához kapcsolódó megfelelő modell szinthez és részmodellhez kötődnek. Néha a szimptómák nem egyértelműen definiálják a lehetséges okokat, így a szükséges beavatkozások bizonytalanok, nem mindig egyértelműek. Ebben az esetben vagy összetett szimptómák keletkeztek vagy több lehetséges okot talált a diagnosztikai rendszer, s ekkor az azonosított (ok, megelőző beavatkozás) rendezett párokból egy hipotézis listát hoz létre. Hiba izolálás és veszteség megelőzés Az azonosított lehetséges okok bizonytalansága miatt a diagnosztikai rendszer a hipotézis listán található minden egyes meghatározott megelőző beavatkozást felhasznál azért, hogy meghatározza a hatásaikat még mielőtt egy konkrét beavatkozást kiválaszt. A rendszer az azonosított lehetséges megelőző beavatkozásokat felajánlja, mint tanácsot az operátornak egy rendezett lista formájában. Ebben alkalmazzuk a szimptómákhoz rendelt súlyossági faktort (severity factor) és azok következményeit a beavatkozások valószínűségével úgy, mint további kézi ellenőrzés szükségessége vagy automatikus futtatás a lehetőségek rendezésére. További kutatás szükséges a megfelelő és biztonságos döntési eljárások megalkotásához, hogy a diagnosztikai rendszer automatikusan tudjon választani a lehetséges megelőző beavatkozások listájából. Lakatos István, KEFO

223 3.JÁRMŰDIAGNOSZTIKAI SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Predikció A Hiba izolálás lépésben a lehetséges megelőző beavatkozások kipróbálása dinamikus szimulációval megvalósított predikció segítségével történik. A predikcióhoz szükséges a diagnosztizálandó folyamatrendszert reprezentáló modell, amely általában koncentrált paraméterű (nemlineáris) folytonos idejű állapottér modell formájában adott. A rendszer dinamikus viselkedésének analíziséhez a teljes vagy az egyszerűsített rendszermodellt használom fel. A hiba izoláláshoz szükséges predikciós adatokat a megelőző beavatkozási hipotézisek dinamikus szimulációjával állítja elő. Lakatos István, KEFO

224 4. Lengéscsillapító diagnosztika A lengéscsillapító diagnosztika a közlekedésbiztonsági diagnosztika egyik legfontosabb eleme: A lengéscsillapítók a járművekben kettős szerepet töltenek be. Ezek az alábbiak: a lengéskényelem a rugózott tömeg (m 2 ) lengései tartoznak ide a talperő stabilitás a rugózatlan tömeg (m 1 ) lengései tartoznak ide biztosítása. A lengéscsillapítóknak természetesen mindkét fenti célnak meg kell felelniük, de a közlekedésbiztonság szempontjából a második esettel foglalkozunk ábra: A gépjármű egy felfüggesztésének lengéstani modellje A legkellemetlenebb lengéseket az önfrekvenciával megegyező gyakorisággal ismétlődő erőhatások váltják ki: ez a rezonancia állapot. A rugózott tömeg önfrekvenciája 1 1,7 Hz, a rugózatlan tömegé pedig Hz. A diagnosztikában használatos lengéscsillapító vizsgálati eljárások alapelve közös: mindegyik rezonancia állapotot vált ki és ennek során méri a lengéscsillapító állapotával kapcsolatos jellemzőt. A műszaki gyakorlatban az alábbi három eljárás terjedt el beépített állapotban történő lengéscsillapító vizsgálatra: lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével (KONI) lengéscsillapító vizsgálat a kerék lengetésével (BOGE) dinamikus talperő-ingadozás mérés (EUSAMA) 4.1. Lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével A fenti három módszer közül az első esetében billenőlap vagy szétnyíló szerkezet segítségével 100 mm magasságból leejtjük a járművet, ezzel a rugózott tömeget gerjesztjük. Eközben a jármű karosszériájához rögzített írószerkezet kirajzolja a lengésképet. A lengéscsillapító álla- Lakatos István, KEFO

225 4.LENGÉSCSILLAPÍTÓ DIAGNOSZTIKA 225 potára az amplitúdó és a frekvencia csökkenéséből és a megtett lengések számából következtethetünk ábra: Lengéscsillapító vizsgálat a gépjármű ejtésével Ezzel a módszerrel csupán a karosszéria hozható rezonancia állapotba (mintegy 1,5 Hz), ezért közlekedésbiztonsági diagnosztikára nem alkalmas Lengéscsillapító vizsgálat a kerék lengetésével Az ún. BOGE módszer a vizsgált kerék rezonancia-frekvencia feletti értékkel történő gerjesztése segítségével méri a keréktámasz (kerék) lengéskitéréseit. A vizsgálat alapja a következő: A relatív csillapítási tényező egyértelmű függvénykapcsolatban áll a gerjesztett lengés nagyítási tényezőjével. Definíció szerint ugyanis: a relatív csillapítási tényező: a lengéscsillapító csillapítási tényezője (lengéscsillapító-minősítő pa- Ahol: k Ns/m raméter) c N/m m kg D 2 1 c k m (1.) rugóállandó tömeg Relatív csillapítási tényező és a nagyítási tényező összefüggése: 1 1 D (2.) Ahol: A q a nagyítási tényező A a rendszer lengési amplitúdója önfrekvencián történő gerjesztéskor q a gerjesztő amplitúdó Lakatos István, KEFO

226 226 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Az (1.) és a (2.) képlet alapján egyértelmű, hogy a nagyítási tényező illetve mivel a gerjesztő amplitúdó a vizsgálópad által adott állandó, a legnagyobb lengési amplitúdó (rezonancia állapot) mérésével a lengéscsillapító minősíthető ábra: BOGE-típusú lengéscsillapító-vizsgáló próbapad (1. hajtómotor, 2. nyomórugó, 3. regisztráló tárcsa, 4. keréktámasz, A kerék, B rugó, C lengéscsillapító, D tengely, E felépítmény) Az ábrán látható pad működése a következő: A hajtómotor (1.) excenteren és a (2.) rugón keresztül lengésbe hozza a keréktámaszt (4) és ezzel együtt a jármű rugózatlan tömegét (kerék és felfüggesztés). A gerjesztő frekvencia 14,7 Hz. A motor kikapcsolása után a hajtás fordulatszáma és vele együtt a gerjesztő frekvencia is fokozatosan csökken, és közben áthalad a rezonancia frekvencia értéken is. A kifutás ideje alatt az írószerkezet polár-koordinátásan felrajzolja a (3.) regisztráló papírra a keréktámasz lengési amplitúdóit. A mért jellemző a rezonancia helyhez tartozó maximális keréktámasz amplitúdó ábra: BOGE-regisztrátum Lakatos István, KEFO

227 4.LENGÉSCSILLAPÍTÓ DIAGNOSZTIKA 227 A diagramírást időrelé vezérli. Alapelv, hogy egy körlapra több mérés is ráférjen. A különböző kerékterhelésekhez a rugó fölé beépített csavarorsó elforgatásával lehet alkalmazkodni. Így elérhető, hogy a diagramot mindig a papír középvonala köré rajzolja fel a pad. Kiértékeléskor a maximális lengéskitérés amplitúdó-nagyságát kell megmérni mm-ben és összevetni az adott típusra megadott határértékkel. Határérték feletti lengéskitérés esetén a lengéscsillapító műszaki állapota nem megfelelő. A vizsgálat hátrányai: Az ábrából kitűnik, hogy a jármű rugózatlan tömegének vizsgálatát olyan lengőrendszerben vizsgáljuk, amelyhez a (4.) keréktámasz és a (2.) rugó is kapcsolódik. Az így elhangolt rendszer rezonanciafrekvenciája megváltozik: 5 9 Hz-re csökken. Ez viszont egyben azt is jelenti, hogy nem a valós közlekedésbiztonsági tartományban mérünk. A mérés kiértékelése típusfüggő. Sőt ezt még árnyalja az a tény is, hogy adott gépkocsiba nem biztos, hogy a gyári lengéscsillapító van beépítve. Emiatt a kiértékelés adott esetekben problémás lehet Dinamikus talperő-ingadozás mérés (EUSAMA) Mivel az EUSAMA vizsgálati eljárás tekinthető elterjedtebbnek, ezt ismertetjük a legrészletesebben. A mérésre befolyást gyakorló tényezők és a mérési technológia adott elemei azonban értelemszerűen a BOGE módszerre is érvényesek. Az EUSAMA eljárás a talperő (a keréktalppont és az útfelület, illetve keréktámasz között ébredő) változása alapján minősíti a lengéscsillapítót. Ennek műszaki alapja az alábbi egyszerű megfontolással magyarázható: Tökéletesen sík útfelülten a tapadási erő állandó: F G (3.) Ahol: a tapadási tényező G a kerékterhelés A valóságban azonban tökéletesen sima útburkolat nem létezik, emiatt a kerékterhelés (és vele együtt a tapadási erő is) folyamatosan változik a kerékfelfüggesztés rugalmas és csillapítással rendelkező elemei által befolyásoltan. A legrosszabb tapadási feltételek rezonancia állapotban jelentkeznek. Ez a tény az alábbi egyszerű összefüggéssel írható le: F A G (4.) Ahol: A talperő viszony (általában százalékban adják meg) Definíció szerint: Fmin A% 100 % (5.) G stat Ahol: F min a rezonancia állapotban fellépő minimális talperő értéke (mekkorára csökken a nyugalmi érték) G stat a statikus talperő értéke (nyugalmi kerékterhelés) A talperő változását a vizsgálat során az idő függvényében az alábbi ábra mutatja. Lakatos István, KEFO

228 228 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 4.5. ábra: A talperő változása az idő függvényében az EUSAMA vizsgálat során Az A% értékre az alábbi tényezők gyakorolnak befolyást: a járműkonstrukció, a lengéscsillapító típusa és állapota, a gumiabroncs típusa és állapota, a kerékterhelés. A fenti lista viszont egyben azt is jelenti, hogy ha az egyéb befolyásoló tényezőket a vizsgálat peremfeltételeinek megfelelő megválasztásával kiszűrjük, akkor ez az elv használható lengéscsillapító minősítésre. A vizsgálat a későbbiekben ismertetésre kerülő előnyei miatt egyre általánosabban alkalmazott a műszaki gyakorlatban. Ezt támasztja alá a rendeleti háttér is: A 14/1999. (IV. 28.) számú rendelettel módosított 5/1990. (IV. 12.) számú KöHÉM rendelet értelemében a talperő ingadozást mérő (úgynevezett EUSAMA rendszerű) lengéscsillapító vizsgáló próbapaddal végzett hatásosság vizsgálat meghatározott határidővel a műszaki vizsgáztatás során kötelezővé vált. Az amplitúdó érzékelő (például BOGE rendszerű) lengéscsillapító vizsgáló próbapad január 1. napjáig átmenetileg még alkalmazható, azzal a feltétellel, hogy rendelkezésre állnak a vizsgálandó járműtípusokra vonatkozó határértékek és a berendezést Január 1. napja előtt telepítették. A kiértékelés fő előnye a típusfüggetlenség. EUSAMA ajánlás szerint a vizsgálat az alábbi skála szerint értékelhető: % nagyon jó % jó % gyenge % elégtelen 1 20 % veszélyes 0 % nincs érintkezés a talajjal Lakatos István, KEFO

229 4.LENGÉSCSILLAPÍTÓ DIAGNOSZTIKA 229 Egyes berendezések a kiértékeléshez az ún. B% jellemzőt használják. Ez az mutatja meg, hogy mennyivel csökken a statikus talperő értéke rezonancia állapotban. A két mérési jellemző egymás kiegészítő értéke: A%+B%=100 (6.) Ha 0 % - ot mérünk akkor a kerék a talajtól való elszakadás határhelyzetében van. A kerékterhelés ilyenkor 0 és 2 G stat között változik. EUSAMA ajánlás szerint két azonos tengelyen lévő kerék mért értékeinek különbsége nem lehet nagyobb % - nál A mérés eredményét befolyásoló tényezők: A) A járműkonstrukció Feltételezhetnénk, hogy egy nagyobb tömegű gépjármű nagyobb tapadási erőt eredményez, de meg kell különböztetnünk a rugózott és a rugózatlan tömeget. A rugózott (M) és a rugózatlan (m) tömeg aránya befolyásolja a dinamikus talperő viszonyának (A%) értékét, mégpedig úgy, hogy minél nagyobb a rugózott tömeg arány, annál kedvezőbbek a tapadási viszonyok. Az alábbi ábra mutatja A% értékét a rugózott és rugózatlan tömeg arányában. A diagram arra is felhívja a figyelmet, hogy a vizsgálat során a rugózott tömeg megváltoztatása (utasok, csomag illetve súly a csomagtartóban) jelentősen meghamisíthatja a vizsgálat végeredményét. Ilyenkor a lengéscsillapítót jobbnak ítélhetjük, mint azt a valós állapot indokolná ábra: A rugózott (M) és rugózatlan (m) tömeg arányának hatása az A% értékre B) A gumiabroncsok Az útegyenetlenségek csillapításában a gumiabroncs saját rugalmassága és a benne levő levegő összenyomhatósága is szerepet játszik. A gumiabroncs nyomása jelentősen befolyásolja a dinamikus talperőviszony értékét. Az abroncsnyomás növelésével csökken a tapadást, nevezetesen 0,5 bar abroncsnyomás változás mintegy 10%-os tapadási erő változást eredményez. Látszólag előnyös lehetne az abroncsnyomás csökkentése, de 0,5 baronként megközelítőleg 100 kilogrammal csökken a gumiabroncs teherbíró képessége, emellett a gumiabroncs élettartama is csökken (0,5 bar abroncsnyomás csökkenés esetén mintegy 40%-kal). Az egzakt és reprodukálható mérési eredmény érdekében a mérést mindig az előírt abroncsnyomás beállítása után kell elvégezni. Lakatos István, KEFO

230 230 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA C) Járműterhelés és terhelés eloszlás A gépjármű terhelés eloszlása is nagymértékben befolyásolja a mérés eredményét, mivel az üres gépjármű talperő viszonyához képest az utasokkal terhelt gépjármű esetén, talperő viszony növekedést tapasztalunk (erre már a rugózott és rugózatlan tömeg aránya esetén utaltunk). A mért eredményre gyakorolt hatást az alábbi ábra szemlélteti 0 4 utas esetére. Az alább ábra is alátámasztja tehát azt a tényt, hogy a vizsgálatot előírt terhelési viszonyok mellett kell elvégezni ábra: A terheléseloszlás hatása a lengéscsillapító vizsgálat eredményére D) A hőmérséklet A hőmérséklet jelentős hatást gyakorol az olaj-viszkozitásra, s így a lengéscsillapító csillapítási tényezőjére is. (Ha pl. az olaj hőmérséklete 15 o C-ról +60 o C-ra növekszik, akkor a csillapítási tényező akár 30%-kal is csökkenhet ábra: A mérések számának hatása a lengéscsillapító vizsgálat végeredményére A mérést tehát mindig üzemmeleg lengéscsillapítókkal kell végezni. Az alábbi ábra arra mutat példát, hogy az egymást követően végrehajtott mérési ciklusok hogyan befolyásolják a mérés végeredményét. A lengéscsillapítók bemelegedése után (az ábra esetén az 5. ciklus) már nem változik a mért érték EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgáló próbapad felépítése Az EUSAMA-rendszerű vizsgálópadoknál a keréktámaszt 25 Hz-es gerjesztő frekvenciával és 6 mm-es lökettel rázza meg a motorral hajtott excenteres vagy ékes rendszerű mechanizmus. Lakatos István, KEFO

231 4.LENGÉSCSILLAPÍTÓ DIAGNOSZTIKA 231 Az így keltett lengések közben a keréktámasz alá beépített erőmérő cella méri a talperő pillanatnyi értékét, azaz a mindenkori talperővel arányos jeleket küld a számítógépnek, amely az adatokat kiértékeli és táblázatosan vagy diagram formájában megjeleníti ábra: EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgáló pad A mérés az excenter tengely hajtásának kikapcsolása után kezdődik, amikor a beépített lendkeréknek köszönhetően a motor fordulatszáma egyenletesen csökken a megállásig. Eközben a lengések frekvenciája egyre csökken és áthalad a rezonancia állapoton EUSAMA-rendszerű lengéscsillapító vizsgálat A vizsgálat menete: A vizsgálat előtt ellenőrizzük a mérési eredményt befolyásoló tényezőket (járműterhelés, gumiabroncsnyomás) A gépjármű első tengelyével a lengéscsillapító ellenőrző próbapad vizsgáló lapjaira állunk úgy, hogy a gumiabroncs talppontja sehol ne érintkezzen a mérőlapot körülhatároló kerettel. Rögzítjük a gépjárművet az üzemi fékkel, majd óvatosan felengedjük a fékpedált, ekkor a gépjármű sík padlózaton áll, így elméletileg nem gördülhet el eredeti pozíciójából. (Ha a gépjármű mégis elmozdulna a vizsgáló lapon, akkor rögzítjük a kézifék, vagy a sebességváltó első fokozatának segítségével annak függvényében, hogy melyik tengely áll a vizsgáló lapon, mivel a vizsgáló lapon álló kerekeket tilos befékezni.) Bekapcsoljuk a lengéscsillapító berendezést, ekkor a számítógép egy rövid időre elindítja a motorokat, rövid 2 3 másodperces lapmozgatással megrázza a gépjármű futómű felfüggesztését, ezáltal a mozgó súrlódó alkatrész kapcsolatokban minimálisra csökken a belső erők nagysága. Az állandósult gerjesztő szakasz talperő középértéke a statikus talperő: G stat A megszüntetett gerjesztés után a lecsengő lengés a rezonancia állapoton áthalad. Az ekkor lecsökkent talperő legkisebb értéke lesz a minimális talperő: F min. A mérési regisztrátum egy példája az alábbi ábrán látható. Lakatos István, KEFO

232 232 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Mérési regisztrátum Lakatos István, KEFO

233 5. Kerékkiegyensúlyozás A kiegyensúlyozatlan kerék fogalma: Kiegyensúlyozatlannak nevezzük azt a járműkereket, illetve a vele együtt forgó szerkezeti elemeket, amelyek tömegeloszlása aszimmetrikus, így a forgás közben fellépő centrifugális erők következtében a kerék, annak csapágyazása és a felfüggesztés gerjesztő erőhatást kap. A kiegyensúlyozatlanságot a kerék forgástengelyre vonatkoztatott egyenetlen tömegeloszlása okozza. Ez létrejöhet a kereket alkotó építőelemek (kerékagy, fékdob vagy féktárcsa, keréktárcsa, kerékpánt, tömlő, gumiabroncs és nyomásjeladó) bármelyike okozta egyenetlen tömegeloszlásából vagy a kerék felfogásának excentricitásából. A keréken működő gerjesztő erőhatás, a jármű üzemét tekintve az alábbi káros következményekkel jár: a dinamikus talperő-ingadozás miatt a gépkocsi oldalszélre, csúszós útra érzékenyen reagál, romlik a lengéscsillapítása és biztonságos fékezhetősége, az ABS funkció leértékelődik, a kormányzott kerekek támolygó mozgása a gépkocsi úttartását, kerék-útfelület kapcsolatát ideális út-és időjárási viszonyok között is nagymértékben lerontja, a kiegyensúlyozatlanság által érintett alkatrészek (tengelycsonk, féltengely, kerékcsapágy, keréktárcsa, kerékcsavar, trapézkarok és azok csuklópontjai, alváz, kormányszerkezet és a rögzítési helyek) hamarabb kifáradnak, ill. idő előtt eltörhetnek, növekszik a gumiabroncsok, a kerékcsapágyak, a gömbcsuklók, a lengéscsillapítók és egyéb egymáshoz képest elmozdulásra képes szerkezeti elemek kopása, a rezgésből származó zaj és rázás fárasztják a vezetőt és az utasokat A kerék kiegyensúlyozatlanságának oka lehet: A gumi anyagának nem egyenletes eloszlása (gyártási hibák) A keréktárcsa anyagának nem egyenletes eloszlása (gyártási hiba) Keréktárcsa deformációja (üzemi hatások) Keréktárcsáról leesik a kiegyensúlyozó tömeg (Pl. járdázás -üzemeltetési hiba) A kiegyensúlyozatlanság lehet: Statikus, kvázi Statikus, Nyomaték, Dinamikus Statikus kiegyensúlyozatlanság Elsősorban a gumiabroncs gyártási hibájából adódik. A keletkezett tömegtöbblet vagy hiány a gumiabroncs súlypontját PÁRHUZA- MOSAN eltolja a tengely középvonalától. Forgás közben a tömegtöbblettől, kerületi sebességtől és a tömeg forgástengelytől való távolságától, függő centrifugális erő jön létre. Hatása: A kerék pattogva forogna, ha önmagában elgurítanánk. A kerékagyra felszerelt kerék a centrifugális erő miatt radiális irányú elmozdulásra kényszeríti a futómű részeit és a kereket. A tapadás a pattogás miatt nem egyenletes és csökken a keréken átvihető vonóerő is. Lakatos István, KEFO

