Projekt okładki i wnętrza książki: Dariusz LitwiniecZdjęcie na okładkę: DaimlerRedaktor merytoryczny: Jacek ŁęgiewiczOpracowanie językowe: Barbara GłuchRedaktor techniczny: Ewa KęsickaKorekta: ZespółJeśli nie zaznaczono inaczej, autorem zdjęć jest Marek GabryelewiczPodręcznik dopuszczony do użytku szkolnego przez ministra właściwego do spraw oświaty i wychowania oraz wpisany do wykazu podręczników przeznaczonych do kształcenia w zawodach na podstawie opinii rzeczoznawców: dr. Krzysztofa Koca, mgr. inż. Andrzeja Łazińskiego, mgr. inż. Edwarda Rymaszewskiego.Typy szkół: technikum i szkoła policealna, zasadnicza szkoła zawodowaZawody: technik pojazdów samochodowych, mechanik pojazdów samochodowychKwalifikacja: M.18. Diagnozowanie i naprawa podzespołów i zespołów pojazdów samochodowychRok dopuszczenia: 2015

629.11.011 (075)Bogato ilustrowany podręcznik poświęcony podstawom budowy, diagnozowania i naprawy podwozi oraz nadwozi pojazdów samochodowych. Przedstawiono w nim zagadnienia dotyczące klasyfikacji, identyfika-cji i podstawowych własności trakcyjnych pojazdów samochodowych, podstaw ich eksploatacji, obsługi i naprawy, budowy, diagnozowania i naprawy układów przeniesienia napędu, hamulcowego, kierowniczego i jezdnego. Opisano także ramy i nadwozia pojazdów samochodowych, przyczepy i naczepy, motocykle oraz najważniejsze układy bezpieczeństwa i komfortu jazdy. Materiał nauczania zilustrowano przykładami nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych oraz schematami blokowymi obrazującymi tok postępowania podczas oceny stanu technicznego i poszukiwania przyczyn niesprawności pojazdu. Na końcu każdego rozdziału zamieszczono ćwiczenia i testy kontrolne (z prawidłowymi odpowiedziami na końcu książki), umożliwiające sprawdzenie stopnia opanowania podanych wiadomości.

© Copyright by Wydawnictwa Komunikacji i Łączności spółka z o.o., Warszawa 2015

ISBN 978-83-206-1930-0

Podręcznik szkolny dotowany przez Ministra Edukacji NarodowejZnaki handlowe oraz nazwy firm i produktów zaprezentowane lub wymienione w książce należą do ich właścicieli i zostały użyte tylko w celach informacyjnych lub ilustracyjnych.Utwór ani w całości, ani we fragmentach nie może być skanowany, kserowany, powielany bądź rozpo-wszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym także nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.

Wydawnictwa Komunikacji i Łączności sp. z o.o.ul. Kazimierzowska 52, 02-546 Warszawatel. 22-849-27-51, fax 22-849-23-22Dział Handlowy tel./fax 22-849-23-45tel. 22-849-27-51 w. 555Prowadzimy sprzedaż wysyłkową książekKsięgarnia firmowa w siedzibie wydawnictwatel. 22-849-20-32, czynna pon.–pt. w godz. 10.00–18.00e-mail: wkl@wkl.com.plPełna oferta WKŁ w INTERNECIE http://www.wkl.com.pl

Wydanie 1. Warszawa 2015Objętość: 45 ark. wyd. Nakład 1500 egz.

Słowo wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1 Klasyfikacja, identyfikacja i własności trakcyjne pojazdów

samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.1 Podstawowe definicje i podział pojazdów samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2 Zadania i ogólna budowa układów konstrukcyjnych podwozia . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.3 Identyfikacja pojazdów – tabliczki znamionowe i numer VIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.4 Charakterystyka techniczna pojazdów samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.5 Własności trakcyjne pojazdów samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.5.1 Obciążenia statyczne i dynamiczne pojazdu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.5.2 Siły działające na pojazd podczas hamowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341.5.3 Siły działające na pojazd poruszający się po łuku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351.6 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2 Podstawy eksploatacji, obsługi i naprawy pojazdów

samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.1 Wymagania eksploatacyjne stawiane pojazdom samochodowym . . . . . . . . . . . . . . . 402.2 Ogólne wiadomości o procesie zużywania się pojazdów i ich elementów . . . . . . . . . 442.2.1 Rodzaje tarcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.2.2 Smarowanie elementów współpracujących . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.2.3 Rodzaje i przebieg zużywania się części . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.3 Czynniki wpływające na stan techniczny i trwałość pojazdu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.4 Obsługa techniczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.4.1 Cel technicznej obsługi okresowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.4.2 Podstawowe zasady obowiązujące podczas wykonywania obsługi i napraw pojazdów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.4.3 Zakres czynności obsługowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.4.4 Zagrożenia dla środowiska związane z obsługą, naprawą i użytkowaniem pojazdu 642.5 Badania diagnostyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.5.1 Podstawowe pojęcia diagnostyki technicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672.5.2 Metody rozpoznawania i oceny stanu technicznego pojazdu i jego zespołów . . . . . . 692.5.3 Zakres badań diagnostycznych pojazdów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752.6 Naprawy zespołów i części pojazdów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.6.1 Mycie pojazdów, ich zespołów i części . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.6.2 Demontaż i montaż . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.6.3 Narzędzia i przyrządy stosowane podczas demontażu i montażu . . . . . . . . . . . . . . . . 812.6.4 Metody weryfikacji części . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872.6.5 Metody naprawy i regeneracji części . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.7 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3 Układ przeniesienia napędu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963.1 Źródła napędu pojazdów samochodowych i ich charakterystyka . . . . . . . . . . . . . . . . 963.2 Rodzaje układów przeniesienia napędu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