234 234 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 5.1. ábra: statikus kiegyensúlyozatlanság 5.1. Statikus kiegyensúlyozatlanság megszüntetése A kiegyensúlyozás során célunk a kerék egyenetlen tömegeloszlásának mérése és ellentömeg (keréksúly) felhelyezésével annak megszüntetése. A kiegyensúlyozatlan m 1 tömeggel ellentétes oldalra két darab azonos nagyságú m 2 tömeg felszerelése a keréktárcsára a 5.2. ábrának megfelelően (Ahol m 1 = 2 m 1 ) ábra: Statikus kiegyensúlyozatlanság megszüntetése 5.2. Kvázi statikus kiegyensúlyozatlanság Kvázi statikus kiegyensúlyozatlansági állapotban van a kerék, ha súlyponti tehetetlenségi főtengelye és a forgástengely metszi egymást, de nem a súlypontban. Ilyen állapotot tudunk létrehozni, ha egyébként kiegyensúlyozott forgórészre m 1 tömegeket helyezünk el a tömegközépponthoz képest, aszimmetrikusan a forgástengelytől α 1 és α 2 távolságra. Ez a fajta kiegyensúlyozatlanság látszólag statikus, így forgatás nélkül is észlelhető. A centrifugális erők eredője ilyenkor is egyetlen, a forgástengelyre merőleges erő, amely azonban nem megy át a súlyponton. Kiegyensúlyozása az előzőhöz hasonlóan Lakatos István, KEFO

235 5.KERÉKKIEGYENSÚLYOZÁS 235 szintén egyetlen erővel történik, melyet vagy egy darab vagy esetenként a két peremre egymással szemben elhelyezett két darab ellensúllyal valósítunk meg ábra: Kvázi statikus kiegyensúlyozatlanság 5.3. Nyomaték-kiegyensúlyozatlanság Nyomaték-kiegyensúlyozatlanságról akkor beszélünk, ha a kerék súlyponti tehetetlenségi főtengelye és a forgástengely a súlypontban metszi egymást. A centrifugális erők eredője ilyenkor erőpár (5.4. ábra, a). Ilyen állapotot tudunk létrehozni, ha egyébként kiegyensúlyozott forgórészre m 1 tömegeket helyezünk el a tömegközépponthoz képest szimmetrikusan a forgástengelytől forgástengelytől α 1 = α 2 távolságra (5.4. ábra, b). Ezt a fajta kiegyensúlyozatlanságot csak forgás közben észleljük. Megszüntetése egy ugyanabban a síkban fekvő, de ellentétes értelmű nyomatékkal rendelkező erőpárral történik, melyet a két peremre átlósan szembe elhelyezett két darab azonos nagyságú ellensúllyal hozunk létre ábra: Nyomaték kiegyensúlyozatlanság Lakatos István, KEFO

236 236 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 5.4. Dinamikus kiegyensúlyozatlanság A kerék súlyponti tehetetlenségi főtengelye és a forgástengely kitérők. A kerék kiegyensúlyozatlanságát két különbözősíkban fekvő eredő centrifugális erő hozza létre (5.5. ábra, a). Ilyen állapotot tudunk létrehozni, ha egyébként kiegyensúlyozott forgórészre α 1 tömegeket helyezünk el a tömegközépponthoz képest aszimmetrikusan a forgástengelytől α 1 és α 2, távolságra úgy, hogy az azokat összekötő egyenesnek a forgástengellyel ne legyen metszéspontja (5.5. ábra, b). Mivel két nem egy síkban levő és nem egyenlő nagyságú erő felfogható, mint általános helyzetű erő és erő-pár eredője, a dinamikus kiegyensúlyozatlanság lényegében a statikus (vagy a kvázi statikus) és a nyomaték kiegyensúlyozatlanság együttes előfordulása esetén keletkezik. Kompenzálása a két centrifugális erőnek megfelelően a kerék két oldalára helyezett minimálisan két darab ellensúly segítségével valósítható meg. A forgó tömegtöbblet nem a középső forgássíkba esik. A keletkezett tömegtöbblet a középső forgássíktól valótávolság miatt nyomatékként hat a forgókerékre. Ez a nyomaték a kereket igyekszik kitéríteni a forgássíkjából ábra: Dinamikus kiegyensúlyozatlanság Lakatos István, KEFO

237 5.KERÉKKIEGYENSÚLYOZÁS ábra: Dinamikus kiegyensúlyozatlanság hatása a járműre A kerék, a rezonancia frekvencián erősen rázza a kormányt és a futómű alkatrészeit nagy igénybevétel A kerék kopása megnő a rázkódásból eredő csúszás miatt A jármű úttartása bizonytalan, az oldalvezető erő rázkódás miatti változása miatt. Csak dinamikus kiegyensúlyozó berendezéssel határozhatjuk meg a kiegyensúlyozáshoz szükséges tömegeket és helyeit Kerékkiegyensúlyozás A kerékkiegyensúlyozás kétféleképpen valósítható meg: Az egyik módszerrel a kereket leszerelik, majd az erre alkalmas kiegyensúlyozó gépen - forgatás közben - a kerékre hatószabad centrifugális erőt mérik és ezt súlyok felrakásával kiegyenlítik. A másik módszerrel a kerekeket leszerelés nélkül, a futóművön megforgatva egyensúlyozzák ki. Mindkét módszernek vannak előnyei és hátrányai. A leszerelt kerekek kiegyensúlyozásának előnyei: a mérés és a kiegyensúlyozás nagy pontossággal végezhető el és a készülék jelzi a szükséges ellensúly pontos értékét a művelet helyigénye kicsi A leszerelt kerekek kiegyensúlyozásának hátrányai: a kerékagy és a fékdob (féktárcsa) kiegyensúlyozatlanságát nem lehet mérni a kerekek le-és felszerelése miatt a tájolási hibák zavarhatják a munka sikerét (milyen helyzetben kerül vissza a kerék az agyra) diagnosztikai vizsgálatra nem alkalmas, mivel még az ellenőrzéshez is le kell szerelni a kereket A felszerelt kerekek kiegyensúlyozásának előnyei: megtakarítható a kerék le-és felszerelése lehetőséget ad a gyors diagnosztikai ellenőrzésre alkalmas a komplett forgótömeg kiegyensúlyozására tájolási hibák nem zavarják a mérést (a kerék nincs leszerelve és nem áll fenn a veszély, hogy más helyzetben kerül vissza az agyra) Lakatos István, KEFO

238 238 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A felszerelt kerekek kiegyensúlyozásának hátrányai: csak a kiegyensúlyozatlanság mértékéről ad tájékoztatást (az ellensúly nagyságáról közelítőleg) használatához nagyobb gyakorlat szükséges A kerékkiegyensúlyozási eljárások elve 5.7. ábra: Felszerelt kerék kiegyensúlyozása A kiegyensúlyozatlanság mérése mindig úgy történik, hogy a vizsgálandó kereket valamely lengésre képes rendszerhez erősítjük (ez lehet a tényleges kerék felfüggesztési rendszer is), majd a szabad erők, ill. nyomatékok hatására lengésbe jött rendszer valamely lengési jellemzője (pl. amplitúdó, sebesség, gyorsulás) alapján következtetünk a gerjesztő hatás, vagyis a kiegyensúlyozatlanság nagyságára és szöghelyzetére ábra: Kerékkiegyensúlyozási elvek A gyakorlatban három elv szerint végeznek kiegyensúlyozást: az önfrekvenciánál sokkal nagyobb frekvencián történő kiegyensúlyozás (aláhangolási tartomány), az önfrekvenciánál sokkal kisebb frekvencián történő kiegyensúlyozás (föléhangolási tartomány), az önfrekvencia környezetében történő kiegyensúlyozás Lakatos István, KEFO

239 5.KERÉKKIEGYENSÚLYOZÁS Az önfrekvenciánál sokkal nagyobb frekvencián működő, stabil kiegyensúlyozó gépek Az önfrekvenciánál sokkal nagyobb gerjesztő frekvencia megvalósítását úgy segítjük elő, hogy a kiegyensúlyozandó kereket alacsony önfrekvenciájú lengőrendszerhez kapcsoljuk. Lágy rugót és kis csillapítást alkalmazunk ábra: Az önfrekvenciánál sokkal nagyobb frekvencián működő, stabil kiegyensúlyozó gép - A lengési amplitúdó tehát független lesz a gerjesztő frekvenciától, egyenesen arányos lesz a kiegyensúlyozatlansággal és fordítottan arányos a kerék M tömegével. Ez kedvezőtlen, mert a kerék méretét a kiértékeléskor figyelembe kell venni. - A lágy csapágyazású kiegyensúlyozók az ellensúly helyét csak akkor jelzik kellő pontossággal, ha a mérés frekvenciája legalább 3x nagyobb a gép kerékkel együtt értelmezett önfrekvenciájánál. A kereket fel kell pörgetni, amit dörzshajtással vagy közvetlen ékszíjhajtással valósítanak meg. - Fontos, hogy a kerék úgy legyen a tengelyre rögzítve, hogy a külső csapágy a kerékpánt belső peremének síkjába essen. A kerék, a tengely és a rugók egy kis önfrekvenciájú, és jelentéktelen csillapítású lengő rendszert alkotnak. - A kiegyensúlyozatlanság meghatározása a tengely elmozdulásának (kitérésének) érzékelésén keresztül történik Az önfrekvencia alatt működő, stabil kiegyensúlyozó gépek ábra: Kerékkiegyensúlyozó gép Lakatos István, KEFO

240 240 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA - Az önfrekvencia alatt dolgozó 0,25 0,4 x ω 0 merev csapágyazású kiegyensúlyozó gépek felépítése és működése eltér az előzőektől. - A kereket itt egy mereven csapágyazott, gyakorlatilag nagy önfrekvenciájú tengelyhez rögzítjük. - A kiegyensúlyozatlanság mérése ebben az esetben erőmérésre vezethető vissza, mely független a kerék tömegétől, ill. tehetetlenségi nyomatékától, tehát a mérést nem kell korrigálni a kerék tömegével. - A merev tengelyű kiegyensúlyozó gépeknél tehát a kiegyensúlyozatlanságból származó, a kerék körülfordulása során periodikusan változó csapágyerőket mérjük egy adott síkban. - A csapágyerő által keltett villamos jel és a tengelyelfordulás szögét meghatározó jel együttesen ad módot a kiegyensúlyozatlanság szöghelyzetének, az erőmaximuma pedig az ellensúly nagyságának egyidejű meghatározására, egyetlen forgatás, azaz a gép egyszeri indítása során. - A gyakorlatban ezt a megoldást alkalmazzák gyakrabban az alacsony fordulatszám és kevesebb indítás (energiafelhasználás) miatt. Példa a kiegyensúlyozás végrehajtására (A mérés általános menete) Előkészítés: A felszerelt abroncs nyomását beállítjuk, Felszereljük a berendezés megfelelő helyére, Eltávolítjuk a régi keréksúlyokat, Ellenőrizzük nincs-e más, a mérést befolyásoló szennyeződés (rászáradt sár) a keréktárcsán, vagy esetleg a futófelületbe szorult kődarab. Hibameghatározás: A kerék alap - kiegyensúlyozását megmérjük a berendezéssel első, közelítő mérés, A berendezés által jelzett helyre (helyekre) felszereljük a megfelelő keréksúlyokat és jól rögzítjük azokat, Ellenőrző mérés, Ha szükséges további keréksúlyokat szerelünk fel a jelzett helyre, Végső, ellenőrző mérés. A kiegyensúlyozatlanságnak a megadott határon belül kell lennie. Követelmények: Tökéletesen kiegyensúlyozott forgórészek nincsenek Az egyes gépalkatrészek maradó kiegyensúlyozatlanságát az ISO 1940-es szabvány határozza meg A szabvány a gépalkatrészeket kerületi sebességük alapján osztályokba sorolja A gépjárművek kerekei a G40-es osztályba tartoznak Lakatos István, KEFO

241 5.KERÉKKIEGYENSÚLYOZÁS 241 Kerékkiegyensúlyozás ábrákon: ábra: Ellensúlyok ábra: A kiegyensúlyozó gép tengelye ábra: Beissbarth típusú kerékkiegyensúlyozó gép Lakatos István, KEFO

242 242 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Kerékkiegyensúlyozó gép kijelzője ábra: Előkészítő műveletek a kiegyensúlyozás megkezdése előtt Lakatos István, KEFO

243 6. Futómű diagnosztika 6.1. Futóműbeállítási jellemzők A futómű diagnosztika a kerék- és futómű-beállítási paraméterek méréstechnikája, amelyhez elsőként a mérési viszonyítási rendszert kell definiálni: A futómű-beállító készülékek a futómű geometriai jellemzői közül számosat a gravitációs erőtér irányához (a gravitáció-vektor által kijelölt függőleges irány) viszonyítanak. Emiatt előfeltétel, hogy a mérés során a jármű vízszintes síkon álljon. A többi futómű jellemző mérése pedig valamilyen a járműre jellemző jellegzetes tengelyhez viszonyítva történik ábra: A jármű vonatkoztatási tengelyei (1 kerék középsík, 2 kerék-talppont, 3 tényleges menettengely, 4 jármű szimmetria-tengely) Ez utóbbi kifejtéséhez további definíciók szükségesek: A legegyszerűbb lehetőség ebből a szempontból a jármű szimmetria tengelye, amely már kétfejes mérőműszerek esetében is alkalmazható (Hiba! A hivatkozási forrás nem található.). Ez azonban az első tengely paramétereinek mérésekor nem ad megfelelően pontos eredményt. A jármű ugyanis a hátsó kerekek középsíkjainak szögfelezője által meghatározott irányba halad. Ezt az irányt nevezik tényleges menettengelynek (Hiba! A hivatkozási forrás nem található.). Menet közben ugyanis a jármű kormányzott kerekei ennek megfelelően állnak be egyenes-menetben. Célszerű tehát, ha az első kerekek beállítási paramétereit a tényleges menettengelynek megfelelően mérjük meg. A négy mérőfejes műszerek erre alkalmasak, hiszen a hátsó két mérőfej által meghatározott tényleges menettengely képezi az első kerekek mérésének alapját A kerékbeállítási paraméterek A kerékbeállítási paraméterek alapvetően befolyásolják a jármű egyenes- és ívmeneti tulajdonságait, a tapadási viszonyokat és a gumiabroncsok kopását. A kerékbeállítási és kormányzási paraméterek az alábbiak: tengelytávolság, nyomtáv, kerékösszetartás, kerékdőlés, Lakatos István, KEFO

244 244 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA csapterpesztés, utánfutás, kanyarodási szögeltérés, maximális alákormányzási szög. Tengelytávolság: A tengelytávolság az első tengely és a hátsó tengely középvonala között mért távolságot jelenti (6.2. ábra). Többtengelyes járművek esetén az egyes tengelytávolságokat elölről hátrafelé adják meg. Nagyobb tengelytávolság esetén nagyobb hasznos teret lehet kialakítani a járműben és jobb a menetkomfort is. A jármű ilyenkor kevésbé érzékeny a bólintó lengésekre. Kis tengelytávolság esetén viszont könnyebben vehetők be a szűk kanyarok ábra: Tengelytávolság Nyomtáv: A nyomtáv az azonos tengelyen levő kerekek talpfelület középpontjainak távolsága (6.3. ábra) ábra Nyomtáv Ikerkerekek esetében az ikerkerék-középpontok közötti távolságot értjük rajta. A nyomtáv nagysága jelentős hatással van a jármű ívmeneti tulajdonságaira. A nagyobb nyomtáv nagyobb ívmeneti sebességet tesz lehetővé. A kereszt- és ferde-lengőkaros független kerékfelfüggesztések esetében ki- és berugózáskor nyomtáv-változás lép fel. Ez növeli a gördülési ellenállást és az abroncskopást. Ilyen esetekben romlanak a jármű egyenes-meneti tulajdonságai is. Kerékösszetartás: A kerékösszetartás a kétoldali keréksíkok kerékpánt átmérőnyi hosszon vett távolságváltozásának nagysága a vízszintes síkban. A definíció szerinti mértékegysége mm. Amennyiben azonban a jármű vonatkoztatási tengelyéhez (szimmetriatengely, tényleges menettengely) viszonyítva mérjük, fok szögperc dimenzióban kapjuk meg értékét. Végül, ha a kerékpánt Lakatos István, KEFO

245 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 245 átmérőnél nagyobb hosszra vonatkoztatjuk (pl. a tengelytávra), akkor mértékegysége mm/m. A kerékösszetartás pozitív, ha a kerékpántok távolsága a menetirány szerint elől kisebb, mint hátul. Az egyedi kerékösszetartás az egyik oldali kerék vonatkoztatási tengellyel bezárt szögét jelenti. Négyfejes műszer esetén a vonatkoztatási tengely a hátsó tengelynél a jármű szimmetriatengelye, míg az első tengelynél a tényleges menettengely (6.4. ábra) ábra: Kerékösszetartás (1 tényleges menettengely, 2 jármű szimmetriatengely) Amennyiben egy adott jármű hátsó tengelyének kerekeinél az egyedi összetartás értékek nem azonosak, akkor az első tengely kerekei által meghatározott szög szögfelezőjének a tényleges menettengellyel párhuzamosnak kell lennie: azaz az azonos egyedi kerékösszetartás értékeket a tényleges menettengelyhez kell beállítani (6.4. ábra). (Ilyenkor a jármű enyhén oldalazva halad és a kormánykerék nem áll középhelyzetben.) Egyenesmeneti helyzet: A kormányzott kerekek egyenesmeneti helyzetén azt értjük, ha az első kerekek egyedi kerékösszetartása megegyezik (6.5. ábra) ábra: Egyenesmeneti kerékállás Menettengely szög: A menettengely szög (6.6. ábra) a tényleges menettengely és a jármű szimmetriatengelye által bezárt szög. Értéke pozitív, ha a tényleges menettengely előre és balra mutat. A jármű a tényleges menettengely által meghatározott irányban halad egyenesen. Lakatos István, KEFO

246 246 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 6.6. ábra: Menettengely szög A tényleges menettengely helyzetét az alábbi paraméterek határozzák meg: a hátsó kerekek kerékösszetartása, a hátsó tengely ferdeállása, a hátsó tengely oldalirányú eltolódása. Kerékdőlés A kerékdőlés a kerék síkja és a jármű menetirányára merőleges sík metszésvonalának a függőlegessel bezárt szöge (6.7. ábra) ábra: Kerékdőlés Értéke pozitív, ha a kerék a függőlegeshez képest kifelé és negatív, ha befelé dől. A dőlést fokban mérjük az alábbi peremfeltételek mellett: hátsó kerekek dőlése: egyenesmeneti helyzetben, első kerekek dőlése: kormánykerék középhelyzetben. Lakatos István, KEFO

247 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 247 A kerékdőlés nem megfelelő értéke az alábbi hibákat okozhatja: túlságosan nagy negatív kerékdőlés: nagy sebességnél jobb oldalvezetés, de egyben növekvő tengelyterhelés és túlhevülő a gumiabroncs, túlságosan kis mértékű kerékdőlés (pozitív): rosszabb oldalvezetés, nagyobb mértékű abroncskopás. Csapterpesztés A csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetirányra merőleges síkon (6.8. ábra). Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felső vége a függőlegestől befelé dől ábra: Csapterpesztés A csapterpesztés értéke alákormányzáskor megnő, ami visszatérítő erőt eredményez. A csapterpesztés nem megfelelő értékéből eredő hibajelenségek: a csapterpesztés értéke túlságosan nagy: nagy kormányzási erő-szükséglet, a csapterpesztés értéke túlságosan kicsi: rossz kormány-visszatérítő hatás, gumiabroncs élettartam csökkenés, eltérő kétoldali csapterpesztés: az autó elhúz. Utánfutás (csaphátradőlés): A csapterpesztés a tengelycsonk-csap középvonala (valóságos vagy képzetes) és a függőleges által bezárt szög vetülete a menetiránnyal párhuzamos függőleges síkon (6.9. ábra) ábra: Utánfutás Lakatos István, KEFO

248 248 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Értéke pozitív, ha a tengelycsonk-csap felső vége a függőlegestől hátrafelé dől. Az utánfutás nem megfelelő értékéből eredő hibajelenségek: az utánfutás értéke túlságosan nagy (pozitív): nagy kormányzási erő-szükséglet, az utánfutás értéke túlságosan kicsi (negatív): rossz kormány-visszatérítő hatás, gumiabroncs élettartam csökkenés, eltérő kétoldali utánfutás: az autó elhúz. A csapterpesztés és az utánfutás értéke csupán közvetetten, balra-jobbra 20 o -kal (illetve egyes esetekben 10 o -kal) történő alákormányzás során mérhető meg. Ennek részletes indoklása A közvetetten mérhető szögek meghatározásának elve című fejezetben található. Kormánylegördülési sugár: A kormánylegördülési sugár (R o jelölés, ábra) a gumiabroncs felfekvési talpfelületének középpontja és a meghosszabbított kormányzási tengely útfelülettel alkotott metszéspontja közötti távolság ábra: Kormánylegördülési sugár A kormánylegördülési sugár nem megfelelő értékéből eredő hibajelenségek: Pozitív kormánylegördülési sugár: stabil egyenes menetet biztosít, de ellenkormányzáskor egyenlőtlen fékhatást okoz, Negatív kormánylegördülési sugár: egyenlőtlen fékhatás esetén automatikusan ellenirányú kormányelfordulást okoz, a vezetőnek tehát erősen kell tartania a kormánykereket, Nulla értékű kormánylegördülési sugár: fékezésnél történő oldalra húzáskor vagy defekt esetén megakadályozza a zavaró erők átvitelét a kormánykerékre és ezzel a nagy kormányzási erő-igényt. Kanyarodási szögeltérés: A kanyarodási szögeltérés a kétoldali kormányzott kerekek talpfelületének elfordulási szögkülönbsége az egyik (általában a belső) kerék 20 o -os bekormányzása esetén (6.11. ábra). Szükségessége a külső és belső íven haladó kerekek fordulási sugár-eltéréséből adódik. A kormányzási szögeltérés mérése a kormánytrapéz megfelelő működéséről ad felvilágosítást (6.12. ábra). Lakatos István, KEFO

249 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Kanyarodási szögeltérés ábra: Kormánytrapéz (1 nyomtávrúd, 2 nyomtávrúd, 3 tengelycsonk) A kanyarodási szögeltérés nem megfelelő értéke esetén megnő az abroncskopás és ívmenetben a jármű kitörhet a kanyarból. Maximális alákományzási szög A maximális alákormányzási szög a kerék középsík és a jármű szimmetriatengelye által bezárt szöget jelenti, bal- illetve jobboldali teljes alákormányzás esetén (6.13. ábra). Lakatos István, KEFO

250 250 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Maximális alákormányzási szög Amennyiben a két irányban mérhető értéke nem egyezik meg, különböző fordulási körátmérővel kell számolnunk jobbra, illetve balra. Egyesített szög Az egyesített szög a kerékdőlés és a csapterpesztés előjelhelyes összege (6.14. ábra). Az egyesített szög tulajdonképpen természetes szög, mert két szára a konstrukció által kijelölt irány: a kormányzási tengely (függőcsap-tengely vagy két támasztópont közötti egyenes) és a keréksík egy átmérőjének iránya ábra: Egyesített szög (a egyesített szög, b kerékdőlés, c csapterpesztés) A csapterpesztés és a kerékdőlés szögei az egyesített szög megosztásából származnak. A megosztást a gravitáció iránya (függőleges) határozza meg. Ebből következően akkor és csak akkor kapunk helyes csapterpesztés és kerékdőlés értéket, ha az autó vízszintes síkon áll. Ha az autó ferdén áll, akkor a műszer helytelenül osztja ketté az egyesített szöget, annak értékét azonban a ferde állás nem befolyásolja. Lakatos István, KEFO

251 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 251 Az egyesített szög értéke elvileg nem változhat (kivéve például a deformációt), de elfordulhat. Erre jó példa, hogy ha a McPherson felfüggesztés felső bekötési pontja mozdult el. Erre az alábbi mért adatsor utalhat: kerékdőlés 1. eset 2. eset nagyobb, mint a névleges kisebb, mint a névleges csapterpesztés kisebb, mint a névleges nagyobb, mint a névleges egyesített szög jó értékű jó értékű ábra Tehát az egyesített szög értéke akkor változhat meg, ha deformálódnak azok a szerkezeti elemek, amelyek a szög két szárának irányát határozzák meg (pl. a felfüggesztő karok meggörbülnek). Az alábbi táblázat a deformációra utaló mérési eredmény variációkat tekinti át (a táblázat alsó 5 sora szerkezeti elem deformációra utal). csapterpesztés kerékdőlés egyesített szög kisebb nagyobb OK nagyobb kisebb OK OK kisebb kisebb OK nagyobb nagyobb kisebb nagyobb nagyobb kisebb nagyobb kisebb kisebb kisebb kisebb ábra: Deformációra utaló mérési eredmények Ezek a hibák az elhúzódott pontok kihúzatásával (karosszériajavítás) vagy beépített segédelemekkel korrigálhatók Tengelyhelyzet hibák A tengelyhelyzet hibák gyűjtőkategóriába a rendellenes első és hátsó tengelyhelyzeteket soroljuk. Tengely ferdeállási szög A tengely ferdeállási szög az azonos tengelyen lévő keréktalppontokat összekötő egyenes és a tényleges menettengelyre merőleges egyenes által bezárt szög. A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerék tolódott el előbbre. Lakatos István, KEFO

252 252 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Tengely ferdeállási szög (1 tényleges menettengely) A szög mind első, mind hátsó tengely esetén értelmezhető. Keréktáveltérés A keréktáveltérés az első kerekek és a hátsó kerekek talppontjait összekötő egyenesek által bezárt szög. A szög értéke pozitív, ha a jobboldali kerekek távolsága nagyobb, mint a baloldali kerekeké ábra: Keréktáveltérés Oldalankénti kerékeltolódás Az oldalankénti kerékeltolódás a tényleges menettengely és a jobb- illetve a bal-oldali kerekek talppontjait összekötő egyenes által bezárt szög. Lakatos István, KEFO

253 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Oldalankénti kerékeltolódás Értéke pozitív, ha a hátsó kerék az első kerékhez képest kifelé tolódott el. Nyomtávkülönbség A nyomtávkülönbség a baloldali kerekek talppontjait és a jobboldali kerekek talppontjait öszszekötő egyenesek által bezárt szög. Értéke pozitív, ha a hátsó nyomtáv nagyobb, mint az első. Tengelyeltolódás ábra: Nyomtávkülönbség A tengelyeltolódás a nyomtávkülönbség szögének szögfelezője és a tényleges menettengely által bezárt szög. Értéke pozitív, ha a hátsó tengely jobbra tolódott el. A kimért tengely-helyzet hibák a karosszériajavítás előtt fontos információkkal szolgálhatnak. Ezek a rendellenességek ugyanis általában mechanikai sérülésekre vezethetők vissza. Lakatos István, KEFO

254 254 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 6.2. Futómű méréstechnika ábra: Tengelyeltolódás A mérőműszerek mérőrendszereit az alábbiak szerint csoportosíthatjuk: mechanikus, optikai, optikai-mechanikus kombináció, elektronikus-mechanikus kombináció, tisztán elektronikus. Az mindegyik esetre vonatkozóan érvényes, hogy a függőleges vonatkoztatási irányt ingával vagy libellával képes betájolni a műszer. A tisztán mechanikus eszközök nyomtávmérő rudak (kerékösszetartás mérés), illetve mechanikus ingák, állítható libellák lehetnek. Ezek azonban ma már elavultak, azonban a teljesség kedvéért még megemlítjük őket ábra: Nyomtávmérő rúd kerékdőlés-mérővel (HPA) Lakatos István, KEFO

255 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Táblaingás-vetítős dőlésmérő (Pko-2) ábra: Libellás dőlésmérő ábra: Libellás csapterpesztés és utánfutás mérő (Dunlop) A mérési elv ezeknél a műszereknél nagyon egyszerű: az ingás vál-tozat egyszerűen beáll a gravitációvektor irányába és skálán mutatja a mért értéket. A libellás változatokat pedig ún. értékelő csavarral kell vízszintes helyzetbe hozni, majd az értékelő csavar szögskáláját leolvasva megmérni a dőlés-jellegű paramétereket (kerékdőlés, csapterpesztés, utánfutás). A mechanikus optikai kombinációra a ábra mutat példát. Lakatos István, KEFO

256 256 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: HPA UNI-LUX optikai mérőműszer (7 tüköringa, 6 fényforrás, 9 skála) Az ábrán a kerékdőlés, csapterpesztés és utánfutás meghatározására szolgáló tüköringás mérőfej látható, melynek fénysugara a 9 kijelzőn mutat rá a mért értékre. (Az ingás elv tehát itt is felfedezhető, csupán ebben az esetben optikai kiegészítéssel kombinálták. Itt ugyanis a tüköringáról visszavert fénysugár iránya változik a mérőfej dőlési helyzetétől függően.) A mérőfej 90 o -kal elfordítható annak érdekében, hogy az egymásra merőleges szögvetületek is mérhetőek legyenek (csapterpesztés, utánfutás). Az első és a hátsó kerekek összetartása ebben az esetben hossz- és keresztirányú vetítőkkel (erre a célra egyes műszerek lézersugarat használnak) volt mérhető (6.27. ábra). Ezek a műszerek még csupán két mérő-fejjel, illetve a hátsó kerekekre szerelhető mérőtáblákkal voltak ellátva. A tengely-helyzetek és -hibák meghatározása ezekkel a műszerekkel nehézkes, illetve részben lehetetlen volt ábra: A HPA UNI-LUX hossz- és keresztirányú vetítői Korszerű futóműbeállító műszerek A modern járműtechnika a kerék-beállítási jellemzőkön túl a tengelyhelyzetek (lásd bővebben a Futóműbeállítási jellemzők című fejezetben) pontos ismeretét is megköveteli. Emiatt a korszerű mérőműszerek négy mérőfejjel rendelkeznek, amelyek révén gyors és pontos mérésre van lehetőség, és az első kerekek beállítási jellemzőit már a tényleges menettengelyhez viszonyítva kapjuk meg. A mérés első lépéseként ugyanis a hátsó mérőfejek meghatározzák a hátsó kerekek összetartási szögét és a tényleges menettengelyt. Az első kerekek mérése pedig már ez utóbbihoz viszonyítva történik, jobban igazodva a jármű tényleges haladási viszonyaihoz. A korszerű műszereknek tehát az alábbi mérésekre kell képesnek lenniük: Első tengely Kerékösszetartás (egyedi és teljes, a tényleges menettengely-re vonatkoztatva), Kerékdőlés (egyenesmeneti vagy egyedi kerékösszetartás nulla kerékhelyzetben), Lakatos István, KEFO

257 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 257 Kerékeltolódás, Utánfutás, csapterpesztés és kanyarodási szögeltérés (egyet-len alákormányzási művelet során mérve). Hátsó tengely Kerékösszetartás (egyedi és teljes, a jármű szimmetriatengelyére vonatkoztatva), Menettengely szög, Kerékdőlés. Tengely-helyzetek Tengely ferdeállás (elől és hátul), Keréktáveltérés, Keréktáveltérés (jobb- és baloldal), Nyomtávkülönbség, Tengelyeltolódás. Méréstechnikai alapelvek A műszerek mint már említettük a függőleges síkban mérhető szögeket (kerékdőlés, csapterpesztés, utánfutás) ingák és libellák segítségével határozzák meg. Vízszintes síkban viszont (kerékösszetartás, tengelyhelyzet-hibák stb.) a mérőfejek közötti gumizsinórok, fény- illetve infra sugarak teszik lehetővé a mérést. A négyfejes méréstechnika esetében a mérőfejek közötti legegyszerűbb kommunikációs lehetőség a gumizsinóros összeköttetés ábra: Gumizsinóros műszer (Beissbarth ML 1800) Az ábrán szépen látható, hogy a mérőfejeket elől és kétoldalt gumizsinórok kötik össze. Ezeknek az a feladata, hogy a járműkerekek helyzetének megfelelően beforgassák a mérőfejekben elhelyezett szögjeladókat. A jeladók feladatát (a dőlésérzékelőkkel együtt) az alábbi táblázat foglalja össze, a fenti ábra jelöléseinek megfelelően. Lakatos István, KEFO

258 258 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA N o Megnevezés N o Megnevezés 1. kerékösszetartás-tengelyhelyzet 7. kerékdőlés, utánfutás érzékelő 2. érzékelő (első) 8. (első) 3. kerékösszetartás-tengelyhelyzet 9. kerékdőlés, érzékelő (hátul) 4. érzékelő (középső) kerékösszetartás-tengelyhelyzet 11. forgózsámoly jeladó 6. érzékelő (hátsó) ábra: Szögjeladók és gumizsinórok elrendezése A gumizsinóros műszereknél korszerűbb és ma már elterjedtebb is az ún. CCD-kamera (charge coupled device = töltéscsatolt eszköz). Ez az egység infrasugarak segítségével képes mind függőleges, mind vízszintes irányú szögmeghatározásra ábra: CCD-kamera (1 infra összetartás-tengelyhelyzet jeladó KIMENET, 2 infra összetartás-tengelyhelyzet jeladó BEMENET, 3 lencse, 4 összetartás-tengelyhelyzet jel (fókuszált), 5 CCD integrált áramkör (IC), 6 kerékdőlés (csapterpesztés, ill. utánfutás jel), 7 inga integrált infra fényforrással) A CCD-kamerák előnyei: Nincs hőmérséklet-függés, Nagy mérési felbontás (az összetartás elméletileg szögmásodperc pontossággal mérhető), Nagy pontosság ±2 szögperc. A CCD-kamerákban az inga infrasugara a függőleges síkban definiált szögek, míg a vízszintes infrasugár a vízszintes síkban definiált szögek mérésére alkalmas. Mivel a kormányzott kerekeken mindig két vetületben mérünk szöget (csapterpesztés utánfutás), az ide helyezett mérőfejekben 2 2 CCD ka-merára van szükség, egymásra merőleges irányban beépítve. A ábrán látható mérőfejek nyúlványának a végén levő dobozkában, és a mérőfej nagy dobozában egyaránt egy-egy CCD-kamera van beépítve. A nyúlvány végén elhelyezett CCD-kamera vízszintes sugara a jármű előtt keresztben, míg a másiké a jármű mellett hosszában működik. A hátsó mérőfejekben egy-egy CCD-kamera is elegendő, hiszen itt az összetartáson kívül általában csak dőlést mérünk. Ha azt a változatot nézzük, hogy az első fejekben 2 2, a hát- Lakatos István, KEFO

259 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 259 sókban pedig egy-egy CCD-kamera van, akkor összesen 6 db van beépítve a négy mérőfejbe. Ezt a műszerváltozatot hívják 6-szenzorosnak (6.32. ábra) ábra: CCD-kamerás mérőfej Ebben az esetben a tengelyhelyzeteket egy hátul nyitott négyszög szögeiből határozza meg a műszer. A legkorszerűbb műszerek már ún. 8-szenzoros kivitelek. Itt az autó körüli infra sugár hátul záródik (6.33. ábra). A feltüntetett érzékelők szerepét az alábbi táblázat tekinti át ábra: Négyfejes 6-szenzoros műszer Lakatos István, KEFO

260 260 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Négyfejes 8-szenzoros műszer N o Érzékelt jellemző N o Érzékelt jellemző 1. A összetartás, tengelyhelyzet 5. E összetartás, tengelyhelyzet I utánfutás N kerékdőlés 2. B összetartás, tengelyhelyzet 6. F összetartás, tengelyhelyzet K utánfutás O kerékdőlés 3. C összetartás, tengelyhelyzet L kerékdőlés, csapterpesztés 4. D összetartás, tengelyhelyzet M kerékdőlés, csapterpesztés 7. G összetartás, tengelyhelyzet P utánfutás 8. H összetartás, tengelyhelyzet Q utánfutás ábra: A négyfejes 8-szenzoros műszer által érzékelt jellemzők Ennek a kivitelnek az alábbiak az előnyei a 6-szenzorossal szemben: Az autó körüli mérőmező zárt négyszöget alkot, emiatt ha az autó előtti mérősugár a spoiler miatt megszakad, az első kerekek egyedi összetartás mérése hátulról is megoldható ( Spoiler program ). Megadja a mérések ellenőrzésének lehetőségét (a 360 o -os záródó négyszög miatt), így pl. a technológiai hibákra hibaüzenetekkel figyelmeztet. Járulékos mérésekre is lehetőség nyílik, amelyek különösen a karosszériajavítás utáni méréseknél hasznosak: ilyenek pl. az oldalankénti keréktáveltérés, a hátsó kerékeltolódás, a hátsó tengelyeltolódás és a nyomtáveltérés. A korszerű futóműellenőrző műszerek felépítése A korszerű futóműellenőrző műszerek számítógép-irányításúak. Lakatos István, KEFO

261 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 261 A műszerek központi része IBM-kompatibilis számítógép, színes VGA monitorral. Ehhez csatlakoznak a kezelőszervek, a billentyűzet, a távirányító, a tablet stb ábra: A futóműellenőrző műszerek blokksémája ábra: Távirányítók (kijelzős és kijelző nélküli) és tablet A mérőfejek és jelátalakítók szintén a központi számítógéppel kommunikálnak. Az elektronikus forgózsámolyok vezetékkel csatlakoznak a központi egységbe és elektronikus úton továbbítják a mért jellemzőket így ennek mért eredményei is a központi számítógépbe kerülnek ábra: Elektronikus forgózsámoly és annak belső felépítése Az elektronikus forgózsámolyokkal szemben fokozott követelményeket támasztanak, így pl. súrlódási ellenállásuk is kisebb, mint hagyományos társaiké. A beépített infravörös impulzusérzékelés elvén működő jeladó pontossága ± 4 szögperc. Lakatos István, KEFO

262 262 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: A forgózsámolyok elforgatási nyomaték igénye Az ábra szemlélteti a perifériák és a központi egység kapcsolatát, amely lehet vezetékes és vezetékmentes (infrás, illetve rádiófrekvenciás) ábra: Vezetékes és vezetékmentes periféria-kapcsolat A hátsó kerekeknél (kivéve 4-kerék kormányzás) csekély mértékű szögelfordulást is lehetővé tevő csúszólapokat alkalmaznak. Ezeknek azonban nincs jelkimenete. Az adatok és a típusfüggő előírt értékek, valamint beállítási grafikák tárolása ma már általában a winchesteren és CD ROM-on történik, így a frissítés egyszerűen megoldható. Lakatos István, KEFO