1

2

3

4

3.3 Sprzęgła samochodowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1053.3.1 Zadania i rodzaje sprzęgieł . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063.3.2 Sprzęgła cierne tarczowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093.3.3 Obsługa i naprawa sprzęgieł . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1253.4 Skrzynki biegów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363.4.1 Zadania, rodzaje i zasada działania skrzynek biegów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373.4.2 Mechaniczne stopniowe skrzynki biegów o osiach stałych, stosowane w samochodach osobowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.4.3 Mechaniczne stopniowe skrzynki biegów o osiach stałych, stosowane w samochodach ciężarowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1683.4.4 Obsługa i naprawa mechanicznych skrzynek biegów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1723.4.5 Hydromechaniczne, stopniowe, automatyczne skrzynki biegów o osiach obracających się . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1813.4.6 Mechaniczne, bezstopniowe, sterowane automatycznie skrzynki biegów . . . . . . . . . 2093.4.7 Hydromechaniczne, stopniowe skrzynki biegów o osiach stałych, stosowane w pojazdach specjalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2123.4.8 Obsługa i naprawa automatycznych skrzynek biegów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2133.5 Wały napędowe i przeguby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2263.5.1 Budowa i zadania wałów napędowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2263.5.2 Rodzaje i zadania przegubów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2293.5.3 Obsługa i naprawa wałów napędowych oraz przegubów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2333.6 Przekładnie główne i mechanizmy różnicowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2383.6.1 Budowa i zadania przekładni głównej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2393.6.2 Budowa i zadania mechanizmu różnicowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2503.6.3 Budowa i zadania obudowy mostu napędowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2573.6.4 Obsługa i naprawa przekładni głównej, mechanizmu różnicowego oraz mostu napędowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2593.7 Półosie i piasty kół napędowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2673.7.1 Budowa i zadania półosi i piast kół . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2673.7.2 Obsługa i naprawa półosi i piast kół . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2753.8 Napęd na więcej niż jedną oś . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2783.8.1 Napęd na wszystkie koła w samochodach osobowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2793.8.2 Napęd na więcej niż jedną oś w samochodach ciężarowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2933.8.3 Obsługa i naprawa skrzynek rozdzielczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2953.9 Materiały eksploatacyjne stosowane w układach przeniesienia napędu . . . . . . . . . . . 2953.10 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

4 Układ hamulcowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3104.1 Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3104.2 Rodzaje układów hamulcowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3124.3 Ogólna budowa i zasada działania układu hamulcowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3144.4 Hamulce bębnowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3184.5 Hamulce tarczowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3304.6 Hamulce taśmowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3404.7 Mechanizmy uruchamiające hamulce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3404.7.1 Mechanizm hydraulicznego uruchamiania hamulca zasadniczego . . . . . . . . . . . . . . 3414.7.2 Mechanizm elektrohydraulicznego (EHB) i elektro mechanicznego (EMB) uruchamiania hamulców . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3564.7.3 Mechanizm pneumatycznego uruchamiania hamul ców w samochodach ciężarowych i autobusach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

4

5

4.7.4 Hydropneumatyczny mechanizm uruchamiający hamulce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3614.7.5 Elektropneumatyczne mechanizmy uruchamiające hamulce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3624.7.6 Mechanizmy uruchamiające hamulec postojowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3644.8 Układy rozdzielające siły hamowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3704.9 Układy zapobiegające blokowaniu kół samochodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3734.10 Hamulce ciągłego działania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3804.11 Badania kontrolne układu hamulcowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3844.11.1 Badania diagnostyczne układu hamulcowego sterowanego hydraulicznie . . . . . . . . 3854.11.2 Badania diagnostyczne układu hamulcowego sterowanego pneumatycznie . . . . . . . 3954.12 Obsługa i naprawa układu hamulcowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3994.13 Materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane w układach hamulcowych . . . 4244.14 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

5 Układ kierowniczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4335.1 Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4335.2 Stateczność ruchu samochodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4345.3 Rodzaje układów kierowniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4375.4 Budowa układu kierowniczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4385.4.1 Mechanizm kierowniczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4395.4.2 Mechanizm zwrotniczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4555.4.3 Mechanizmy wspomagania układu kierowniczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4655.5 Parametry diagnostyczne określające ustawienie kół i osi pojazdu . . . . . . . . . . . . . . . 4715.5.1 Zbieżność kół . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4725.5.2 Kąt pochylenia koła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4755.5.3 Kąt pochylenia osi sworznia (obrotu) zwrotnicy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4785.5.4 Kąt wyprzedzenia osi sworznia (obrotu) zwrotnicy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4815.5.5 Kąty skrętu kół kierowanych (kontrolne i maksymalne) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4835.5.6 Ustawienie osi pojazdu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4845.5.7 Sumaryczny luz układu kierowniczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4875.5.8 Opory skrętu kół kierowanych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4875.6 Specjalne układy kierownicze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4885.7 Aktywne układy kierownicze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4905.8 Obsługa i naprawa układu kierowniczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4935.9 Materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane w układach kierowniczych . . 5285.10 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

6 Układ jezdny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5346.1 Drgania pojazdu oraz ich wpływ na komfort i bezpieczeństwo jazdy . . . . . . . . . . . . 5346.2 Układ zawieszenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5396.2.1 Rodzaje zawieszeń pojazdów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5406.2.2 Zawieszenia ze stalowymi elementami sprężystymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5536.2.3 Zawieszenia z elementami sprężystymi z gumy i tworzyw sztucznych . . . . . . . . . . . . 5826.2.4 Zawieszenia hydroelastyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5836.2.5 Zawieszenia z pneumatycznymi elementami sprężystymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5846.2.6 Zawieszenia hydropneumatyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5996.2.7 Aktywne zawieszenia elektromagnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6076.2.8 Zawieszenia półaktywne z regulacją tłumienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6086.2.9 Obsługa i naprawa układu zawieszenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6106.3 Koła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6246.3.1 Budowa i rodzaje ogumienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625

5

6

6

6.3.2 Oznaczenia opon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6386.3.3 Wymagania w stosunku do ogumienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6426.3.4 Obręcze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6506.3.5 Układ kontroli ciśnienia i centralnego pompowania kół . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6556.3.6 Obsługa i naprawa kół . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6576.4 Materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane w układzie jezdnym . . . . . . . . 6736.5 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676

7 Ramy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6807.1 Budowa i zadania ram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6807.2 Sprawdzanie i naprawa ram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6867.3 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689

8 Nadwozia pojazdów samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6908.1 Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6908.2 Nadwozia samochodów osobowych i pochodnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6918.2.1 Podział nadwozi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6918.2.2 Budowa nadwozi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7008.3 Nadwozia autobusów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7008.3.1 Podział nadwozi autobusów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7008.3.2 Budowa nadwozi autobusów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7048.4 Nadwozia samochodów ciężarowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7058.4.1 Kabiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7058.4.2 Nadwozia użytkowe uniwersalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7178.4.3 Nadwozia użytkowe specjalizowane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7198.4.4 Nadwozia użytkowe wymienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7228.5 Nadwozia samochodów ciężarowych specjalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7248.6 Sprawdzanie, naprawa i konserwacja nadwozi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7258.7 Materiały konstrukcyjne i eksploatacyjne stosowane w nadwoziach . . . . . . . . . . . . . 7338.8 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735

9 Przyczepy i naczepy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7369.1 Przyczepy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7369.2 Naczepy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7429.3 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744

10 Motocykle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74610.1 Rodzaje motocykli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74610.2 Ogólna budowa motocykla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75010.3 Obsługa i naprawa motocykla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76410.4 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766

11 Układy bezpieczeństwa i komfortu jazdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76811.1 Układy bezpieczeństwa czynnego i komfortu jazdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76811.2 Układy bezpieczeństwa biernego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79111.3 Diagnostyka, obsługa i naprawa układów bezpieczeństwa i komfortu jazdy . . . . . . . 81011.4 Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817

Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819

Rozwiązania testów i ćwiczeń kontrolnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827

7

8

9

10

11

Podręcznik ten jest przeznaczony dla uczniów kształcących się w zawodach technik pojaz-dów samochodowych (311513) i mechanik pojazdów samochodowych (723103) oraz dla wszystkich osób chcących osiągnąć efekty kształcenia opisane w kwalifikacji M.18. Diagnozowanie i naprawa podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych.

Treść podręcznika pozwala przygotować się do wykonywania zadań zawodowych wynikających z podstawy programowej ww. kwalifikacji w zakresie:

diagnozowania stanu technicznego, obsługiwania i naprawy

układów wchodzących w skład podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych.Materiał nauczania obejmuje zagadnienia dotyczące klasyfikacji pojazdów samocho-

dowych, ich własności trakcyjnych i podstaw eksploatacji oraz budowy i zasady działania układów przeniesienia napędu, hamulcowego, kierowniczego, zawieszenia i jezdnego, jak również nadwozi pojazdów. Na końcu każdego działu przedstawiono zasady diagnostyki, sposób obsługi oraz naprawy omawianego układu.

Zawarta w podręczniku wiedza pozwala: określać podzespoły i zespoły, charakteryzować budowę oraz wyjaśniać zasady ich dzia-

łania; dobierać metody oraz określać zakres diagnostyki; przyjmować i przygotowywać pojazd do diagnostyki; dobierać i stosować narzędzia oraz przyrządy pomiarowe do wykonania diagnostyki; wykonywać pomiary i badania diagnostyczne oraz interpretować ich wyniki; oceniać stan techniczny; lokalizować uszkodzenia zespołów i podzespołów; dobierać metody i określać zakres napraw; dokonywać we właściwy sposób demontażu i montażu zespołów i podzespołów; przeprowadzać weryfikację zespołów, podzespołów i części; dobierać zespoły i podzespoły lub ich zamienniki do wymiany; wymieniać uszkodzone zespoły i podzespoły z wykorzystaniem urządzeń i narzędzi

warsztatowych; wykonywać konserwację zespołów i podzespołów; wyjaśniać zasady eksploatacji pojazdów oraz dobierać materiały eksploatacyjne; przeprowadzać próby pojazdu po naprawie.

Umożliwia to osiągnięcie wymaganych efektów kształcenia z zakresu podwozi i nad-wozi pojazdów samochodowych

Podstawowe pojęcia obejmujące elementarną wiedzę zaznaczono w tekście pogru-bioną lub pochyłą czcionką. Przedstawione schematy blokowe dotyczące diagnozowa-nia i poszukiwania przyczyn niesprawności pojazdu oraz szczegółowe opisy oceny stanu

8

technicznego, obsługi i naprawy poszczególnych elementów będą mogły zostać wykorzy-stane podczas przygotowywania się do egzaminu potwierdzającego kwalifikacje zawodowe w kwalifikacji M.18.

Niniejszy podręcznik nie wyczerpuje wszystkich możliwych rozwiązań konstrukcyj-nych i technologicznych stosowanych w budowie pojazdów samochodowych z uwagi na to, że ulegają one ciągłym zmianom i modyfikacjom. Jest jednak elementarzem, stanowią-cym początek na trudnej drodze uczenia się przez całe życie w celu osiągnięcia mistrzo-stwa w swoim zawodzie.

W przygotowaniu rozdziału 7 Motocykle współpracował Jeremi Gabryelewicz.

Informacje dotyczące przykładowego programu nauczania, planu dydaktycznego, przedmiotowego systemu oceniania oraz innych materiałów dydaktycznych pomoc-nych nauczycielom prowadzącym zajęcia z tego zakresu i udostępnianych nieodpłatnie przez autora można uzyskać pod adresem marek.gabryelewicz@samochodowka.edu.pl.

*

jak klasyfikuje się pojazdy samochodowe, jak są zbudowane pojazdy samochodowe, jakie elementy identyfikują pojazd, co to jest charakterystyka techniczna pojazdu, jakimi własnościami trakcyjnymi charakteryzują się pojazdy samochodowe.