263 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Csúszólap A mérőfejek felfogatása és a tárcsaütés kiegyenlítése A mérőfejek felfogatása többféle tartóval történhet. A lényeg, hogy a mérés során a kerék forgási síkjára merőleges legyen a mérőfej tengelye ábra: Mérőfej felfogatók (9 univerzális mérőfejtartó 10 Gyorsfelfogató (ill. csapos) 11 univerzális gyorsfelfogató) Az univerzális mérőfejtartó acél és könnyűfém keréktárcsák esetén egyaránt alkalmazható. Menetes orsó segítségével rögzíthető a kerékre, amely a szorító karmokat feszíti szét vagy össze. Felhelyezés után el kell végezni az ún. keréktárcsaütés-kompenzáció folyamatát. A járműspecifikus gyorsfelfogatók illesztőcsapok segítségével tájolják helyzetüket a járműkerékhez. Ez a tájolás garantálja mérőfej megfelelő helyzetét, így a keréktárcsaütés-kompenzáció folyamata ebben az esetben elmaradhat. A kerékhez állítható hosszúságú karok szorítják hozzá. Az univerzális gyorsfelfogatók a gumiabroncshoz feszített felfogókarokkal rögzítettek. A tárcsaütés-kompenzáció folyamatát azonban ilyenkor is el kell végezni. Keréktárcsaütés kiegyenlítés A futóműves méréstechnikában az egyes jellemzők mérése a kerék-sík állásszögének a meghatározásán alapul. Ezek mért értéke csak akkor pontos, ha a mérőfej és a keréktárcsa síkja párhuzamos. A keréktárcsák deformációja miatt (mivel az univerzális felfogatók a tárcsaperemen támaszkodnak fel) ez automatikusan nem garantálható. Ez alól csupán az illesztőcsapos járműspecifikus felfogatók képeznek kivételt, hiszen itt a keréktárcsa illesztő furata adja meg a tájolást és nem a sérülékeny perem rész. A mérőfej felfogatók többségénél tehát a mérések megkezdése előtt párhuzamos helyzetbe kell hozni a keréktárcsa és a mérőfej síkját. Ezt a folyamatot nevezzük keréktárcsaütéskompenzációnak. A régebbi műszerek esetén a mérőfej-felfogatókon 120 o -onként kialakított kompenzációs csavarok segítségével tehetjük párhuzamossá a síkokat. A kompenzációs folyamat közben a ke- Lakatos István, KEFO

264 264 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA reket körbeforgatva, a hosszirányú vetítő fénysugarának kóválygása jelzi az ütést. Ennek megszűnése (illetve adott határ alá csökkenése) esetén fejezhetjük be az eljárást ábra: Mérőfej felfogató (A kompenzációs csavar) A korszerű mérőrendszerek ún. elektronikus keréktárcsaütés-kompenzációt alkalmaznak, ami azt jelenti, hogy nem kell mechaniku-san beavatkozni, mivel a kompenzáció tisztán szoftver úton történik. Ehhez az adott tengelyt meg kell emelni és a felszerelt mérőfejet vízszintes helyzetben tartva (a beépített libella segítségével) 90 o -onként (illetve adott típusú műszereknél 180 o -onként) körbe kell forgatni. A művelet során minden negyed (illetve fél) fordulat után meg kell nyomni a mérőfejen a kompenzációs gombot, ugyanis ezzel tudatjuk a műszerrel, hogy a kerék adott helyzetben van és a (6.43. ábra). kompenzációs gomb kompenzáció vége gomb ábra: Mérőfej (Beissbarth) A mérőfej vízszintes helyzetére a teljes folyamat alatt ügyelni kell. Ha adott keréken körbeértünk, akkor ezt a kompenzáció vége gomb megnyomásával tudatjuk a műszerrel. Az elektronikus keréktárcsaütés kompenzáció fent leírt folyamata adott műszerre érvényes (Beissbarth), elve azonban általános. Műszerenként csupán abban van eltérés, hogy 90 o vagy 180 o -onként történik-e a forgatás és mely gombokat kell megnyomni közben. Lakatos István, KEFO

265 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 265 Különleges mérési funkciók A mérési technológia ismertetésével részletesen A futóművek mérése és beállítása című fejezet foglakozik, itt csupán néhány különleges mérési módszert emelünk ki. Kerékdőlés mérés megemelt állapotban A korszerű műszerek képesek a kerékdőlés értékének mérésére a jármű megemelt állapotában. Ennek különösen azoknál a járműveknél van jelentősége, amelyeknél a kerékdőlés beállítása nem fokozatmentesen, hanem hézagoló alátétek segítségével történik. Ebben az esetben ugyanis a megemelt kerék mellett történő beavatkozás hatása rögtön megjelenik a kijelzőn. Négykerék-kormányzású járművek mérése Néhány autótípus esetében (pl. Honda, Mazda, Mitsubishi) találkozhatunk négykerékkormányzású járművekkel. Ezeknél a járműveknél a hátsó kerekek egyedi összetartásának mérése lényeges, mégpedig az első tengely adott alákormányzási szöge esetén. Ilyen esetekben a hátsó kerekek alá is elektronikus forgózsámolyt kell helyezni. Ebben az esetben a műszer már mind a négy kerék egyedi összetartás értékét képes mérni. Különleges mérési elven működő műszerek Ebben a fejezetben egy olyan különleges műszert mutatunk be röviden, amely teljesen szakít az eddigi alapelvekkel. A John Bean gyártmányú, Visualiner nevű műszer mérőfejek helyett fényvisszaverő táblákat helyez a kerekekre ábra: John Bean futóműellenőrző műszer A fényvisszaverő táblák egyik fő előnye, hogy ütésállóak. Így nem kell attól tartani, hogy leejtés után tönkremegy a műszer. További technológiai előny, hogy nincsen szükség keréktárcsaütés kompenzációra és szigorúan vízszintezett mérőhelyre. A mérőfejeket nem kell kalibrálni és az elektronikus forgózsámolyok alkalmazása is szükségtelen. A műszer állványzatára oldalanként egy-egy nagyfelbontású kamerát szereltek. A kamerák infravörös LED-diódák fényét bocsátják impulzusüzemben a kerekekre szerelt reflexiós lapokra, és az onnan visszavert fény (felvett kép) alapján értékelnek. Az értékelés elve a következő: A mérés közben az autót mintegy cm-t gurítva az elforduló kerekek magukkal fordítják a mérőtáblákat. A táblákon elhelyezett fehér fényvisszaverős körök ekkor a kamerából ellipszisnek látszanak, amelyeknek kis- és nagytengely arányából és a tengelyek dőlési szögéből a műszer számítógépe kiszámítja a kerékmozgás 3-dimenziós modelljét, amelynek alapján a futómű-beállítási paraméterek matematikai módszerekkel kiszámíthatók. Lakatos István, KEFO

266 266 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: A mérőtáblák köreinek torzulása az elfordulás tengelyétől függően A műszernél alkalmazott mérési technológia: Járjunk a mérőállásra, az első kerekek legyenek a forgózsámoly közepén. Ha a mérőállást emelőn alakítottuk ki, akkor emeljük meg az emelőt annyira, hogy a beállítási műveletek céljából alá tudjunk menni. Szereljük fel a kerekekre a reflexiós lapokat, fordítsuk azokat a kamerák felé, amelyek ezt visszaigazolják. Gurítsuk az autót mintegy 30 cm-rel hátra és állítsuk meg, majd gurítsuk vissza az eredeti helyzetébe. A műszer ennek a folyamatnak a végére azonosítja a keréktengely helyzetet és kiszámítja a kerékösszetartást, a kerékdőlést, a tényleges menettengely irányát és a tengelyhibákat. Fordítsuk el a kereket a képernyőn jelzett értékre, majd állítsuk vissza alaphelyzetbe. Ez a folyamat a közvetett mérési technológia révén az utánfutás, csapterpesztés, kanyarodási szögeltérés és a maximális alákormányzási szög értékének meghatározásához szükséges A közvetetten mérhető szögek meghatározásának elve A kormánycsap (függőcsap) térbeli helyzetét a csapterpesztési és az utánfutási szög írja le, ezek mint már azt ismertettük tulajdonképpen a térbeli szög két, egymásra merőleges síkban vett vetületei. Kormánycsapról (azaz függőcsapszegről) azonban kizárólag merevtengelyes első kerékfelfüggesztésnél beszélhetünk, mivel a független kerék-felfüggesztések esetén a lengőkarok gömbcsuklóinak közös forgástengelye csak képzetesen jelöli ki azt. A fentiek alapján nyilvánvaló, hogy ezeket a szögértékeket közvetlenül nem, csupán közvetett módszerrel lehet mérni. A függőcsap, a keréktengely és a kerék egymással kölcsönösen meghatározott geometriai helyzetben vannak: olyan rendszert alkotnak, ahol valamennyi pont mozgása egyértelműen leírható. Alaptétel, hogy a rendszer csak a függőcsap tengelye körül fordulhat el. Nézzük a közvetett mérés elméleti megfontolásait két lépésben. Lakatos István, KEFO

267 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA lépés: az alapsíkban (alapkör síkja) bekövetkező elfordulás és az ennek megfelelő 1. fősíkban (a kormányzási tengelyre merőleges sík) történő elfordulás közötti kapcsolat meghatározása. kormányzási tengely a c a b I. fősík R Alapkör ábra: Összefüggés az alapsíkban és az I. fősíkban történő elfordulás között Az alapsíkban történő elfordulást a forgózsámoly elfordulását jelenti. Az I. fősíkban bekövetkező elfordulás pedig a mérőfej (érintő) elfordulásával azonosítható. Az ábra jelöléseinek magyarázata: δ szögelfordulás az alapsíkban β szögelfordulás az I. fősíkban α csapterpesztés Az ábra derékszögű háromszögei alapján az alábbi összefüggések írhatók fel: b R cos (3.1.) a R sin (3.2.) Az (3.3) egyenlet végleges alakja az (3.1.) és (3.2.) behelyettesítése után áll elő: c b cos R cos cos (3.3.) Az (3.2.) és (3.3.) egyenletek segítségével felírható az (3.4.) egyen-let: a R sin tg (3.4.) c cos R cos Az (3.4.) képlet átalakítása után az alábbi egyszerű formát kapjuk: tg tg cos (3.5.) Tehát az alapkör (forgózsámoly) δ szögelfordulásakor az érintő (mérőfej) az I. fősíkban szöggel fordul el. 2. lépés: az érintő (mérőfej) elkormányzása utáni dőlés-szög értékének meghatározása. Lakatos István, KEFO

268 268 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA L érintő P' P 0 T h r k érintő h I. fősík alapsík ábra: Az érintő (mérőfej) elkormányzása utáni dőlésszög értékének meghatározása A P pontban az érintő bázishelyzetben van: γ = 0 o. Elkormányzás után az érintő P pontban érinti az I. fősík r sugarú körét. A kerék elkormányzási mértéke az alapkörön előírt δ szög. Ennek értéke az I. fősíkban α függvényében β. Az érintő γ hajlásszögű a függőleges síkban (OTP Δ). A γ hajlásszöge a függőleges síkban: sin h L (3.6.) L r tg (3.7.) k r cos (3.8.) Az (3.8.) behelyettesítése után: h k sin r cos sin (3.9.) Ha (3.6.)-ba behelyettesítjük (3.7.)-et és (3.9.)-et: sin r cos sin r sin sin (3.10.) tg Ennek alapján γ értéke: arc sin(sin sin ) (3.11.) β értékét az (3.5) egyenlet alapján beírva: γ = arc sin [sin α sin(arc tg(tg δ cos α))] (3.12.) Az (3.12.) összefüggés alapján kézenfekvő, hogy a δ szöget (forgózsámoly elfordulás) állandósítani kell. A gyakorlati méréseknél tehát nagyon fontos az előírt kerékelfordítás (általában 20 o, esetenként 10 o ) pontos betartása. A mérőzsinóros és az infra irányérzékelőjű mérőfejek az elfordulás szögét a mérőfejben, tehát az I. fősíkban érzékelik. A mérés számítási módszere tehát az (3.12.) összefüggés alapján, hogy a mért γ értékhez mekkora α érték tartozik A futóműbeállítási paraméterek kinematikai változása A jármű haladása közben dinamikus átterhelődés miatt módosul a futómű-beállítási paraméterek értéke az alapbeállításhoz viszonyítva. A továbbiakban ennek hatását tekintjük át. Lakatos István, KEFO

269 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA A kerékdőlés kinematikai változása Az egyedi kerékfelfüggesztéseknél a kerekek ívmenetben a felépítménnyel együtt dőlnek. A külső kerék oldalvezető ereje ennek során csökken. Ennek kompenzálása érdekében a kerékfelfüggesztéseket úgy alakítják ki, hogy a kerekek berugózása során pozitív, kirugózása során negatív dőlést vesznek fel ábra: A kerékdőlés dinamikus változása (---- berugózott alaphelyzet) A kerék rugózási útja függvényében felvehető a kerékdőlés-változás függvénye. Az ábra különböző konstrukciókat (típusokat) hasonlít össze. A Honda Accord kettős keresztlengőkaros konstrukció, míg a 3-as BMW és a Mercedes pedig McPherson felfüggesztésű. A diagram a hátsó tengely kerekeire is felvehető, természetesen ebben az esetben az eltérő konstrukciós kialakítás miatt más a görbék menete ábra: Kerékdőlés változási görbe A kerékösszetartás kinematikai változása A kerékösszetartás tekintetében nagyon fontos, hogy az alaphelyzetben beállított érték milyen mértékben változik a kinematikai hatások miatt. A menet közben hátrányosan változó beállítási értékek ugyanis egy sor hátránnyal járnak. Ilyenek például: a lecsökkent menetstabilitás, a megnövekedett gumiabroncskopás és Lakatos István, KEFO

270 270 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA a megnövekedett gördülési ellenállás. A fenti ábra a 4 lengőkaros Audi A4, A8 futómű kerék-összetartás görbéjét mutatja, a kerékdőlés görbével közös diagramban. Az összetartás görbe ebben az esetben beállítható. Ennek módját a mérési és beállítási módszerek tárgyalásánál mutatjuk be ábra: 4-lengőkaros AUDI futómű Természetesen a fejezetben bemutatott diagramok a statikus be- és kirugózás esetére érvényesek, dinamikus változások esetén az értékek ettől eltérnek. Fékezés, gyorsítás és ívmenet esetén a kerékösszetartás felvett értékét az alábbi ábra jelölt pontjai mutatják. Be Ki ábra: Kerékösszetartási és dőlési görbe (Audi A4, A8) A kerékösszetartási görbe beállítása A független elsőkerék-felfüggesztéseknél a kerékállás- és a kormányzási futómű-paraméterek értéke függ a jármű terhelésétől és a kerékelkormányzási szögtől. Emiatt a jármű haladása közben a statikusan beállított értékek megváltoznak. Ezért a konstruktőrnek úgy kell kialakítania a felfüggesztést, hogy az ki- vagy berugózáskor, illetve elkormányzásnál csak a megengedett mértékben változtassa meg a beállított paramétereket. Lakatos István, KEFO

271 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 271 A kocsiszekrény függőleges mozgásakor (ki-, illetve berugózás) a kerékösszetartás értéke megváltozik. Ez természetesen a keréksík elfordulását eredményezi. A futóműveknél ezt ugyan nem lehet teljesen kiküszöbölni, de a változás mértéke határok közé szorítható. A futóműveknél nagyon fontos a szimmetria: a beállításnál figyelemmel kell lenni a két oldalon mért paraméterek egymáshoz viszonyított értékére is, mert annak adott tűrésen belül kell lennie. Amennyiben a szimmetria megbomlik az a fékezés, gyorsítási iránytartás és az ívmeneti viselkedés rendellenességeiben nyilvánul meg. A szimmetria a jármű mozgása közben is felborulhat. A kocsiszekrény és a futómű relatív elmozdulásakor az egyedi összetartás megváltozik. Ilyenkor elsősorban fékezéskor elhúz a jármű. A terheletlen alaphelyzethez viszonyítva a ki- és berugózás során fellépő kerékösszetartás változás koordinátarendszerben ábrázolható. Az ezt leíró függvényt nevezzük kerékösszetartási görbének (németül Vorspurkurve). A görbét elemezve (6.52. ábra) látható, hogy a változás akár akkora mértékű is lehet, hogy a beállított (alaphelyzeti) kerékösszetartás érték átmegy széttartásba. A gyártók a szerkezeti elemek kialakítása révén a méretezik a kerékösszetartási görbe meredekségét. A VAG csoport négy lengőkaros futóművét (amelyet az A4, A6, A8 típusokba építenek be) úgy alakították ki, hogy a beállítással a kerékösszetartási görbe menete is befolyásolható. A beállítás elve azon alapul, hogy a kerékösszetartási görbe jól közelíthető egyenessel. Ennek egyenletét pedig két pontja (illetve egy pont és a meredekség) egyértelműen leírja ábra: Kerékösszetartási görbe A görbe egyik pontja nem más mint az alaphelyzetben beállított kerékösszetartás értéke (C1), a másik pedig egy adott kirugózási helyzetben mérhető kerékösszetartás érték (C2). A két pontos beállításból következően kettő beállító szervre is szükség van, hiszen csak így érhető el, hogy a beállított alap kerékösszetartás értékére ne hasson az összetartási görbe meredekségének állítása (lásd az alábbi ábrát). Lakatos István, KEFO

272 272 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: A kerékösszetartási görbe beállítása Ez a VAG konstrukciónál úgy érhető el, hogy a kerékösszetartás (alapérték) beállítására meghagyták a szokásos nyomtávrúd-hossz állítást, míg az összetartási görbe meredeksége a nyomtávrúd-gömbfej függőleges helyzetének állításával hajtható végre. A méréshez és a beállításhoz ezek után már csak egyetlen dologról kell gondoskodni: a kiindulási helyzethez viszonyított, pontosan adott mértékű kirugózási helyzetről. Ennek elérése érdekében a kocsiszekrényt meg kell emelni. A szimmetrikus, pontosan meghatározott mértékű emelés gyári célszerszámmal hajtható végre. A C1 értékű kerékösszetartás B1 ka-rosszéria-magasság helyzetben mérhető. A C2 érték ezzel szemben a B2-vel jellemzett helyzethez tartozik. A VAG által előírt mérési és beállítási irányelvek szerint a B1 és B2 közötti különbség 60 mm, amelyhez s értékű kerékösszetartás változás tartozik. A pontosan előírt értékű járműmegemelés (kirugózás) az alábbi ábrán látható célszerszám segítségével (a megemelt autót arra ráengedve) érhető el. Lakatos István, KEFO

273 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Célszerszám a kerékösszetartási görbe állításához 6.4. A mérőhely-kialakítás szempontjai A futómű-bemérés helyét úgy kell kialakítani, hogy megfeleljen a pontos futómű-bemérés és a mérés-reprodukálhatóság követelményének. Mivel a futómű-beállító készülékek a futómű geometriai jellemzői közül számosat a gravitációs erőtér irányához (a gravitáció-vektor által kijelölt függőleges irány) viszonyítanak, előfeltétel, hogy a mérés során a jármű vízszintes síkon álljon A mérőhely-kialakítás általános szempontjai A mérőhelyen az egyes kerekek talppontjait ki kell szintezni (optikai szintezővel). Az erre vonatkozó követelményeket az alábbi ábra szemlélteti ábra: A mérőhely kialakítására vonatkozó követelmények Az ábrán látható számértékek megfelelnek a legkorszerűbb, több-lengőkaros első futóművek (pl. BMW E36, illetve Audi A8) által támasztott követelményeknek is. Általános felhasználási igényekre az ábrán látható számértékek kétszerese is megfelelő. A futómű-beállításra alkalmas emelők esetében ez a feltételrendszer annyiban szigorúbb, hogy az előírt értékeknek mind leengedett (mérési helyzet), mint megemelt állapotban (beállítási helyzet) meg kell felelni. Lakatos István, KEFO

274 274 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Függetlenül attól, hogy a mérőhely szerelőakna mellett vagy emelőn van-e kialakítva, a kerekek alá helyezett csúszólapokat illetve forgó-zsámolyokat fel- és lehajtáskor rögzítőcsapokkal kell biztosítani az elcsúszás megakadályozása céljából. A futómű-bemérés során mind az első, mind a hátsó kerekeknek lehetőség szerint a csúszólapok, illetve a forgózsámolyok közepén kell állnia, hogy a kerékfelfüggesztések az alákormányzási és a beállítási műveletek alatt feszültségmentesek maradjanak. Ez egyben azt is jelenti, hogy ezeket az elemeket a vizsgált jármű méreteihez igazítva kell elhelyezni A futómű-beállításra alkalmas kialakítású emelők A továbbiakban a futómű-beállításra alkalmas emelők alapváltozatait tekintjük át. Négyoszlopos elektrohidraulikus gépjárműemelő Az emelő személy- és haszongépjárművek emelésére szolgál. Egyszerű kialakítású, könnyen kezelhető univerzális berendezés. A felemelt gépjármű alváza, futóműve jól áttekinthető, könnyen szerelhető. Emiatt a futómű-javítási munkák elvégzésére alkalmas. A rámpák méreteiből adódóan nem jelent problémát a széles nyomtávú gépjárművek emelése sem. Az emelő kiegészíthető segédemelővel és futómű-állító műszerekkel is. A beépített hidraulikus és mechanikus biztonsági berendezések biztonságos munkavégzést tesznek lehetővé ábra: 4 oszlopos autóemelő, forgózsámolyok elhelyezése az emelőn ábra: Segédemelővel ellátott 4 oszlopos emelő, biztonsági léc Az emelőberendezés kiegészíthető beépített emelőasztallal, mely magába foglalja a hátsó nagyfelületű csúszólemezeket, ill. a kialakított helyre a forgózsámoly telepíthető. A futóműállítás megköveteli a rámpák vízszintes helyzetét. Ez a következő módon érhető el: az emelővel a kívánt magasságba járunk, a retesz nyomógomb működtetésével ( reteszre eresztés ) az emelőt a biztonsági léc megfelelő nyílásába süllyesztjük: ezzel biztosítható az emelő, illetve a rámpák vízszintes helyzete. Lakatos István, KEFO

275 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 275 Elektrohidraulikus ollós gépjárműemelő Az ollós gépjárműemelő speciális kivitele lehetővé teszi az emelőberendezésre, a futóműállító és a holtjáték-vizsgáló műszer felszerelését, a mérések pontos elvégzését a szükséges beállítások elvégzését. Rámpába telepíthető forgó-zsámolyokkal, ill. nagyfelületű csúszólapokkal rendelkezik. Az emelő kiegészíthető hidraulikus holtjáték vizsgálóval. Telepíthető talajba süllyesztve, valamint feljáróék alkalmazásával talajra is. A felemelt gépjármű futóműve jól áttekinthető, könnyen szerelhető. Kiegészíthető beépített hidraulikus segédemelővel ábra: Futóművizsgálat ollós emelőn ábra: Talajszintbe süllyesztett ollós emelő, segédemelő A futómű-állításnál megkövetelt a rámpák vízszintes helyzete. Ezt úgy érhetjük el, hogy a járművet a megfelelő magasságba emeljük, majd a reteszelő gomb megnyomásával a következő reteszre eresztjük. Elektrohidraulikus kétoszlopos gépjárműemelő Az emelő-berendezés rámpás szerkezetű, egyszerű kialakítású, könnyen kezelhető univerzális berendezés. A felemelt gépjármű alváza, futóműve jól áttekinthető, könnyen szerelhető. Elvégezhetők a futómű-javítási és állítási munkák. A futómű-állító berendezés a rámpára feltelepíthető ábra: Kétoszlopos rámpás emelő, futómű-állítás kétoszlopos emelőn Lakatos István, KEFO

276 276 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: A futómű-állításra alkalmas kétoszlopos gépjárműemelők kialakítási változatai Futómű-állítás esetén az emelőt lehajtható alá-támasztó lábakra kell leereszteni, a vízszintes helyzet biztosítása érdekében. Az erre a munkára alkalmas emelők kiviteli változatait a fenti ábra tekinti át. A bemutatott emelők mindegyike kizárólag száraz helyiségben üzemeltethető és szilárd, egyenes padlóburkolatra állítható fel ábra: Talajszintbe süllyesztett kétoszlopos emelő A gépjárműemelők telepítése, szerelése Az emelők zavarmentes üzemelésének feltétele a precíz telepítés. A telepítés helyén akár padlószint fölötti, akár padlószint alatti telepítésről van szó a betonfelületnek vízszintesnek és egyenesnek kell lennie. Alapnak minimálisan 25 kn/mm2 nyomószilárdságú és legalább B25-ös minőségű betont kell alkalmazni. A minimális betonvastagság 220 mm. Lakatos István, KEFO

277 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 277 Az emlők alapját vagy teljesen különállóan vagy egy nagyobb alapozás részeként kell kezelni. A szerelés megkezdése előtt ellenőrizni kell a padlózat vízszintességét és egyenességét. Az emelők telepítése után valamennyi működési funkciót terheletlen állapotban kell ellenőrizni. Vízmértékkel ellenőrizni kell a rámpák vízszintességét is A gépjárműemelők üzemeltetése és karbantartása Az elektrohidraulikus gépjárműemelők biztonságtechnikai követelményeit az ME tartalmazza. Az időszakos vizsgálatot az MSZ szabályozza. A vizsgálat rendje és módja az MSZ 9721/I. szerint történik. Az emelő szerkezeti és fővizsgálatát legalább a következő időszakonként kell elvégezni: szerkezeti vizsgálat: 4 havonta fővizsgálat (a gyártás időpontjától számítva) 9 évig: 3 évente 9 év után: 2 évente időszakos felülvizsgálat (a gyártás időpontjától számítva) 10 évig: 5 évente 10 év után: évente Az időszakos biztonsági felülvizsgálatot az évi XCIII. Munkavédelmi törvény 23. paragrafusa és az MSZ továbbá a 33/1994. (XI. 10.) IKM rendelet az Emelőgépek biztonsági Szabályzata szabályozza. Dokumentálását az MSZ szerint kell biztosítani. A gépjárműemelőhöz Emelőgépnapló -t kell rendszeresíteni, amelybe be kell jegyezni és tanúsítani kell az elvégzett vizsgálatokat, karbantartásokat és a felhasznált anyagokat, továbbá be kell jegyezni a működést tiltó vagy korlátozó feltételeket Futóművek mérése és beállítása A futóművek beállításának ellenőrzése az alábbi esetekben szükséges: a gépkocsi menettulajdonságai nem megfelelőek, a gépkocsi baleset során megsérült, a kerékfelfüggesztés adott alkatrészeit (6.63. ábra) kiszerelték, a gumiabroncsok egyenlőtlenül kopnak (6.64. ábra). Lakatos István, KEFO

278 278 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Első futómű Mérés Összet. beáll. Felső hátsó lengőkar Felső első lengőkar Hátsó futómű Mérés igen nem igen nem igen nem Lengéscsillapító Csavarrugó Vezető lengőkar Felső lengőkar * Rugóstag Alsó lengőkar * Teherviselő lengőkar Kerékcsapágyház * Tartóbak Nyomtávrúd * Kerékcsapágy-ház Futómű segédkeret * Nyomtávrúd Kormánymű Futómű segédkeret Stabilizátor Komplett hátsó futómű Stabilizátor ábra: Futómű beállításának szükségessége (VAG) (* összkerékhajtású gépkocsi esetén) A ábra a helytelen futómű-beállításra utaló leggyakoribb gumiabroncs-kopási fajtákat tekinti át. Ezek a hibák általában már normál használat során, viszonylagosan kis üzemeltetési sebességek mellett is fellépnek. Ezekben az esetekben feltétlenül méréssel kell ellenőrizni a tengely-geometriai adatokat. Jellegzetes gumiabroncs-kopási képek Hibás kerékösszetartás beállítás: a gumiabroncsok radírozása sorja-képződéssel jár a profil mentén Hibás kerékdőlés beállítás: egyoldali gumiabroncskopást okoz Hullámszerű, helyenkénti kopás: a gumiabroncs pattogása okozza a mechanikus alkatrészek túl nagy holtjátéka miatt Az előírtnál kisebb gumiabroncs-nyomás: a gumiabroncsok széle gyorsan elkopik ábra Futómű-hibákra utaló jellegzetes gumiabroncs-kopási képek Lakatos István, KEFO

279 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA Futóművek bemérése Előkészítő munkák a futómű-bemérés előtt A futóművek diagnosztikai vizsgálata előtt az alábbi előkészítő munkákat kell elvégezni: A forgózsámolyok és csúszólapok elrendezése a jármű tengely- és nyomtávolságának megfelelően, Feljárás a járművel a kerékalátétekre (a rögzítőcsapokat előtte be kell helyezni), Kézifék behúzása a jármű elgurulása ellen, A rögzítőcsapok kihúzása a kerékalátétekből és a jármű meglengetése az esetleges feszültségek eltávolítása céljából. Át kell vizsgálni a jármű gumiabroncsait, azok nyomását, a kormánykerék holtjátékát (lásd holtjáték-vizsgáló próbapadok), a kerékcsapágyak, a rugók és a lengéscsillapítók állapotát. A mérőfej tartókat, majd a mérőfejeket rögzíteni kell a kerekeken és adott esetben el kell végezni a keréktárcsa-ütés kompenzációt. A járművet a mérés előtt kondicionálni kell: Előírt terhelő tömegek behelyezése az első és hátsó ülésekre, valamint a csomagtartóba. Tengelyszintek mérése és az ennek megfelelő előírt adatok kiválasztása. A futómű lefeszítése az előírt célszerszámmal, a megadott magassági szintre. A járművet oldott fék mellett meg kell lengetni (a karosszériát előbb az első, majd a hátsó tengelynél le kell nyomni és hagyni kell kilengeni), hogy a rugózás stabil középhelyzetbe kerüljön. Az üzemi féket fékpedál-kitámasztó segítségével blokkolni kell ábra: Terhelő tömegek elhelyezése, fékpedál és kormány-kerék kitámasztó ábra: Előírt járműmagasság (BMW), előírt járműmagasság (Peugeot) BMW 3-as sorozat (E36) X1 X mm mm Sport mm mm M ábra: A BMW 3-as sorozat (E36) magasság-megadása Lakatos István, KEFO

280 280 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A futómű-bemérés technológiája A futómű-bemérés technológiáját konkrét járművön a BMW E36 példáján mutatjuk be. A jármű első és hátsó futóműveit az alábbi ábra szemlélteti. Az első futómű McPherson rendszerű, kereszt-stabilizátorral, míg a hátsó futómű egy merev, a keréktartókkal összekötött hossztartóból és két keresztlengőkarból áll ábra: BMW E36 első és hátsó futómű A mérés előtt elvégzendő műveletek, az általánosan érvényes teendőkön kívül az alábbiak: A mérés teli tüzelőanyag-tartállyal és a BMW által megadott előírt terheléssel történik. Amennyiben a tartály üres, akkor a 70 literes űrtartalomnak megfelelő 50 kg-os ballasztzsákot kell a tüzelőanyag-tartály fölé helyezni. Az előírt terhelés elhelyezése a járműben: ez az első és hátsó ülések mindegyikén egyaránt kg-ot, a csomagtartóban pedig 21 kg-ot jelent. A terhelés 3 és 15 kgos homokzsákokkal megoldható. A járműre vonatkozó előírt értékeket ki kell keresni a műszer adattárolójából vagy megfelelő adatkönyvből, adatbázisból. rtékre kell hozni. Futómű mérés (beállítás előtt) A mérések a műszerek többségével programozott vagy tetszőleges sorrendben is végrehajthatók. Programozott mérés: A programozott mérés esetén a műszer szoftvere határozza meg a mérési műveletek sorrendjét. A műszer ennek a sorrendnek megfelelően vezényli le a mérés végrehajtását. A mérés során minden egyes lépésnél megtörténik a mért és előírt értékek kijelzése és összehasonlítása. A mérési folyamat a kezelő által léptethető előre és vissza. A programozott mérés lépései: Egyenesmeneti kerékhelyzet beállítása és a hátsó kerekek dőlésének és összetartásának mérése. Utánfutás, csapterpesztés és kormányzási szögeltérés mérése. (Mindkét oldali 20 o -os elkormányzással). Kormányzási középhelyzet beállítása, majd az első kerekek dőlésének és összetartásának meghatározása. z- Lakatos István, KEFO

281 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 281 A maximális alákormányzási szög mérése (balra/jobbra). A mérési eredmények összehasonlítása az előírt értékekkel. Beállítási műveletek A beállítást amennyiben az szükséges a hátsó tengelynél kezdjük. A kiválasztott típusnál (BMW E36) a hátsó kerekek dőlése és összetartása egyaránt állítható. A beállítási segédábrák a műszerek adatbankjából lehívhatók, illetve az adatkönyvekben hozzáférhetők ábra BMW E36 hátsó kerék összetartás és dőlés állítás Az első tengely kerekeinél az utánfutás és a csapterpesztés nem állítható. A kerékösszetartás állítása a járművek többségénél általánosan elterjedt módszerrel végezhető el. Az egyedi öszszetartás értékek beállításakor ügyelni kell arra, hogy a beállítást a kormányzási középpontban végezzük, lerögzített kormánykerék mellett. A kerékdőlés értéke pedig az alábbi. ábrán látható módon állítható be. Ellenőrző mérés (beállítás után) ábra: BMW E36 első kerék összetartás és dőlés állítás A beállítás utáni ellenőrző mérés lépései: Kormányzási középhelyzet beállítása és az első kerekek dőlésének és összetartásának mérése. Egyenesmeneti menethelyzet beállítása, majd a hátsó kerekek összetartásának és dőlésének mérése. Utánfutás, csapterpesztés és kormányzási szögeltérés mérése. (Mindkét oldali 20 o -os elkormányzással). A maximális alákormányzási szög mérése (balra/jobbra). A mérési eredmények összehasonlítása az előírt értékekkel. A kerékbeállítási paraméterek mérése a programozott mérési lefutás mellett szabadon választható sorrendben is végrehajtható. Ez természetesen nagyobb szakértelmet kíván a mérő személytől. Ilyen esetben alábbi szempontokat különösen szem előtt kell tartani: Lakatos István, KEFO

282 282 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A kerékdőlés és kerékösszetartás értékek mérése előtt a kerekeket egyenesmeneti helyzetbe kell állítani, ezzel ugyanis a jármű szimmetria-tengelyéhez igazítjuk őket. Az első tengely egyedi kerékösszetartás értékeinek mérése előtt a kormányzási középhelyzetet kell beállítani. Ez utóbbi járműtípustól függően középhelyzet-beállító csavarral vagy a kormánymű-házon kialakított jelölés segítségével végezhető el. Helyettesítő módszerként az alábbi eljárás is alkalmazható: A kormánykereket a baloldali szélső helyzetből a jobboldaliba kell forgatni, miközben számoljuk a körülfordulások számát. Ezután a körül-fordulások számának felével kormányzunk vissza az egyik szélső helyzetből a középsőbe. Ebben a helyzetben a kormánykerék küllőinek pontosan vízszintesen kell állniuk. Ha ez nem így van, akkor el kell végezni ennek beállítását. Futóművek beállítási lehetőségei Az egyes futóművek beállítási lehetőségei konstrukció-függőek. Egységes beállítási elvet csupán az első kerekek összetartás-állításánál alkalmaznak. Ebben az esetben a nyomtávrúd hosszát módosítják. A kerékdőlés beállítása már többféleképpen történhet. Erre az alábbi ábrasorozat mutat példát. a.) b.) c.) d.) ábra: A kerékdőlés állítási lehetőségei Az a.) ábra a rugóstag felső részének beállítási helyzetével történő kerékdőlés módosításra mutat példát. A b.) ábrán az alváz és a lengőkar közötti hézagolás segítségével megoldott állítási mód látható. A c.) ábra pedig a keresztlengőkar gömbcsuklójának helyzetét változtatja. Végül a d.) ábra a rugóstag alatti támaszt állítja el. Az utánfutás állítása egyes típusoknál a támasztórúd hosszának változtatásával történik (6.72. ábra). Más esetekben pedig a keresztlengőkar és az alváz közé helyezett eltérő vastagságú hézagoló lemezekkel történik az állítás, hasonlóan, mint a kerékdőlés esetében (c.)). Lakatos István, KEFO

283 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Utánfutás állítás A továbbiakban néhány jellegzetes állítási példát mutatunk be az Opel gépkocsik különböző típusain. Ezekben az esetekben a kerékösszetartás állításával nem foglalkozunk, mivel az korábbiakban már leírt módon történik. Opel Corsa-B, Tigra, Combo Kerékdőlés állítás Kormányzási középhelyzet állítás Opel Vectra-B Kerékdőlés állítás Egyenesmeneti helyzet esetén az 1 méret értéke előírt ábra: Opel-típusok futómű beállítása (1.) Lakatos István, KEFO

284 284 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Opel Vectra-B Kerékösszetartás hátul Opel Omega-B Kerékdőlés beállítása Opel Sintra ábra: Opel-típusok futómű beállítása (2.) Lakatos István, KEFO

285 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 285 Opel Frontera Elsőkerék-felfüggesztés beállítási magasság Kerékdőlés beállítása Utánfutás beállítása Maximális alákormányzási szög beállítása 6.6. Futóműdiagnosztika mozgatópadon ábra: Opel-típusok futómű beállítása (3.) A gépjárművek használata során a futóműalkatrészek csatlakozási és rögzítési pontjai fellazulhatnak a kapcsolódó elemek kopása miatt. Ezen túlmenően a szakmai gyakorlatban rendellenes elhasználódásként repedéssel, töréssel, vetemedéssel, valamint a gumi-fém ágyazások elfáradásával, elválásával is találkozhatunk. Az így jelentkező hibák nagymértékben befolyásolják a menetbiztonságot és az utazási komfortot. A jármű-felfüggesztési elemek jellemző meghibásodásai az alábbiak lehetnek: a lengőkaroknak a tengelytesthez kapcsolódó gumiágyas rögzítési pontjai fellazulnak, a gumiperselyek rugalmas betétjei megrepednek, ezáltal a lengőkar rögzítettsége nem megfelelő, a lengőkarok a kerékagyhoz gömbcsuklókkal kapcsolódnak, ezek a használat során megkopnak, Lakatos István, KEFO

286 286 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA a kormányösszekötő rudazatok gömbfejei és csuklói megkopnak, a stabilizátorok rögzítési pontjai fellazulnak, eltörnek, a kerékcsapágyak holtjátéka megnövekszik, esetleg törés következik be, a merev tengelyes felfüggesztés függőcsapszegeinek kopása, törése, a karambolos gépjárművek szakszerűtlen javításából származó vetemedések, repedések, törések. A közlekedésbiztonsági szempontok miatt a 14/1999. (IV. 28.) KHVM rendelettel módosított 5/1990. (IV. 12.) számú KöHÉM rendelet értelmében a futómű bekötés szerkezeti elemeinek, a kormányrudazat és a kerékcsapágy ellenőrzése céljából gépi működtetésű futómű mozgatópadot kell alkalmazni a hatósági műszaki vizsgán. A 3. táblázatban néhány példát mutatunk be a műszaki vizsgán ellenőrzött gépjárművek egyes hibáinak minősítéséről. A vizsgálat tárgya Hiba Minősítés Rugók/bekötési pontok Lengéscsillapítók Stabilizátor Kormány irányítókar Kerékagy csapágyak Kopott/nagy holtjáték Sérült/deformálódott Próbapadi érték Szivárog Mechanikai biztosítás nem megfelelő Sérült/deformált Mechanikai biztosítás nem megfelelő Kopott/nagy holtjáték Kopott/nagy holtjáték Szorul A/K A A/K K/H A A/K A/K A/K A/K A ábra: Futóműhibák minősítése a hatósági műszaki vizsgán (A alkalmatlan, K korlátozottan alkalmas, H a hiba nem befolyásolja érdemben a közlekedésbiztonságot) A futómű bekötési pontok vizsgálata mozgatópadon A gépjárművek hatósági vizsgatechnológiája a futómű, illetve kerékfelfüggesztés ellenőrzésénél az alábbi műveleteket írja elő: a felerősítések, a felfüggesztési (bekötési) pontok elmozdulás vizsgálata, a trapézkarok és tengelyek állapotellenőrzése, a gumialkatrészek (szilentblokkok) állapotellenőrzése, a gömbfejek trapézkarokra rögzítésének állapotvizsgálata, a stabilizátorok, és azok felfüggesztésének állapotvizsgálata, a függőcsapok és gömbfejek rögzítésének és kopottságának vizsgálata, a kerékcsapágyak és csapágyjátékok vizsgálata. A futómű bekötési pontok, az ágyazások, az agyhajtások rögzítésének, valamint a csapágyazás illesztési- és a csatolási-játékai elsősorban haszonjárműveknél csak jelentős gumiabroncs talperők hatására válnak jól vizsgálhatóvá. Az érdemi vizsgálathoz szükséges erőbevezetés még személygépjárművek esetén is csak korlátozottan valósítható meg. Lakatos István, KEFO