Pojazd drogowy to środek transportu przeznaczony do poruszania się po drodze oraz przystosowana do tego maszyna lub urządzenie. Określenie to ma szerokie znaczenie, bowiem obejmuje pojazdy i ciągniki samochodowe, ciągniki rolnicze, tramwaje (pojazdy szynowe), motocykle, motorowery, a także inne maszyny i urządzenia, które nie są środ-kami transportu, ale mogą samodzielnie poruszać się po drodze i są przystosowane do wykonywania określonych zadań, np. koparko-ładowarki, walce, rozściełacze mas bitumicznych, równiarki itp.

* W nawiasach kwadratowych, zarówno w podpisach do ilustracji, jak i w tekście, podano numery przywołanych pozycji bibliografii.

1.1

Rys. 1.1 Przykłady pojazdów drogowych niebędących pojazdami samochodowymi [139], [224]* a – równiarka Komatsu, b – walec stalowo-gumowy Dynapac

a b

1

10

Pojazdy samochodowe można podzielić pod względem wykonywanych zadań na: pojazdy przeznaczone do przewozu osób (osobowe, autobusy i motocykle), pojazdy służące do przewozu ładunków, ciągniki samochodowe, pojazdy specjalnego przeznaczenia.

W Prawie o ruchu drogowym zdefiniowano poszczególne rodzaje pojazdów w nastę-pujący sposób:

pojazd silnikowy – pojazd wyposażony w silnik, z wyjątkiem motoroweru i pojazdu szynowego;

Rys. 1.2 Klasyfikacja pojazdów drogowych

Rys. 1.3 Samochody osobowe [144], [149], [242], [251] a – trzydrzwiowy Peugeot 207, b – minivan Citroën C8, c – terenowa Toyota Land Cruiser, d – sportowe Lamborghini Murcielago

a b

dc

11

pojazd samochodowy – pojazd silnikowy, którego konstrukcja umożliwia jazdę z pręd-kością przekraczającą 25 km/h, z wyłączeniem ciągników rolniczych;

samochód osobowy – pojazd samochodowy przeznaczony konstrukcyjnie do przewozu nie więcej niż 9 osób łącznie z kierowcą oraz ich bagażu;

autobus – pojazd samochodowy przeznaczony konstrukcyjnie do przewozu więcej niż 9 osób łącznie z kierowcą;

motocykl – pojazd samochodowy jednośladowy lub wielośladowy z wózkiem bocznym; samochód ciężarowy – pojazd samochodowy przeznaczony konstrukcyjnie do prze-

wozu ładunków (określenie to obejmuje również samochody ciężarowo-osobowe prze-

Rys. 1.4 Autobusy [18], [245] a – turystyczny Van Hool, b – miejski Mercedes-Benz CapaCity

b

a

Rys. 1.5 Motocykle [167], [234] a – enduro (do jazdy w terenie) Kawasaki, b – sportowy Kawasaki

ba

12

znaczone konstrukcyjnie do przewozu ładunków i osób w liczbie od 4 do 9 łącznie z kierowcą);

pojazdy specjalnego przeznaczenia – pojazdy przystosowane do wykonywania ściśle określonych zadań, wyposażone w nadwozia dostosowane do funkcji, jaką mają speł-niać; można je podzielić na:• pojazdy specjalizowane – specjalnie przystosowane do przewozu określonego

rodzaju ładunku, np. cysterny, naczepy do przewozu pojazdów samochodowych, chłodnie, samochody do przewozu żywych zwierząt, betonomieszarki itp.;

Rys. 1.6 Samochody ciężarowe [110], [259] a – skrzyniowy IVECO, b – skrzyniowy (z żaluzjami) DAF

Rys. 1.7 Samochody ciężarowe specjalizowane [111] a – samowyładowczy Kenworth, b – betonomieszarka IVECO

Rys. 1.8 Samochody specjalne [229], [260] a – pożarniczy Sutphen, b – śmieciarka MAN

b

b

ba

a

a

13

• pojazdy specjalne – pojazdy samochodowe lub przyczepy przeznaczone do wykonywa-nia specjalnych funkcji, wymagających konieczności dostosowania (przebudowy) nad-wozia albo specjalnego wyposażenia (np. samochody pomocy drogowej, pojazdy służb technicznych, komunalne, zamiatarki, śmieciarki, pojazdy asenizacyjne, ambulanse służby zdrowia, samochody pożarnicze, przyczepy z agregatami prądotwórczymi itp.);

ciągnik samochodowy – pojazd samochodowy przeznaczony konstrukcyjnie wyłącznie do ciągnięcia przyczepy lub naczepy; określenie to obejmuje:• ciągniki siodłowe wyposażone w siodło do sprzęgania z naczepą; • ciągniki balastowe z silnikami o bardzo dużej mocy, specjalnie obciążone, aby mogły

ciągnąć przyczepy z ładunkami o dużej masie;

ciągnik rolniczy – pojazd silnikowy przeznaczony do prac rolnych, leśnych lub ogrod-niczych we współpracy ze specjalistycznym sprzętem; ciągnik taki może być również przystosowany do ciągnięcia przyczep oraz wykonywania prac ziemnych;

przyczepa – pojazd bez silnika, przystosowany do łączenia z innym pojazdem; naczepa – przyczepa, której jeden koniec spoczywa na pojeździe silnikowym i obciąża

ten pojazd, a drugi koniec spoczywa na kołach jezdnych naczepy; pojazd członowy – to zespół pojazdów składający się z pojazdu silnikowego złączonego

z naczepą.

Rys. 1.9 Ciągniki siodłowe [172], [237] a – bez naczepy, b – z naczepą

Rys. 1.10 Ciągniki balastowe Nicolas Tractomas ze specjalnymi przyczepami do przewozu ładunków ponadgabarytowych [217]

a

a b

b

14

Rys. 1.11 Ciągniki rolnicze John Deere

Rys. 1.12 Przyczepy [134], [212] a – kempingowa, b – ciężarowa

Rys. 1.13 Naczepa samowyładowcza [223]

Rys. 1.14 Pociąg drogowy Mack [141]

b

b

a

a

15

Uwzględniając różne konstrukcje pojazdów samochodowych można przyjąć wiele kry-teriów ich podziału, np. ze względu na:

zdolność przewozową, czyli ładowność; rodzaj nadwozia; liczbę przewożonych osób; rodzaj i moc silnika oraz sposób jego umiejscowienia; usytuowanie mechanizmów napędowych; liczbę napędzanych osi.

Każdy pojazd, niezależnie od przeznaczenia i konstrukcji, składa się z: nadwozia, które stanowi zewnętrzną obudowę pojazdu; jego podstawową i największą

częścią jest kadłub, któremu bez względu na przeznaczenie pojazdu i rodzaj nadwozia stawia się określone wymagania ogólne, jak np. odpowiednia wytrzymałość, lekkość konstrukcji, szczelność, ochrona jadących przed skutkami zderzenia pojazdu i wpły-wem czynników atmosferycznych czy izolacyjność akustyczna;

jednostki napędowej, którą może stanowić tłokowy silnik spalinowy, silnik elektryczny lub inny zmieniający dowolny rodzaj energii w pracę mechaniczną albo ich kombinacja (napęd hybrydowy);

podwozia, w którym znajdują się układy funkcjonalne, pozwalające przenieść moment obrotowy i moc jednostki napędowej na koła samochodu, połączyć koła z nadwoziem oraz prowadzić samochód.Strukturę pojazdu tworzy zbiór jego elementów konstrukcyjnych, które są uporząd-

kowane i wzajemnie powiązane w celu realizacji określonych funkcji. Elementami struk-tury są układy (np. kierowniczy, hamulcowy), zespoły (np. skrzynka biegów, silnik, tylny most), podzespoły (np. tarcza sprzęgła, przegub wału napędowego) i mechanizmy (np. mechanizm różnicowy, mechanizm zwrotniczy), które z kolei można podzielić na pary kinematyczne (np. czop i panewka, współpracujące koła zębate) oraz poszczególne części.

Układ to zbiór elementów realizujących to samo zadanie. Składa się on z zespołów, podzespołów, elementów i par kinematycznych. Przykładami układów funkcjonalnych są układ kierowniczy, hamulcowy itp.

Zespół jest to zorganizowany (uporządkowany) zbiór elementów składowych stanowią-cych gotowy wyrób, np. sprzęgło, skrzynka biegów, zawieszenie, tylny most itp.

Podzespół, nazywany również zespołem drugiego rzędu, stanowi podzielną lub niepo-dzielną część zespołu, jak np. tarcza sprzęgła, kompletna obudowa sprzęgła, zacisk hamulca itp.

Mechanizm to zespół współpracujących ze sobą części składowych, spełniających okre-ślone zadanie, jak np. przenoszenie ruchu lub siły (mechanizm różnicowy, mechanizm zwrotniczy, mechanizm uruchamiający hamulce).

Element stanowi niepodzielną część zespołu lub podzespołu, np. wałek sprzęgłowy skrzynki biegów, koło zębate, tłok zacisku hamulca itp.

Para kinematyczna jest to połączenie ruchowe dwóch członów (elementów), np.: prze-gub kulowy, czop i panewka łożyska itp.

1.2

16

W skład podwozia i nadwozia pojazdu wchodzą układy, zespoły, podzespoły i elementy o różnorodnym stopniu złożoności, wykonane różnymi technologiami, z materiałów kon-strukcyjnych o zróżnicowanej strukturze i właściwościach oraz o różnym stopniu wytrzy-małości mechanicznej.

Głównymi układami tworzącymi podwozie pojazdu samochodowego są: układ prze-niesienia napędu, układ nośny i jezdny, układ kierowniczy oraz układ hamulcowy.

Układ przeniesienia napędu (klasyczny) składa się ze sprzęgła, skrzynki biegów, prze-gubowego wału napędowego, przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, półosi i piast kół. Jego zadaniem jest przeniesienie mocy z silnika do kół napędowych oraz uzyskanie takich wartości przełożeń dynamicznych, aby moment obrotowy silnika wystarczył do pokonania oporów ruchu i uzyskania odpowiedniej prędkości pojazdu.

Układ nośny i jezdny samochodu składa się z ramy lub konstrukcji samonośnej nad-wozia, zawieszenia przedniego i tylnego oraz kół jezdnych. Pośredniczy on w przenosze-niu na koła pojazdu sił pionowych, podłużnych i poprzecznych działających na nadwozie samochodu oraz w przenoszeniu na nadwozie reakcji pochodzących od nawierzchni drogi.

W zawieszeniu pojazdu można wyróżnić elementy: prowadzące, których zadaniem jest:• połączenie kół z ramą lub nadwoziem,• wyznaczenie ruchu kół w czasie ich przemieszczania względem ramy lub nadwozia,• zapewnienie toczenia się kół po ustalonym torze,• przeniesienie reakcji wywołanych siłą napędową i siłą hamowania oraz siłą odśrod-

kową w czasie ruchu pojazdu po łuku lub spowodowanych bocznym wiatrem; sprężyste, umieszczone między kołami a ramą lub nadwoziem, służące do przenoszenia

wszystkich sił pionowych działających na koła jezdne samochodu; amortyzujące, tłumiące drgania masy resorowanej nadwozia samochodu.

Rys. 1.15 Klasyczny układ przeniesienia napędu [59]

17

Zawieszenie, wykorzystując elementy sprężyste i amortyzujące umieszczone między nadwoziem (ramą) i kołami samochodu, stanowi sprężyste połączenie dwóch mas: reso-rowanej, czyli nadwozia (lub nadwozia wraz z ramą) samochodu i nieresorowanej, którą tworzą koła, hamulce, wahacze itp.