287 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 287 A vizsgálat eredményes végrehajtásához gépi erőbevezető pad szükséges. Ezzel biztosítható ugyanis a megkívánt irányú és nagyságú erő létrehozása, a mozgás reprodukálhatósága, a vizsgálathoz szükséges létszám csökkentése, az emberi erő megkímélése, a balesetveszély szinte teljes megszüntetése ábra: Futómű állapotvizsgálat mozgatópadon A továbbiakban a mozgatópaddal létrehozható lehetséges mozgásokat és a mozgások révén végrehajtható vizsgálatokat ismertetjük. A bal oldali vizsgálólap elfordulása A mozgatópad 1. mozgás-fajtájaként a bal oldali vizsgálólap körív mentén a jármű középvonalának irányába fordul el ábra: A mozgatópad 1. mozgás-fajtájaként a bal oldali vizsgálólap körív mentén Ilyenkor a működtető gomb elengedésének után a rugó-visszatérítéses mágnesszelepek a mozgató munkahengert alaphelyzetbe hozzák, tehát a lap haladási iránnyal párhuzamos helyzetbe áll vissza. A gombot tetszőleges alkalommal meg lehet nyomni, vagy elengedni, mozgás közben is. A vizsgálólap forgásközéppontja a lap akna felőli harmadában található. Ha a jármű kerekei nem pontosan a forgásközépponton állnak, akkor ez a vizsgálati forma a kerekeket egymáshoz viszonyítva össze- vagy szétfordítja, ezzel egyidejűleg össze,- illetve szétfeszíti, a mozgás irányának megfelelően. Lakatos István, KEFO

288 288 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Ez a mozgatás a kormányzással azonos elmozdulásokat hoz létre a kormányműben, a kormányösszekötő rudazatban és a kerekeken. Ez a vizsgálat a kormányösszekötő rudazat gömbcsuklóit veszi igénybe, de a globoid csigás kormánygépek holtjáték vizsgálatánál is előnyős. A vizsgáló lap forgatása a kormányösszekötő rudazatot úgy veszi igénybe, hogy a rudazat gömbcsuklóinak holtjátéka a váltakozó húzó- nyomó igénybevétel hatására láthatóvá válik. A járulékos oldalmozgás pedig a függőcsapszeg illetve a trapézkarok holtjátékának vizsgálatát teszi lehetővé ábra Lakatos István, KEFO

289 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra A jobb oldali vizsgálólap jármű hossztengelyére merőleges elmozdulása A mozgatópad 2. mozgás-fajtája, hogy a jobb oldali vizsgáló lap a jármű hossztengelyére merőleges irányban mozdul el, majd a működtető gomb elengedése után alaphelyzetbe áll vissza ábra: A jobb oldali vizsgálólap jármű hossztengelyre merőleges elmozdulása Lakatos István, KEFO

290 290 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra Ez a vizsgálati forma a futómű elemek csatlakozásainak terhelésére szolgál. A kerekeket a haladási irányra merőlegesen kifelé és befelé feszíti. A ábra azokat a jellegzetes helyeket, bekötési pontokat mutatja, melyek járműterhelés alatt vizsgálhatóak, nevezetesen a függőcsap, a McPherson bekötés, a kerékcsapágyazások, a lengőkar csapágyazás, szilentblokk. Mód nyílik az alvázak esetleges repedéseinek kimutatására is. Lakatos István, KEFO

291 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra ábra ábra ábra A vizsgálólapok azonos ütemben történő, menetirány szerint előre, illetve hátra mozgatása A mozgatópad 3. mozgásfajtája, hogy a vizsgáló lapokat azonos ütemben menetirány szerint előre illetve hátra mozgatja. Lakatos István, KEFO

292 292 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: A bal oldali vizsgálólap elfordulása Ez az igénybevétel csak a kerekek befékezett állapotában ad információt, hiszen egyéb esetben csak a kerekeket gördítjük előre-hátra. Ez az üzemmód mind az első, mind a hátsó futómű terhelését biztosítja. A ábra a trapéz lengőkarok és a torziós rúd terhelését mutatja. A távtartórudas hídmegvezetés bekötési pontjai (lásd az alábbi ábrasorozatot), a laprugós felfüggesztések ágyazásai, kötései is ennél a terhelésnél ellenőrizhetőek. Ikertengelyes, lap- és légrugós tengelyhidak és a kapcsolt felfüggesztés valamennyi kritikus pontja álló járműnél jól reprodukálhatóan egyedül az erőbevezető pad révén vizsgálható ábra Lakatos István, KEFO

293 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra ábra Járulékos vizsgálatok A pad mozgatólapjának elfordítása révén járulékos hatásként láthatóvá válik a globoid csigás kormánygépek Pittmann tengelyének holtjátéka. Az első tengely vizsgálata során, mikor a jobb oldali kerék alatti vizsgálólapot az akna irányában elnyomjuk, létrehozunk az első tengelyen egy haladási irányra merőleges, kb. 40 mmes oldalirányú eltolást. Ez az elmozdulás a hátsó tengelyen befékezett kerekek esetében olyan igénybevételt jelent, mintha a hátsó hidat függőleges tengely körül el akarnánk fordítani. Merevhidas és független kerékfelfüggesztés esetén ilyenkor kitűnően látszanak a befogási pontok holtjátékai. A vizsgáló lapok hosszirányú mozgatásának a befogási helyek vizsgálata miatt is fékezett kerekek mellett van értelme. A befékezett kerekek ilyen esetben a közúti fékezéshez hasonló Lakatos István, KEFO

294 294 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA erőhatásokat kapnak. Tárcsafékek esetében láthatóvá válik. hogy a fékszerkezet felerősítő és tartóelemeinek nincs-e játéka, billenése, vagy egyéb közlekedésbiztonságot veszélyeztető hibája. Ez a vizsgálat olyan kiegészítője a görgős fékpadi mérésnek is, amely a hagyományos vizsgálati eljárásból teljesen hiányzik. A járulékos vizsgálatok hatásait az alábbi ábra tekinti át ábra ábra A mozgatópad telepítési szempontjai A mozgatópad mechanikai egysége alapesetben munkagödörbe telepített kivitelű. Speciális esetben lehet járósíkra fektetett rampás, illetve emelőberendezésre telepített változatú is. Lakatos István, KEFO

295 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 295 A mechanikai egység elhelyezésére szolgáló beton akna alján a beton legalább 10 cm vastagságú kell legyen, mert a mechanika rögzítése az aljzatbetonba fúrt horgonycsavarokkal történik. A műszert rendeltetéséből adódóan általában vizsgálóaknára telepítik. A jobb és baloldali mechanikai egységhez az aknában hajlékony tömlőkön vezetik a hidraulikaolajat ábra: A mozgatópad mechanikai egysége A vizsgálatok megkezdése előtt a gépkocsival kis sebességgel lehetőleg a vizsgálólapok közepére kell állni. Ügyelni kell a párhuzamos beállásra: a gépkocsi hossztengelye essen egybe a vizsgálópad középvonalával. Ezután a sebességváltót üresbe kell kapcsolni és a motort le kell állítani. A mozgatópad beépítési lehetőségei A mozgatópadok beépítése szerelőakna mellé, illetve gépjárműemelőre történhet ábra: A mozgatópad beépítése 6.7. Haszonjármű futóművek beállítása A helyes futómű-beállítás a haszonjárművek esetében talán még fontosabb, mint a személygépkocsiknál. Itt ugyanis sokkal jelentősebb költségvonzatokkal kell számolni az esetleges hibák esetében. A helytelen futómű-beállítás következményei sokrétűek lehetnek. Néhány példa: rendellenes gumiabroncs kopás, oldalra húzó jármű, nagy tüzelőanyag-fogyasztás. Lakatos István, KEFO

296 296 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A hibák oka a beállítható paraméterek nem megfelelő beállítása, illetve alvázelhúzódás is lehet. A haszonjárműveknél általában az alábbi paraméterek állíthatóak: merev tengelynél: merőlegesség, kormányzott tengelynél: kerékösszetartás, max. kerék-alákormányzási szög. Az alábbi ábra járműszerelvények esetében tekinti át a nem megfelelő futómű-beállítás következményeit. Lássunk erre egy szemléletes számpéldát is: tételezzük fel, hogy egy kerék 5 mm/m mértékben balra gördül, a vele ellentétes oldali pedig ugyanekkora mértékben jobbra. Az eredmény megnövekedett gördülési ellenállás. A jármű nehezebben gördül, nő a gumiabroncs-kopás és emelkedik a tüzelőanyag-fogyasztás. A járművek ferde futása miatt haladás közben növekszik a jármű által a közútból elfoglalt szélesség (6.95. ábra). A hibák oka gyakran az alváz elhúzódásában keresendő (6.96. ábra) ábra: A futómű-beállítási hibák következményei járműszerelvény esetén Lakatos István, KEFO

297 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Alváz elhúzódások A mérés előtt természetesen a korrekt mérési eredmények érdekében ugyanúgy, mint a személygépkocsik esetében ellenőrzéseket kell végrehajtani. Ellenőrizni kell: a gumiabroncsok nyomását, a gumiabroncsok egyformaságát, a holtjátékokat (rugók, légrugók, stabilizátorok, lengéscsillapítók, gömbfejek, függőcsapszegek stb.). A mérés utáni beavatkozási lehetőségeket az alábbi táblázat foglalja össze. Kormányzott tengely Kerékösszetartás Kerékdőlés Max. alákormányzási szög Kormány középhelyzet Kanyarodási szögeltérés Utánfutás Csapterpesztés Nyomtávrúd állítása Egyengetés Végállás-határoló állítása Típusfüggő módon Lengőkar csere Ékek beépítése Csapszegcsere Merev tengely Kerékösszetartás Kerékdőlés Egyengetés Egyengetés Tengelyhelyzetek (merőlegesség) Hézagolás / egyengetés ábra: Beállítási lehetőségek haszonjárművek esetén Lakatos István, KEFO

298 298 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A mérési folyamat első lépcsője többtengelyes járművek esetében is a mérőfejek, illetve mérőtáblák felszerelése. (Ebben a fejezetben a mérőtáblás-vetítős mérési elvet használjuk példaként.) Ennek az alábbi ábra a mérőtáblák felhelyezésének változatait tekinti át ábra: A mérővonalzók felhelyezése haszonjárművek esetén A vetítők felszerelése a mérőfejtartóra történik, ezt követi a keréktárcsa-ütés kompenzációja. Lakatos István, KEFO

299 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra: Univerzális vetítő tartó és lézer vetítő (mérőfej) A tárcsaütés kompenzációja esetében a vetítő lézer-sugarával egy legalább 2 4 m távolságban felszerelt mérőtáblára kell vetíteni, és a kerék forgatása közben a kompenzáló csavarokkal meg kell szüntetni a sugár beérkezési pontjának ingadozását. A kerékösszetartás és a tengelyhelyzetek mérése a mérővonalzók és a vetítők segítségével történik. Az alapelvet a ábra szemlélteti. A kerékösszetartás az elől és hátul leolvasott számértékek különbségeként határozható meg előjelhelyesen. Ez az érték, a mérőtáblák közötti távolsággal osztva mm/m dimenzióban adja meg a kerékösszetartás értékét. Ez az érték természetesen keréktárcsa-átmérőre is átszámítható, így mm lesz a mértékegysége, illetve fokban és szögpercben is megadható. A tengelyek ferde állása a definíció alapján a kétoldali kerékösszetartások különbsége segítségével határozható meg ábra: Kerékösszetartás mérés A továbbiakban néhány konkrét mérési példát ismertetünk. A vizsgált alapesetek az alábbiak: egy első és egy hátsó tengely, egy első és két hátsó tengely, két kormányzott első tengely és egy hátsó tengely csuklós autóbusz mérése. Futómű mérés egy első és egy hátsó tengely esetén Az egy első és egy hátsó tengellyel rendelkező haszonjárművek esetében a mérés a személygépkocsik esetére leírt elv szerint történik. Különleges mérési eljárásra ebben az esetben nem kerül sor. A vetítő, illetve mérőtáblák a ábra első sorában látható módon szerelendők fel. A mérőfejes (pl. gumizsinóros) elven működő műszerek mérési elrendezését a ábra mutatja. Lakatos István, KEFO

300 300 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA ábra: Futómű mérés egy első és egy hátsó tengely esetén Futómű mérés egy első és két hátsó tengely esetén Erre az esetre az alábbi ábra mutatja a mérési elrendezést mérőfejes (pl. gumizsinóros) elven működő műszerek példáján ábra: Futómű mérés egy első és két hátsó tengely esetén Ferdeállás mérés A 2. hátsó tengely tényleges menettengelye és az 1. hátsó tengely tényleges menettengelye egymáshoz viszonyított helyzetének mérése. (A mérés előtt meg kell győződni arról, hogy az 1. hátsó tengely tényleges menettengelyének helyzete megfelel-e a gyári tűrésnek.) A mérés menete a következő: 1. Mérőfejek (vagy mérőtáblák vetítők) felszerelése az első és az 1. hátsó tengelyre. 2. Bal első kerék beállítása egyedi kerékösszetartás 0 o 00 helyzetbe (kormánykerék forgatással, az 1. hátsó tengely tényleges menettengelyéhez viszonyítva). 3. Kormánykerék rögzítése (kormánykerék-rögzítővel) fejes rendszer esetén a mérőfejek áthelyezése az 1. hátsó tengelyről a 2.-ra. Itt újbóli keréktárcsa-ütés kompenzáció. 5. Egyedi kerékösszetartás mérés a 2. hátsó tengelyen. 6. A 2. hátsó tengely baloldali egyedi kerékösszetartás értéke megadja a 2. hátsó tengely 1. hátsó tengelyhez viszonyított ferde állását. (A jobboldali egyedi kerékösszetartás értéket figyelmen kívül kell hagyni.) A + érték jelentése balra, míg a értéké jobbra. Az 1. hátsó tengely kilógásának mérése A tengely kilógását a felszerelt skálákon leolvasható értékek különbsége adja (ábra). Az ábrán látható példa esetében a baloldali skálán 3,5, míg a jobboldalin 8,5 számérték olvasható le. Lakatos István, KEFO

301 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA 301 A két érték különbségének a fele: ábra 8,5 3,5 2 Tehát az 1. hátsó tengely a 2.-hoz viszonyítva 2,5 cm-re jobbra (a nagyobb érték irányába) helyezkedik el. Futómű mérés két kormányzott első és egy hátsó tengely esetén A mérés elvi vázlata az alábbi ábrán látható. A mérés menete: 7. Az 1. kormányzott tengely és a hátsó tengely mérése megegyezik a már leírtakkal. 8. Az 1. kormányzott tengely kerekeinek egyedi összetartását azonos értékre történő beállítása. 9. A kormánykerék rögzítése. 10. A forgózsámolyok nullázása. 11. A 2. kormányzott tengely kilógásának mérése a rá felszerelt skálák segítségével. 12. A mérőfejek áthelyezése az 1. kormányzott tengelyről a 2.-ra. 13. Egyedi kerékösszetartás mérés és kormányzási közép helyzet mérése. 14. Kanyarodási szögeltérés mérés a 2. kormányzott tengelyen: kormányzott tengely középállásban, 16. az 1. kormányzott tengely kanyar belső kerekének 20 o -os elfordítása, majd a 2. kormányzott tengely kerekének elfordulási szögértékének leolvasása a forgózsámolyról, 17. az előző lépés megismétlése az ellentétes irányban is, ugyancsak 20 o -os elfordítással, 18. mindkét oldalon azonos értéket kell kapni. 2,5 cm Lakatos István, KEFO

302 302 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Futómű mérés csuklós autóbusz esetén A mérés menete: ábra 19. Az A-B tengelyek mérése teljes mértékben megegyezik az eddigiekben márt leírtakkal. 20. Egyedi összetartás mérés a B tengelyen ez lesz a C tengely mérésének bázisértéke. 21. A mérőfejek áthelyezése (előtte tartó A-ról C-re): 22. B tengelyről a C-re 23. A tengelyről a B-re. 24. Keréktárcsa-ütés kompenzáció a C tengelyen. 25. A C tengely eltolása addig, amíg a B tengelyen azonos értékű egyedi kerékösszetartást nem mérünk (a 2. pontban felvett bázis érték). Ekkor mindhárom tengely egy vonalban áll. 26. A C tengely egyedi kerékösszetartásának és kerékdőlésének mérése. Lakatos István, KEFO

303 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra Kormánymű középhelyzet beállítása A gyártók némelyike a kormányművön jelöléssel adja meg a középhelyzetet. Ilyenkor tengely A jelölésének egyenesen a középvonal irányába kell mutatnia (max. eltérés: ±10 o ) ábra Lakatos István, KEFO

304 304 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA Más gyártók viszont az alábbi módszert írják elő: A kormánykereket a baloldali teljesen alákormányzott helyzetből a jobboldali teljesen alákormányzott helyzetbe kell forgatni. A körülfordulások számát kettővel osztjuk, majd a kormánykereket a kapott eredménynek megfelelően forgatjuk vissza. A kormánykerék középhelyzetében ellenőrizni kell a kerekek egyenesmeneti helyzetét. A kormánymű középhelyzet úgy is megtalálható, ha a kormánymű állítócsavarjának rögzítőanyáját oldjuk és a beállító-csavart addig csavarjuk be, amíg a megemelt kerék kézzel mozgatva érezhető ellenállással jut a középhelyzetbe. A rögzítő-anyát ebben a helyzetben kell meghúzni. Kormánymű középhelyzet beállítása 2 kormányzott tengely esetén: Ebben az esetben a második kormányzott tengely A jelű kormánytolórúdját meg kell lazítani. Mozgassuk a kereket kézzel szélső helyzetből középső irányba, amíg enyhe nyomást nem érzünk ekkor olvassuk le a mérőtáblán kijelzett értéket. Ismételjük meg a folyamatot a másik irányból is. A kormánymű középhelyzet a két leolvasott érték számtani közepe. Ezután állítsuk a kereket a kormánymű középhelyzetnek megfelelő helyzetbe. Ha ekkor a kerék előtt és mögött elhelyezett mérőtáblán ugyanazt az értéket látjuk, akkor a kormánymű középhelyzet a bal első kerék egyenesmeneti helyzetében áll fenn. A maximálisan megengedett eltérés 1 o lehet. Nagyobb eltérés esetén a kormánytolórúd hosszát módosítani kell. A beállítás után a kormánykerék helyzetét a baloldali kerék egyenesmeneti helyzetében kell ellenőrizni. Némelyik konstrukciónál véghelyzet-határoló szelepet építenek be. Ilyenkor, ha a tolórúd hosszát módosítottuk, akkor ezt a szelepet a gyári előírásoknak megfelelően újra be kell állítani ábra Lakatos István, KEFO