Układ kierowniczy ma za zadanie umożliwić kierowcy nadanie pojazdowi wymaga-nego kierunku ruchu i utrzymanie tego kierunku przez odpowiednie ustawienie kół kie-rowanych. Układ ten składa się z dwóch mechanizmów:

mechanizmu kierowniczego, służącego kierowcy do ustawienia kół kierowanych pojazdu pod kątem potrzebnym do uzyskania wymaganego kierunku jazdy i składają-cego się z koła kierownicy, kolumny kierownicy, przegubowego wału kierownicy oraz przekładni kierowniczej;

mechanizmu zwrotniczego, służącego do ustawienia kół kierowanych względem siebie pod takimi kątami, aby ich toczenie po łuku odbywało się poprawnie pod względem kinematycznym i składającego się z drążków kierowniczych, ramion zwrotnic i zwrot-nic.Układ kierowniczy jest najczęściej wspomagany hydraulicznie lub elektrycznie.Układ hamulcowy ma za zadanie zmniejszenie prędkości lub zatrzymanie pojazdu

znajdującego się w ruchu oraz jego unieruchomienie na postoju. Pojazdy samochodowe są wyposażone w hamulce robocze (zasadnicze), awaryjne i postojowe (pomocnicze), a ich niezawodność ma decydujący wpływ na poziom bezpieczeństwa czynnego samo-chodu. Układ hamulcowy składa się z mechanizmów hamulcowych oraz mechanizmu uruchamiającego hamulce. Obecnie stosowane są hamulce tarczowe lub szczękowo--bębnowe. Mechanizm uruchamiający hamulce może być mechaniczny, hydrauliczny, pneumatyczny lub hydrauliczno-pneumatyczny. W celu zmniejszenia siły niezbędnej do uruchamiania układu hamulcowego stosuje się mechanizmy wspomagające działanie hamulców.

Rys. 1.16 Zawieszenie samochodu osobowego [52]

18

Wszystkie pojazdy samochodowe są specjalnie znakowane w celu identyfikacji. Każdy samochód musi mieć tabliczkę znamionową, a bezpośrednio na nadwoziu wybity numer zgodny z międzynarodowym systemem oznaczeń identyfikacyjnych pojazdów samocho-dowych VIN (skrót od angielskiej nazwy Vehicle Identification Number). Także przyczepy samochodowe powinny być wyposażone w tabliczkę znamionową oraz mieć wybity numer

1.3

Rys. 1.17 Układ kierowniczy samochodu osobowego [52]

Rys. 1.18 Układ hamulcowy samochodu osobowego [52]

19

identyfikacyjny. System międzynarodowego znakowania pojazdów został wprowadzony w połowie lat 70. XX wieku.

W systemie VIN numer identyfikacyjny składa się z siedemnastu znaków (liter lub cyfr) pozwalających zakodować podstawowe informacje o samochodzie, jak np. kraj pro-ducenta, rok produkcji oraz dane dotyczące konstrukcji nadwozia, podwozia czy rodzaju silnika. Pozwala to m.in. ocenić, czy elementy takie, jak silnik i skrzynka biegów oraz wyposażenie samochodu są zgodne z oznaczeniem kodowym i czy pojazd nie był „prze-rabiany”. Dokonując oceny autentyczności numeru identyfikacyjnego, można również stwierdzić, czy pojazd nie został skradziony. Podczas złomowania pojazdu numer iden-tyfikacyjny jest niszczony (wycinany). Firmy produkujące samochody są zobowiązane do stosowania międzynarodowego systemu znakowania. Należy jednak pamiętać, że zdarzają się pewne odstępstwa od zasad zalecanych w tym systemie (np. rok produkcji, który powi-nien być zakodowany na 10. miejscu, jest kodowany na miejscu 11.).

Siedemnastoznakowy numer identyfikacyjny VIN jest podzielony na trzy człony: WMI (3 znaki), określający światowy kod producenta i kraj, w którym pojazd został

wyprodukowany; VDS (6 znaków), opisujący główne cechy pojazdu, takie, jak typ, wersja, rodzaj silnika

oraz nadwozia, układ napędowy itp.;

Rys. 1.19 Struktura numeru identyfikacyjnego pojazdu VIN

1-1 Przydział kodów producentów w wybranych krajach [77]

Pierwszy znak (strefa

geograficzna)

Drugi znak (kraj)

A C C D E F G H J K L M N P R S T U V W X Y Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0Afryka A Afryka Południowa

AzjaJ JaponiaL Chiny Malezja Tajwan

Europa

S Wlk. Brytania PolskaV Austria Francja HiszpaniaW NiemcyX RosjaZ Włochy

AmerykaPółnocna

1 Stany Zjednoczone2 Kanada Meksyk

Oceania6 Australia7 N. Zelandia

AmerykaPołu-dniowa

8 Argentyna Chile Ekwador Peru Wenezuela

20

VIS (8 znaków), pozwalający odróżnić dany pojazd od innych, czyli zawierający rok produkcji i kolejny numer.Przy rozkodowywaniu dwóch pierwszych znaków członu WMI należy posługiwać się

specjalnymi tablicami. Człon VDS opisujący pojazd jest kodowany przez producenta pojazdu i w celu jego

identyfikacji należy dysponować odpowiednim kluczem producenta.

Człon VIS, identyfikujący pojazd, pozwala określić rok produkcji pojazdu oraz zakład montujący. Ostatnie sześć znaków stanowi kolejny numer pojazdu, pozwalający rozróżnić poszczególne egzemplarze samochodów tego samego typu. Dla określenia rocznika można posłużyć się tablicą 1-2. W celu jednoznaczności oznaczeń pominięte są litery I, O oraz Z, które mogłyby być interpretowane jak cyfry 1, 0 lub 2. Co trzydzieści lat symbole powta-rzają się, co oznacza, że samochody wyprodukowane w roku 1980 i w roku 2010 mają przydzielony ten sam kod oznaczony literą A.

1-2 Kodowe oznaczenie roku produkcji w systemie VIN [77]

Rok Kod Rok Kod Rok Kod1980 A - - - -

1981 (2011) B 1991 M 2001 11982 (2012) C 1992 N 2002 21983 (2013) D 1993 P 2003 31984 (2014) E 1994 R 2004 4

1985 F 1995 S 2005 51986 G 1996 T 2006 61987 H 1997 V 2007 71988 J 1998 W 2008 81989 K 1999 X 2009 91990 L 2000 Y 2010 A

Rys. 1.20 Informacje zakodowane w członie WMI

Rys. 1.21 Informacje zakodowane w członie VDS

21

Zgodnie z wymaganiami [78]* numer identyfikacyjny VIN powinien być: umieszczony po prawej stronie pojazdu, jeżeli to możliwe – w przedniej jego połowie; czytelny z zewnątrz pojazdu (np. wewnątrz przestrzeni pasażerskiej w pobliżu słupka

przedniej szyby); umieszczony w łatwo widocznym miejscu, w sposób wykluczający możliwość wytarcia

lub zmiany; umieszczony bezpośrednio na części pojazdu (ramie, nadwoziu), która nie daje się

łatwo usunąć czy wymienić lub na oddzielnej płytce trwale przymocowanej do pojazdu, przy czym dopuszcza się w jednym pojeździe oba sposoby;

wykonany w ten sposób, aby znaki były czytelne, trwałe, nie dające się łatwo zmienić, składające się z liter alfabetu łacińskiego i cyfr arabskich o wysokości (dla pojazdów silnikowych i przyczep, z wyjątkiem motocykli) minimum 7 mm.Wybrane przez producenta miejsce umieszczenia numeru VIN powinno być opisane

w „Instrukcji pojazdu”.Znaki identyfikacyjne mogą być wykonywane następującymi metodami [19]:

wybijane – wklęsłe, wykonywane mechanicznie (rzadko ręcznie) przy pomocy zespo-lonych znakowników, pozwalających uzyskać jednakową głębokość i rozmieszczenie poszczególnych znaków; zdarzają się także numery wykonywane pojedynczymi zna-kownikami dającymi zdecydowanie mniejszą dokładność wykonania;

wytłaczane – wypukłe, wykonywane maszynowo na różnego rodzaju tabliczkach, w sposób zapewniający bardzo dużą dokładność kształtu i rozmieszczenia znaków;

wycinane – w postaci otworów w kształcie liter lub cyfr, wykonywanych mechanicznie na tabliczkach;

wypalane – wykonywane bezpośrednio na nadwoziu lub tabliczce metodą elektro-iskrową, a następnie zabezpieczane przed korozją specjalną, samoprzylepną taśmą przezroczystą.Numery identyfikacyjne wykonywane są najczęściej na elementach polakierowanych

i dlatego pole numerowe powinno mieć te same warstwy lakieru, co sąsiednie elementy. Zdarza się jednak, jak w przypadku firmy BMW, że pole numerowe po nałożeniu pierw-szej warstwy lakieru zakrywa się specjalnym paskiem folii usuwanym po zakończeniu procesu lakierowania. W związku z tym faktura powierzchni pola numerowego jest inna niż sąsiadujących elementów.

Numery identyfikacyjne VIN umieszcza się najczęściej: w komorze silnika – na prawym bocznym wzmocnieniu, z prawej strony przegrody

czołowej lub na górnej poprzeczce wzmocnienia czołowego; w kabinie – na podłodze w okolicy przedniego fotela; na prawym słupku – środkowym lub przednim; w bagażniku – po prawej stronie podłogi;

* Patrz przypis na s. 9.

Rys. 1.22 Informacje zakodowane w członie VIS

22

na prawym nadkolu; na prawej podłużnicy w pobliżu przedniego prawego koła.

Każdy producent ma swoje zasady dotyczące treści, wyglądu, rozmieszczenia i sposobu wykonania oznaczeń identyfikacyjnych. Zasady te są najczęściej zachowywane w kolej-nych modelach.

Producenci nanoszący numer VIN muszą kierować się obowiązującymi wszystkich ogólnymi zasadami. Najważniejsze z nich są następujące:

każde niezajęte miejsce w siedemnastoznakowym kodzie musi być wypełnione cyfrą 0; numer powinien być umieszczony w jednym lub dwóch wierszach; odstępy między znakami powinny być jednakowe; dopuszcza się oddzielenie poszczególnych członów numeru specjalnym znakiem gra-

ficznym, innym niż cyfry i litery (np. pozioma kreska, gwiazdka, znak firmowy), przy czym znaki takie umieszcza się także zwykle na początku i na końcu numeru (rys. 1.23).

Porównując rzeczywisty numer identyfikacyjny na pojeździe z wymaganiami stawianymi przez system VIN oraz szczegółowymi zasadami, którymi kieruje się producent, można doko-nać oceny jego autentyczności. Pozwala to ujawnić jego sfałszowanie, które ma często miejsce po kradzieży pojazdu. O nielegalnej zmianie numeru VIN mogą świadczyć między innymi:

wycięcie oryginalnego numeru i wstawienie w to miejsce elementu z innym numerem (innego samochodu tej samej marki); sfałszowanie można ujawnić poprzez zbadanie jednorodności warstw lakierniczych i blachy oraz sposobu łączenia z nadwoziem ele-mentu zawierającego numer VIN;

zaklepanie oryginalnego numeru, zaszpachlowanie i nabicie nowego; o dokonanym fałszerstwie może świadczyć przesunięcie miejsca nabicia numeru oraz nierówne usta-wienie znaków, ich różne odległości i głębokości;

przebicie poszczególnych znaków, np. cyfry 3 na cyfrę 8 lub 9, cyfry 5 na cyfrę 6 poprzez nabicie brakujących fragmentów lub odwrotnie – wypełnienie części cyfr, np. zmiana cyfry 8 na cyfrę 3; fałszerstwo można ustalić poprzez dokładne oględziny poszczegól-nych znaków przy użyciu optycznych urządzeń powiększających.Podczas oględzin pojazdu należy także zwrócić uwagę na zgodność numeru identy-

fikacyjnego VIN naniesionego na nadwoziu z tabliczką znamionową, na której jest on powtórzony.