305 6.FUTÓMŰ DIAGNOSZTIKA ábra ábra Lakatos István, KEFO

306 7. Gázemisszió diagnosztika 7.1. Otto-motorok gázelemzése A motorok károsanyag-kibocsátását nagyon erőteljesen befolyásolja az adott üzemállapot üzemanyag-levegő keverési aránya (vagy másként fogalmazva a légviszony-tényező ). Ennek értékét üzem közben a keverékképző berendezések határozzák meg. A keverék minőségétől függvényében az alábbi ábra mutatja az Ottó-motorok emissziós komponenseinek változását. A katalizátor nélküli motor (vagy katalizátoros jármű katalizátor előtt mért kipufogógáz-összetételére) esetében. A CO-emisszió a dús tartományban a léghiány miatt közel lineárisan változik a légfelesleg-tényező függvényében. Szegény keverék esetén viszont alacsony szinten (0,1 0,2 tf%) állandósul. A függvény töréspontja a = 1,0 érték közelébe esik. A HC-emisszió mind dús, mind szegény keverék esetén emelkedő jellegű. Minimumát a = 1,0 1,1 intervallumban éri el. Az NOx-kibocsátás éppen fordítva viselkedik a függvényében, mint a szénhidrogénemisszió. A függvény szélső értéke (maximuma) = 1,05 1,1 közé esik. A katalitikus utánkezelés segítségével a motor által kibocsátott káros kipufogógázkomponensek több mint 90%-a átalakítható veszélytelen összetevőkké. Az ún. három komponensre ható katalizátor arról kapta nevét, hogy egyidejűleg alakítja át a CO-, a HC-, és az NOx -összetevőket. A katalizátor után a -függvényében felrajzolt emissziós értékekből (7.1. ábra) kitűnik, hogy mindhárom komponens tekintetében a katalizátor csak a =1 érték szűk környezetében, az ún. lambda-ablakban működik hatékonyan. Emiatt kell a keverékképző rendszereket a -szonda segítségével szabályozottá tenni ábra: Kipufogógáz-összetevők változása a légviszony függvényében Lakatos István, KEFO

307 7.GÁZEMISSZIÓ DIAGNOSZTIKA A mérőműszerek felépítése és működése A diagnosztikai gyakorlatban az infravörös-elven (NDIR) működő műszerek terjedtek el. A mérési elv azon alapul, hogy a különböző atomokból felépülő molekulájú gázok az infravörös hullámhossz-tartományú sugárzás energiáját anyagfajtájuknak megfelelően nyelik el ábra: A különböző gázok abszorpciója A szén-monoxid például a 4,6 m hullámhosszúságú sugarakat abszorbeálja. A CO, a HC és a CO2 tehát a beérkező fény különböző hullámhosszúságú sugarait nyeli el. Meg kell jegyezni, hogy ezzel a módszerrel a szénhidrogén koncentráció meghatározása csak részlegesen lehetséges. A kipufogógázban ugyanis mintegy 200 féle szénhidrogén van jelen, így egy anyagfajtára érzékenyített infra-elemzővel nem lehet a HC-kibocsátásról teljes képet adni. A szervizgyakorlatban elterjedt gázelemzőket normál-hexán komponensre állítják be (ezzel töltik fel az érzékelő-kamrát). Így a teljes szénhidrogén-emissziónak mintegy a felétharmadát mérjük, de ez jellegben hűen követi a motorok teljes HC-kibocsátását. A műszer mérőkamrája egyetlen gázra (pl. CO) bemutatva az alábbi elven működik: A mintegy 700 o C-ra felhevített (5) infravörös sugárzó által létrehozott sugárzás átáramlik a kipufogógázzal töltött (3) mérőküvettán, majd belép az (1) érzékelő kamrába. Az érzékelő kamra ismert CO-hányadú gázzal van feltöltve. A gáz elnyeli a CO-nak megfelelő hullámhosszúságú sugárzást. Ez az abszorpció hőmérséklet-növekedéssel jár, amely gázáramlást idéz elő a V1 térfogatból a V2 irányába. Mivel az infra-sugárzást állandó frekvenciával a (4) blende szaggatja, emiatt az előbb említett áramlás is váltakozó jellegű. Ennek jelét a (2) áramlásérzékelő váltakozó villamos jellé alakítja. A mérőküvetta CO-tartalmától függően változik az érzékelő-kamrába érkező sugárzás energiája és emiatt az alapáramlás is. Tehát a váltakozó elektromos jel középértéke jellemző lesz az emittált CO-mennyiségre. Lakatos István, KEFO

308 308 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 7.3. ábra: NDIR mérőkamra (1 érzékelő-kamra V1 és V2 kiegyenlítő térfogattal, 2 áramlásérzékelő, 3 mérőküvetta, 4 forgó blende, 5 infravörös sugárzó) A fenti elven működő műszer így már tehát alkalmas egyetlen gázkomponens mérésére. Az elvet felhasználva, három csatornát egyetlen műszerbe építve már a CO, CO 2, HC mérésére egyaránt alkalmas műszert kapunk (7.4. ábra). Természetesen ilyenkor mindhárom érzékelő kamra más gázzal, CO-val, CO2-vel, illetve HCvel van kitöltve ábra: 3-gáz analizátor (1 infra-sugárzó, 2 mérőkamra, 3 NDIR-mérőkamrák, 4 blende, 5 kipufogó gáz, 6 infra-szűrő, 7 elektronika) Az elterjedten használt 4-gáz analizátorok a fenti három komponensen kívül még az O2- koncentrációt is mérik. Ez azonban NDIR-elven nem lehetséges. Erre a célra oxigén-cellát (elektrokémiai mérőcella) használnak (7.5. ábra). Az anód ólomból a katód nikkelből készül. A katódon lezajló reakció az alábbiak szerint megy végbe (redukció): O2 + 2H2O + 4e 4OH Az anód reakció (oxidáció): 2Pb + 4OH 2Pb + 2H2O + 4e A környezeti levegőre (20,9 tf% O2) a cella 1,4 A jelet ad. (Mivel a szondareakció az ólom oxidációja, a cella a szabad levegő oxigénjével érintkezve elöregszik.) Az érzékelő kimenő jele az NTC terhelő ellenálláson folyó áram, amely arányos az oxigén-koncentrációval. Lakatos István, KEFO

309 7.GÁZEMISSZIÓ DIAGNOSZTIKA ábra A légviszony meghatározása a diagnosztikában közvetett úton történik. (A közvetlen út a motor légnyelésének és a tüzelőanyag-fogyasztásának egybevetésével történhetne, de a szervizgyakorlatban ez nem járható út.). A közvetett út a kipufogógáz elemzésén alapszik. Kémiai reakcióegyenletek (pl. Brettschneider-formula) segítségével lehet a légviszony-tényező értékét kiszámítani, mely számítás alapadatait az egyes kipufogógáz-alkotók koncentrációi adják. (A gázkoncentrációkat térfogatszázalékban kell a képletbe behelyettesíteni.) Az egyszerűsített Brettschneider-formula: ahol: [ ] koncentráció, CO, CO2,, HC, O2 komponensek tf%, K FID/NDIR műszergyártói adat Az egyszerűsített formula csak akkor érvényes, ha a kipufogógázban az NOx koncentrációja elhanyagolható (Mivel a szervizgyakorlatban a 4-gáz analizátorok terjedtek el, a műszerek e szerint a képlet szerint számolnak.). Lássunk erre egy számpéldát: A vizsgált jármű katalizátor után mért értékei az alábbiak: CO2 15,9 tf% CO 0,01 tf% O2 0,1 tf% HC 15 ppm = 0,0015 tf% A kijelzett érték: A műszerekre vonatkozó további követelmények: legyen OMH I. osztályú minősítésű, a mérésfolyamat legyen automatikus, a műszer végezzen automatikus önellenőrzést és nullázást, Lakatos István, KEFO

310 310 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA a műszer alkalmas legyen a mérés előtt betáplált adatok tárolására, az előírt és mért értékek összehasonlítására. automatikusan értékeljen (megfelel/nem felel meg) és nyomtassa ki a mérési jegyzőkönyvet. A fent felsorolt követelmények elsődleges célja a manipulációs lehetőségek korlátozása. A műszernek az emissziós jellemzőkön túlmenően az alábbi paramétereket is mérnie kell: Motorfordulatszám A motorfordulatszám mérése a járműmotorok fejlődésével egyre nehezebben végezhető el. A hagyományos mérőműszerek (indukciós fogó, optikai jeladó stb.) jeladóinak felhelyezésére egyre kevesebb lehetőség van. Vannak olyan műszerek, amelyek a generátor feszültségjel ingadozása alapján jelzik ki a fordulatszámot, egyes elektronikus vezérlő egységeken külön kivezetést alakítottak ki erre a célra. Legújabb és célszerűnek tűnő megoldás a motortömbre vagy a motorházban egyéb helyre mágnessel felerősíthető adó, amely zaj- vagy a rezgés-spektrum alapján (e kettő közül automatikusan a jobbik jelet választva) közvetlenül a kiértékelő műszerbe bevezethető jelet szolgáltat (AVL). Olajhőmérséklet Az olajhőmérséklet mérése nem kötelező, csak ajánlott. Azért célszerű, mert a motor hőállapotát az olajhőmérséklet jellemzi a legjobban. Hitelesítés és kalibrálás A műszert a Mérésügyi Hivatallal vagy általa kijelölt szervvel évente hitelesíttetni kell. Kalibrációt előírt vizsgálógázzal félévenként kalibráló szolgálat vagy saját szakszemélyzet végezhet. A hitelesítés és a kalibráció megtörténtét dokumentálják, a készüléken matricával jelzik. Beépített óra a készüléket 180 nap után automatikusan kikapcsolja, ha a kalibráció elmaradt. A műszer üzembe helyezése A mérőműszer minden bekapcsolás után automatikusan önellenőrzést végez. Ha valamit nem talál rendben, megtagadja a további mérést. Az önellenőrzés időtartamát a kiszolgáló személyzet a szűrők ellenőrzésére használhatja fel. A tömítettséget naponta kell ellenőrizni. Ez a művelet a szonda furatának bedugózása után gombnyomásra indítható. A folyamat automatikus, elve az, hogy a szivattyú leállása után a depresszió nem csökkenhet. Minden vizsgálat előtt automatikus nullpont-kiegyenlítést végez a műszer. (A CO, CO2 és HC értékeket nullára állítja, az O2 értékét a levegő szokásos oxigéntartalmával hasonlítja öszsze.) Mért jellemzők A katalizátor előtt és után mért emissziós jellemzők megfelelő értékeire az 7.6. ábra mutat példát. Nagyon lényeges, hogy a légviszony-tényező ( ) értéke megegyezik a katalizátor előtt és után mérve! Lakatos István, KEFO

311 7.GÁZEMISSZIÓ DIAGNOSZTIKA ábra: Mért kipufogógáz jellemzők Hatósági környezetvédelmi felülvizsgálat A hatósági környezetvédelmi vizsgálatoknál külön kell választani a hagyományos benzinmotoros járművek és szabályozatlan keverékképzésű, katalizátoros járművek vizsgálatát, illetve a szabályozott keverékképzésű, katalizátoros járművek vizsgálatát. Hagyományos és szabályozatlan keverékképzésű, katalizátoros járművek A szennyezőanyag-kibocsátást alapjáraton és emelt fordulatszámú üresjáraton kell mérni. A beállítási adatokat az alábbi táblázat foglalja össze. motorhőmérséklet ( C) a gyártó vagy a forgalmazó által üzemmeleg állapotra megadott legkisebb motorolaj hőmérséklet, vagy minimum 60 C. Zárásszög tartomány tól-ig gyári érték Alapjárati fordulatszám min./max. gyári érték (min.-1). Alapjárati CO (tf%) koncentráció, Négyütemű katalizátoros 1,0 gyári érték hiányában megengedhető január 1. előtt gyártott 6,0 legnagyobb értéke: január 1. előtt gyártott egyéb négyütemű 4, január 1. után gyártott egyéb négyütemű 3,5 Kétütemű 2,5 Kétütemű katalizátoros 1,5 Emelt üresjárati fordulatszám gyári érték hiányában nmin = 2500 min.-1 nmax. = min./max. (min.-1) 3000 min.-1. Szabályozatlan keverékképzéssel gyári érték, vagy gyári adat hiányában λ 1,00. üzemelő, katalizátorral felszerelt négyütemű motoros jármű esetén λ (lambda légviszony) tényező értéke 7.7. ábra: A jármű gyári beállítási adatainak meghatározása A mérés előtt a járművet szemrevételezni kell az alábbi szempontok szerint: kipufogó rendszer tömítettsége, tömörsége; katalizátor sértetlensége (ha van); kipufogógáz visszavezető rendszer megfelelősége; Lakatos István, KEFO

312 312 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA légszűrő megfelelősége; szekunder levegő rendszer megfelelősége; egyéb kapcsolatos érzékelők megfelelősége; olajszivárgás ellenőrzése; hűtővízszivárgás ellenőrzése; légkondicionáló megfelelőségére; tömörsége; katalizátoros jármű esetén benzintank nyílás szűkítő beépítettsége. A motor a mérés előtt üzem meleg állapotra kell hozni, majd az alábbi sorrendben kell a mérést elvégezni: A jármű gázelemzése emelt fordulatszámon (a fordulatszámot legalább 30 s ideig kell tartani), A jármű gázelemzése alapjáraton. (a fordulatszámot alapjáraton legalább 30 s ideig kell tartani). A minősítés akkor lehet MEGFELEL, ha a szemrevételezéses ellenőrzés eredménye megfelelt, és a mért értékek a gyári előírásoknak, illetve annak hiányában a jogszabályban meghatározott értékeknek megfelelnek. Szabályozott keverékképzésű, katalizátoros járművek A szennyezőanyag-kibocsátást ebben az esetben is alapjáraton és emelt fordulatszámú üresjáraton kell mérni. motorhőmérséklet ( C) Zárásszög tartomány tól-ig Alapjárati fordulatszám min./max. (min.-1). Alapjárati CO (tf%) koncentráció, gyári érték hiányában megengedhető legnagyobb értéke: Emelt üresjárati fordulatszám min./max. (min.-1) Emelt üresjárati CO (tf%) koncentráció - gyári előírás szerint, vagy maximum (tf%) koncentráció Lambda (λ) érték emelt üresjáraton, a kipufogócső végén Katalizátorkondicionálás Kondicionálási idő [s] és fordulatszám [min. -1 ] a gyártó vagy a forgalmazó által üzem-meleg állapotra megadott legkisebb motorolaj hőmérséklet, vagy minimum 60 C. gyári érték gyári érték július 1-je előtt gyártott 0, június 30-a után gyártott 0,3 gyári érték hiányában nmin = 2500 min.-1 nmax. = 3000 min július 1-je előtt gyártott 0, június 30-a után gyártott 0,2 gyártó által adott (min./max.) tűréssel; vagy: multifunkciós (3-utas) katalizátor esetén, λ = 1,0 ± 0,03 gyártómű előírása szerint Adat hiányában t =120 s; n = 2500 min ábra: A jármű gyári beállítási adatainak meghatározása Lakatos István, KEFO

313 7.GÁZEMISSZIÓ DIAGNOSZTIKA 313 A mérés előtt a járművet szemrevételezni kell az alábbi szempontok szerint: kipufogó rendszer tömítettsége, tömörsége; katalizátor sértetlensége; kipufogógáz visszavezető rendszer megfelelősége; légszűrő megfelelősége; szekunder levegő rendszer megfelelősége; kartergáz visszavezetés rendben; egyéb kapcsolatos érzékelők megfelelősége; olajszivárgás ellenőrzése; hűtővízszivárgás ellenőrzése; légkondicionáló megfelelősége; tömörsége; benzintank nyílás szűkítő beépítettsége; lambda szonda sértetlensége; MIL lámpa nem ég, ég (ha van). A motor a mérés előtt üzem meleg állapotra kell hozni, majd az alábbi sorrendben kell a mérést elvégezni: A jármű gázelemzése emelt fordulatszámon (a fordulatszámot legalább 30 s ideig kell tartani), A jármű gázelemzése alapjáraton. (a fordulatszámot alapjáraton legalább 30 s ideig kell tartani). A mérést zavaró körülmények esetén: pl. mérés közben fordulatszámejtés, ventilátorbeindulás meg lehet ismételni. Szabályozott keverékképzésű, katalizátoros, fedélzeti diagnosztikai rendszerrel (OBD) szerelt járművek A felülvizsgálatot az OBD rendszer ellenőrzésével és kiolvasásával, valamint emelt fordulatszámú üresjáraton végzett emisszió-méréssel kell elvégezni. Mérés előtti OBD-vel kapcsolatos teendők: A jármű azonosító adatok átvétele, vagy bevitele, MIL lámpa állapot ellenőrzése, értékelés Az OBD és a vizsgáló készülék közötti kommunikáció létrehozása Az OBD kiolvasót össze kell kötni a jármű diagnosztikai portjával; (Diagnosztikai port beépítési helye a gyártó adata szerint) Amennyiben a kommunikáció nem jön létre, a motort leállítva ismételten meg kell kísérelni a kapcsolat létrehozását Amennyiben a kapcsolat nem hozható létre, a vizsgálatot a katalizátoros, szabályozott keverékképzésű járműveknél leírtak szerint kell végrehajtani Fedélzeti diagnosztikai rendszer (OBD) vizsgálata Az OBD rendszer készenléti állapotának (Readiness) ellenőrzése, A zavarjelző (MIL) lámpa működésének ellenőrzése, Hibatároló kiolvasása Lakatos István, KEFO

314 314 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A kipufogógáz- és működési vizsgálat eredményeinek értékelése és megjelenítése. A szennyezőanyag-kibocsátást ebben az esetben is alapjáraton és emelt fordulatszámú üresjáraton kell mérni. motorhőmérséklet ( C) Emelt üresjárati fordulatszám min./max. (min.-1) Emelt üresjárati CO (tf%) koncentráció - gyári előírás szerint, vagy maximum (tf%) koncentráció Lambda (λ) érték emelt üresjáraton, a kipufogócső végén Katalizátorkondicionálás Kondicionálási idő [s] és fordulatszám [min. -1 ] a gyártó vagy a forgalmazó által üzemmeleg állapotra megadott legkisebb motorolaj hőmérséklet, vagy minimum 60 C. gyári érték hiányában n min = 2500 min.- 1 n max. = 3000 min július 1-je előtt gyártott 0, június 30-a után gyártott 0,2 gyártó által adott (min./max.) tűréssel; vagy: multifunkciós (3-utas) katalizátor esetén, λ = 1,0 ± 0,03 gyártómű előírása szerint Adat hiányában t =120 s; n = 2500 min ábra: A jármű gyári beállítási adatainak meghatározása A mérés előtt a járművet szemrevételezni kell az alábbi szempontok szerint: kipufogó rendszer tömítettség, tömörség, olajszivárgás, hűtővízszivárgás, és a légkondicionáló megfelelőségének; tömörségének ellenőrzésére; HC-mérés A HC mérést az üresjárati hengerteljesítmény-méréssel összekapcsolva szokás elvégezni. Ez a diagnosztikai módszer az egyedi (hengerenkénti) szívótorok befecskendezésű motoroknál különösen fontos. A vizsgálathoz a motort üresjáratban, min -1 között állandósult fordulatszámon járatjuk (kitámasztott gázpedál mellett). A gázelemző megméri a HC-emissziót és ezt adatot eltárolva bázis-értékként kezeli. Ezután automatikusan kioltja az 1-es henger gyújtását. Ekkor természetesen csökken a fordulatszám és jelentősen megnő a szénhidrogén-kibocsátás, mert a gyújtáskikapcsolt henger beszívja a szénhidrogén-levegő keveréket, de azt a kipufogási ütemben ki is tolja. A gázelemző megméri a megnövekedett kibocsátást és az adatot eltárolja (a növekmény az adott hengerhez tartozó HC-érték). A diagnosztikai próbapad visszakapcsolja a gyújtást, a motor ismét valamennyi hengerével üzemel. A műszer megvárja míg stabilizálódik a motorjárás és a HCkibocsátás. Ezt követően a diagnosztikai próbapad kikapcsolja a gyújtási sorrendben következő henger gyújtását, a gázelemző pedig megméri a HC-emissziót ebben az esetben is, és természetesen ezt az adatot is memorizálja. A folyamat mindaddig tart, amíg a hengerek el nem fogynak. A delta-hc mérés végeredményét az alábbi hibák befolyásolják: gyújtáshibák, Lakatos István, KEFO

315 7.GÁZEMISSZIÓ DIAGNOSZTIKA 315 szelepvezérlési hibák tüzelőanyag-bejuttatási hibák, hengerenkénti dózishibák, vagy keverékelosztási hibák, hengertömítettségi hibák, hengerenkénti olajfogyasztás-eltérés hibák. A delta-hc kizárólag programvezérelten futhat le. Katalizátoros kialakításnál különösen fontos a programozott mérésvezérlés a katalizátor védelme érdekében. Katalizátoros esetben a kipufogógáz-mintavételnek a katalizátor előtt kell történnie. Ha nincs külön mintavevő cső kivezetve, akkor a lambdaszonda kiszerelése után, annak furathelyénél vegyük a mintát. A kiértékelési elvek megértéséhez vegyünk egy egyszerű példát: Egy kifogástalanul működő motor esetében a mért HCbázis=200 ppm. Ha valamely hengert kikapcsoljuk, akkor normál esetben ennek hatására 1500 ppm HC-emisszió növekedést tapasztalunk, azaz HC = 1500 ppm. 1. Eset: Ha valamely hengerben gyújtáshiba van (a példa kedvéért nincs gyújtás), akkor ez a henger már alapállapotban elégetlen szénhidrogénekkel növeli a HC-kibocsátást. Tehát a HC bázis = magas érték. A hibás henger kikapcsolásakor a HC-kibocsátás nem változik jelentősen. Tehát a hibás hengerre rámutató HC = alacsony érték. 2. Eset: Ha valamely hengerben befecskendezési hiba van (a példa kedvéért nincs befecskendezés), akkor ez a henger már alapállapotban nem növeli a HC-kibocsátást. Tehát a HCbázis= alacsony érték. A hibás henger kikapcsolásakor a HC-kibocsátás nem változik jelentősen. Tehát a hibás hengerre rámutató HC = alacsony érték. A fentieket összegezve hengerenkénti befecskendezéses motorokra az alábbi táblázat összegzi a HC-mérés diagnosztikai információit. Hiba jellege HC bázis HC (a hibás hengernél) Keverékképzési hiba Alacsony Alacsony Gyújtás hiba Magas Alacsony ábra: A HC-mérés kiértékelése Lakatos István, KEFO

316 8. Dízelmotorok füstölésmérése 8.1. A füstölésmérés elvi alapjai A diagnosztikai gyakorlatban elsősorban a fényelnyelés elvén működő füstölésmérő műszerek terjedtek el. A mérési elv a dízelfüst méréstechnikai definíciójából indul ki. Eszerint a dízelfüst a kipufogógázban abszorbeált mindazon szilárd és folyékony összetevők (aerosolok) összessége, amelyek elnyelik, megtörik vagy visszaverik a fényt. Ezt a tulajdonságot extinkciónak is szokás nevezni, amely a közegre (ez esetben kipufogógáz) bocsátott fény abszorpcióját (elnyelés) és a szórását jelenti együttesen ábra: A dízelrészecske felépítése A füstölés mérőszámai A füstölés mértéke a fenti definícióból kiindulva jellemezhető a füstoszlopra bocsátott ismert intenzitású fény intenzitásának csökkenésével, hiszen ez a közegben lejátszódó extinkcióval függ össze. Lakatos István, KEFO

317 8.DÍZELMOTOROK FÜSTÖLÉSMÉRÉSE ábra: A füstoszlopban lejátszódó extinkció Az ábra alapján az ismert I 0 fényintenzitás értéke az L hosszúságú (optikai úthossz) füstön áthaladva I-re csökken. A csökkenés százalékos mértéke adja az átlátszatlanság vagy másnéven opacitás értékét, amely a füstölés mérőszámaként használatos: N 100 I0 I Az extinkció mértéke több tényezőtől is függ. Ezek az alábbiak: az átvilágított füstoszlop hossza (L optikai úthossz) a füstoszlop termodinamikai állapotjelzői: hőmérséklet (T) nyomás (p) a közeg abszolút fényelnyelési együtthatója (k [m -1 ]), amely ugyancsak jellemző a füstölés mértékére, azaz füstölési mérőszámként használatos. Az opacitás és az abszolút fényelnyelési együttható közötti összefüggést a Beer Lamberttörvény írja le: 0 I N e k L T p 0 T p 0 Ahol: T 0 és p 0 a szabványos vonatkoztatási állapot termodinamikai állapotjelzői. A Beer Lambert-törvény rávilágít, hogy az opacitás [%] és az abszolút fényelnyelési együttható [m -1 ] egymásnak teljes mértékben megfelelő fogalmak, a mérés során azonban ügyelni kell arra, hogy a peremfeltételek (hőmérséklet, nyomás, optikai úthossz) állandóak legyenek, illetve kis mértékben változzanak. Lakatos István, KEFO

318 318 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA A hatályos európai és a magyar rendeletek a kipufogógáz dinamikus nyomásával töltött részáramú vagy mintavételes opaciméterek használatát írják elő. A részáramú, illetve mintavételes kifejezés azt jelenti, hogy nem a teljes kipufogógáz áramot vizsgáljuk, világítjuk át, hanem annak csupán egy részét, amelyet mintavevő szondán keresztül vezetünk be a műszer mérőkamrájába A füstölésmérő műszerek felépítése A hatósági gyakorlatban előírt opaciméter elvi belső felépítése az alábbi ábrán látható ábra: Mintavételes, részáramú opaciméter belső felépítése Az ábrán jelölt tételek az alábbiak: A kiömlő nyílás E beömlő nyílás (a mintavevő szondától) V útváltó szelep (mérő, ill. kalibráló állás) D fényérzékelő L fényforrás M mérőkamra (L=430 mm) G fúvók (kamra-átöblítés, optikákat védő légfüggöny) H fűtőszál A műszer belső felépítése rögtön választ ad a mérési körülmények egy részének állandósítására, hiszen a mérőkamra szabványosított hossza (0,430±0,005 m - az optikát védő légfüggöny miatt nem pontos érték) rögzíti az optikai úthosszt, míg a fűtőelektronika jóvoltából a mérések mindig 100±5 o C mérőkamra-hőmérséklet mellett történnek Mintavevő szonda A mérőkamra belső nyomására nézve az európai előírások megszabják, hogy az 750 Pa-nál nagyobb mértékben nem térhet el a légköri nyomástól. Ez a kipufogógáz dinamikus nyomásával töltött opacimétereknél a mérőszonda méretének helyes megválasztásával érhető, amely ugyancsak előírt és a környezetvédelmi mérések adattábláiból adott motortípusra kiolvasható. Általános szabály, hogy a szonda/kipufogócső keresztmetszet viszony értékének minimálisan 0,05-nak kell lennie. Lakatos István, KEFO

319 8.DÍZELMOTOROK FÜSTÖLÉSMÉRÉSE ábra: A mintavevő szonda méretei Szondatípus Kipufogócső belső [mm] 1. szonda ( 10 mm) szonda ( 27 mm) ábra: Szabványosított mintavevő-szonda méretek Elektromos időállandó A műszerrel időállandója is nagyon lényeges a mérés szempontjából. Az időállandó az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a műszer kijelzője a bemeneti jel 90%-át mutassa, miután a fotocellát teljesen elsötétítő ernyőt (blende) eltávolították, azaz a bemeneten megjelent a jel ábra: Az időállandók (50, 200 és 1000 ms) hatása az kimeneti jelre (vastag vonal: INPUT, vékony vonalak: OUTPUT) Az ábrából láthatóan a 90%-os jelértéket az INPUT-szint megjelenése után rendre 50, 1000 és 200 ms után éri a műszer kimenete. Tételezzük fel, hogy a műszer mérőkamráját 100 %-os opacitású füsttel töltjük ki, mégpedig úgy, hogy a kitöltés azonnal (időszükséglet nélkül) megtörténik és az ábrán szaggatott vonallal jelölt időpillanatban azonnal meg is szűnik. Ebben az esetben a felfutási görbék és a szaggatott függőleges egyenes metszéspontja adja meg a műszer által kijelzett opacitás értéket. Ez pedig a különböző időállandók esetén jelentősen eltér Lakatos István, KEFO

320 320 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA egymástól. Emiatt kulcskérdés a mérés során az időállandó előírása és betartása. Sőt a műszer kalibrálásának, pontosságellenőrzésének is rendszeresen ki kellene terjednie erre a területre ábra: Az A és a B módus összehasonlítása Programozott mérés A korrekt és reprodukálható mérés további előfeltétele, hogy a mérés lefolytatása is mindig azonos feltételek mellett történjen. A füstölésméréskor alkalmazott teljes terhelésű szabadgyorsítás esetén ez műszakilag programozott méréssel képzelhető el. A programozott mérés fogalma azt jelenti, hogy a műszer LED vagy kijelző felirat segítségével jelzi, hogy mikor kell gázt adni, meddig kell azt tartani, majd elvenni, és mikor kezdődik a következő mérési ciklus. A diagram alatti időskála fehér téglalappal jelölt része (5 s), amíg a mérőáramkör mér, míg a fekete téglalappal szimbolizált 3 s időtartamig zárt a mérőáramkör, így a motor alapjárati üzemállapota a következő mérési ciklus előtt stabilizálódik. Lakatos István, KEFO

321 8.DÍZELMOTOROK FÜSTÖLÉSMÉRÉSE 321 t LL alapjáraton tartási idő (min. 15s) n 10 n 10 n LL +0,1 n LL n AR leszabályozási fordulatszám n 90 n 90 n AR 0,1 n AR t B gyorsítási idő (a ford.sz. növekedésnek monotonnak kell lennie) t x mérési hányad a leszabályozási ford. elérése után GYÁRI ADAT (0,5... 2,0 s) t M mérési időtartam (t B + t x ) t H gázpedál tartási idő (t M +min.1s) t L alapjáraton tartási idő (min. 15s) t B (n AR n n LL 90 ) (t n t 10 ) 8.8. ábra: Füstölésmérési ciklus A programozott mérésre vonatkozóan a német AU előírás konkrétan megszabja a betartandó mérési programot. A mérési program a gyorsítási folyamatra nézve előírja, hogy annak monotonnak kell lennie. A gyorsítási idő (t B ) számított paraméter. Az ábrán t X -szel jelölt mérési hányad azonban gyártó által előírt érték, amelyet az AU-adattáblák tartalmaznak. Ennek értéke általában 0,5... 2,0 s. A mérési időtartam a gyorsítási idő és a mérési hányad összegeként definiált mennyiség. Helyes értéke nagyon fontos a végeredmény szempontjából, hiszen ha ezt nem tartjuk be, megtörténhet, hogy belemérünk a leszabályozási szakaszba, amelynek során a motor kilőhet egy, a gyorsításit meghaladó füstpamacsot, amely meghamisítja a mérés eredményét. Az alapjárati stabilizálási idő szintén nagyon fontos (a német AU előírásai szerint min. 15 s), mivel ha túl rövidre van választva nem áll be a biztos alapjárat, míg ha túlságosan hosszú sok korom akkumulálódik a kipufogódobban, amely a szabadgyorsítási szakasz mért füstölésértékét megnöveli. A korszerű füstölésmérő műszerek a programozott mérésre fel vannak készítve, tehát a mérést vezénylik és az eredményeket kiértékelik. Lakatos István, KEFO

322 322 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA 8.9. ábra: Programozott füstölésmérés Az automatikus mérésvezérlés az előbb bemutatott műszaki megfontolásokon túlmenően még az alábbiakat is jelenti: A műszernek ellenőriznie kell az alábbi feltételek teljesülését: a mérés akkor kezdhető meg, ha a készülék hiteles és pontos, minden járműazonosító adatrendelkezésre, a felülvizsgálathoz szükséges minden gyári vagy azt a rendelet szerint helyettesítő adat és információ rendelkezésre áll, a jármű üzemmeleg, a szemrevételezéses vizsgálat eredménye pozitív, amely a MEGFELELŐ jellemző műszerbe billentyűzésével lesz mért érték. A mérés végrehajtása során e rendeletben foglalt feltételek teljesülését a készüléknek folyamatosan ellenőriznie kell, eltérés vagy hiba esetén ismételtet vagy hibajelzéssel a felülvizsgálatot megállítja A mérés vezérlését úgy kell kialakítani, hogy az egyes, önmagában egész felülvizsgálati részmérések, a mérést végző utasítása esetén ismételhetők legyenek A készüléknek automatikusan MEGFELEL - NEM FELEL MEG jellemzéssel ki kell értékelnie a felülvizsgálat eredményét. A műszernek alkalmasnak kell lennie adott protokoll szerint hálózati kommunikációra A vizsgálathoz szükséges járműadatok A környezetvédelmi mérésekhez szükséges járműadatokat az alábbi táblázat mutatja be. Ezeket az adott típusra a Nemzeti Közlekedési Hatóság által jóváhagyott adattárakból (könyv, CD) lehet kiolvasni. Lakatos István, KEFO

323 8.DÍZELMOTOROK FÜSTÖLÉSMÉRÉSE 323 Motorhőmérséklet (olaj/víz) [ o C] Alapjárati fordulatszám (MT/AT) [min -1 ] Leszabályozási fordulatszám [min -1 ] Felpörgetési idő (max.) [s] Mérési időhányad (t X ) [s] Mérési modus (A/B) Mérőszonda (1/2) Kondícionálás [gáz-löket/min -1 ] Max. fényelnyelési együttható [m -1 ] Max. opacitás [%] ábra: Környezetvédelmi vizsgálati adatok Elektronikus tanúsítvány Az elektronikus tanúsítvány azt jelenti, hogy a műszer automatikusan dokumentálja a mérés eredményét, a megbízhatóság növelése érdekében. Az elektronikus tanúsítványnak a következő adatokat kell tartalmaznia: a műhely vagy vállalkozás pontos megnevezése, címe, dátum és idő, a mérési módszer azonosítása járműazonosító adatok (rendszám, gyártmány, típus, alvázszám, km-óra állás, motor kivitel és keverékképzés), a mérést jellemző azonosító adatok (szondaméret, mérési módus, időállandó stb.), beállítási, gyári adatok (mértékegységgel), a szemrevételezéses vizsgálat eredménye (minősítése), a mért értékek (mértékegységgel), a mért értékek értékelése, megjegyzések, a jármű értékelése MEGFELEL - NEM FELEL MEG, a tanúsító neve, aláírása, bélyegző lenyomata A füstölésmérés technológiája A füstölésmérést a vonatkozó jogszabályoknak és előírásoknak megtelelő készülékkel, ún. alapjáratról történő szabadgyorsítással kell elvégezni. Szemrevételezéses ellenőrzés A mérés megkezdése előtt szemrevételezéssel ellenőrizni kell: a légszűrő állapotát a kipufogórendszer (hiánytalan gyári állapotát, tömítettségét, sérülésmentességét). a szerelés és speciális segédeszköz (pl. emelő) nélkül ellenőrizhető emissziócsökkentő rendszereket (kipufogógáz visszavezető, kipufogógáz kezelő, érzékelők, beavatkozók). a gépkocsi általános környezetszennyezési állapotát (motor vagy egyéb olajszivárgás, hűtőfolyadék vagy légkondicionáló szivárgása stb.). Lakatos István, KEFO

324 324 GÉPJÁRMŰDIAGNOSZTIKA a töltésszabályozó rudazat előírásszerű, könnyű működését, a teljes töltési helyzet elérését, a MIL (Működési Hiba Jelző Lámpa) lámpa hiba jelzését. A szemrevételezéses vizsgálatát MEGFELELŐ, illetve NEM FEFEL MEG minősítéssel kell értékelni. NEM FELEL MEG eredmény esetén a gépkocsi felülvizsgálata tovább nem folytatható. Kondícionálás: A füstölésmérés előtt, a kipufogórendszerben lerakódott szennyezés eltávolítása céljából, legalább háromszor, teljes töltéssel a leszabályozási fordulatszámra kell gyorsítani a motort. A gyorsításoknál a gázpedált már a maximális fordulatszám elérésekor hirtelen fel kell engedni. A jármű környezetvédelmi vizsgálata: A gázpedált gyorsan és határozottan (1 s-nál rövidebb idő alatt), ütközésig kell nyomni és - az automatikus nyomatékváltóval szerelt járművek kivételével - meghatározott ideig (tx) leszabályozási fordulatszámon kell tartani. (Automatikus nyomatékváltóval felszerelt járműveknél a leszabályozási fordulatszám helyett a gyártó által megadott fordulatszámot, és a gyártó által megadott technológiát kell alkalmazni a füstölés mérésére.) Legalább három további, ütemezett alapjáratról történő, teljes töltéses szabadgyorsítás végrehajtása a jellemző füstölés meghatározására. A járművet jellemző füstölés a feltételt kielégítő, utolsó három csúcsérték számtani középértéke (két tizedesre kerekítve), ezt kell összehasonlítani az adott járműre előírt értékkel. Vizsgálat fedélzeti diagnosztikai rendszerrel (OBD) szerelt járművek esetén Ilyen esetben a felülvizsgálatot az OBD rendszer ellenőrzésével és kiolvasásával kell kezdeni: A jármű azonosító adatok átvétele, vagy bevitele, MIL lámpa állapot ellenőrzése, értékelés Kommunikáció létrehozása a kiolvasó berendezés, és fedélzeti diagnosztikai rendszer között. Fedélzeti diagnosztikai rendszer (OBD) vizsgálata: Az OBD rendszer készenléti állapotának (Readiness) ellenőrzése, A zavarjelző (MIL) lámpa működésének ellenőrzése, Hibatároló kiolvasása A felülvizsgálat (füstölésmérés, és OBD kiolvasás) eredményének értékelése A füstölésmérést ez után az előbbiekben már leírt módszer szerint kell elvégezni. Lakatos István, KEFO

325 9. Tüzelőanyag-fogyasztásmérés (országúti-, próbapadi fogyasztásmérés) A belső égésű motor tüzelőanyag-fogyasztása jellemző az energiaátalakítás hatásfokára, ezért a diagnosztikai célú, ellenőrző fogyasztásmérés nagy jelentőségű. Segítségével információt kapunk a motor műszaki állapotáról és le tudjuk mérni beavatkozásaink eredményességét. A tüzelőanyag-fogyasztás mérőszámai közül a járműtechnikában a l/100 km dimenziójú terjedt el a leginkább. Ez az alábbi összefüggéssel határozható meg: A képlet elemzése révén könnyen belátható, hogy pontos járműfogyasztás (Q) értéket csak akkor kapunk, ha az elfogyasztott tüzelőanyag-mennyiséget (V), a hozzá tartozó időt (t), a jármű sebességét (v) illetve a megtett utat egyaránt megbízható műszerekkel mértük Az elfogyasztott tüzelőanyag-mennyiség mérése A fogyasztásmérés (tüzelőanyag mennyiség) céljára többféle műszert fejlesztettek ki. A mérési elvre az alábbi ábra mutat példát ábra: Flowtronic típusú fogyasztásmérő felépítése A négy dugattyúból mérőegység a fenti ábra szerint vázolt működési folyamat szerint működik. A mérés a térfogategységhez tartozó impulzusok (beépített Hall-jeladó segítségével) számlálásán alapul. A fogyasztásmérő-egység (a továbbiakban jeladó) bekötése függ a motor keverékképző rendszerétől. A továbbiakban erre mutatunk példákat Fogyasztásmérés karburátoros motorokon 9.2. ábra: Fogyasztásmérés karburátoros motorokon Lakatos István, KEFO