Tabliczki znamionowe są znormalizowane i powinny być wykonane z materiału zapew-niającego odporność na czynniki atmosferyczne, korozję i zużycie. Wymaga się, aby były

Rys. 1.23 Przykładowe numery identyfikacyjne VIN samochodów Citroën (a) i Peugeot (b)

ba

23

zamocowane w sposób trwały (przynitowane), w miejscu dostępnym, na elemencie trwa-łym i niepodlegającym wymianie. W samochodach osobowych i pochodnych tabliczka znamionowa powinna zawierać następujące dane:

nazwę wytwórni, numer świadectwa homologacji, numer identyfikacyjny VIN, dopuszczalną masę całkowitą, dopuszczalną masę pojazdu z przyczepą wyposażoną w hamulec, dopuszczalne obciążenie przedniej osi, dopuszczalne obciążenie tylnej osi.

Dodatkowo producent może umieścić informacje dotyczące: numeru lakieru, oznaczenia wersji, numeru dla części zamiennych, dopuszczalnej masy pojazdu z przyczepą bez hamulca, poziomu zakłóceń radioelektrycznych.

Na tabliczkach znamionowych samochodów ciężarowych mogą znaleźć się dane doty-czące ładowności, a w przypadku autobusów liczby miejsc.

Charakterystyka techniczna pojazdu jest to zbiór jego podstawowych parametrów podawa-nych przez producenta. Na ogół tworzą go dane dotyczące: wymiarów, masy, prędkości oraz konstrukcji pojazdu. Informacje, które zawiera charakterystyka techniczna, zależą od rodzaju pojazdu. Przykładem mogą być samochody terenowe, dla których podawane są dodatkowe parametry, nieuwzględniane przez producentów samochodów osobowych, jak np. głębokość brodzenia, zdolność pokonywania wzniesień, maksymalny przechył boczny itp.

Charakterystyka techniczna pozwala na porównanie technicznych właściwości i moż-liwości danego pojazdu z innymi samochodami. Parametry wchodzące w skład charakte-rystyki są jednoznacznie zdefiniowane przez odpowiednie normy.

1.4

Rys. 1.24 Przykładowe tabliczki znamionowe samochodów Honda (a) i Peugeot (b)

ba

24

1-3 Wybrane dane z charakterystyki technicznej samochodu Toyota Land Cruiser Luna dotyczące podstawowych wymiarów

Parametr Definicja WartośćDługośćpojazdu

Odległość między skrajnymi (przednim i tylnym) punk-tami pojazdu mierzona równolegle do jego osi podłużnej 4405 mm

Szerokośćpojazdu

Odległość między skrajnymi punktami poprzecznego obrysu pojazdu (z uwzględnieniem lusterek, lamp itp.) mierzona równolegle do płaszczyzny jezdni

1875 mm

Wysokośćpojazdu

Odległość między płaszczyzną jezdni i równoległą do niej płaszczyzną przechodzącą przez najwyżej położony punkt pojazdu nieobciążonego (o masie własnej)

1905 mm

Rozstaw osiOdległość między prostymi łączącymi środki kół poszcze-gólnych osi, mierzona przy symetrycznym ustawieniu kół względem podłużnej osi pojazdu

2790 mm

Rozstaw kółOdległość między punkami styku z powierzchnią jezdni środków bieżników kół tej samej osi (dla kół pojedyn-czych)

1575 mm

1-4 Wybrane dane z charakterystyki technicznej samochodu Toyota Land Cruiser Luna dotyczące właściwości ruchowych podczas poruszania się w terenie

Parametr Definicja Wartość

Kąt natarciaKąt między płaszczyzną jezdni a płaszczyzną styczną do kół przednich i do obrysu przedniej dolnej części pojazdu maksymalnie obciążonego

32°

Kąt zejścia

Kąt między płaszczyzną jezdni a płaszczyzną styczną do kół tylnych i do obrysu tylnej części pojazdu maksymalnie obciążonego, bez uwzględnienia części odchylanych, nie-umocowanych trwale do pojazdu

24°

Kąt rampowy

Suma kątów, jakie tworzą z nawierzchnią płaszczyzny styczne do przedniego i tylnego koła, przechodzące przez najniższy punkt podwozia znajdujący się pomiędzy osiami samochodu

25°

Głębokośćbrodzenia

Zdolność pokonywania przeszkód wodnych o określonej głębokości 700 mm

Zdolnośćpokonywaniawzniesień

Maksymalny kąt wzniesienia, pod które pojazd jest zdolny podjechać 42°

Maksymalny przechył boczny

Maksymalny kąt przechyłu bocznego pojazdu podczas jazdy wzdłuż zbocza wzniesienia 42°

Prześwit Odległość między najniższym punktem podwozia pojazdu nieobciążonego a nawierzchnią

Minimalny 220 mm

Podwyższony 220 + 30 mm

25

Rys. 1.25 Podstawowe wymiary samochodu Toyota Land Cruiser Luna (fragment charakterystyki technicznej) [43]

Rys. 1.26 Charakterystyczne dane techniczne samochodu Toyota Land Cruiser Luna dotyczące właściwości ruchowych podczas poruszania się w terenie [43]

26

Zachowanie się pojazdu w różnych sytuacjach drogowych zależy od działających na niego sił zewnętrznych, które wymuszają zmianę parametrów jego ruchu (przyspieszanie, hamowanie, skręcanie itp.).

Działające na pojazd siły można podzielić na: statyczne, których działanie nie jest zależne od ruchu pojazdu (występują one zarówno

na postoju, jak i podczas jazdy); dynamiczne, występujące tylko podczas jazdy.

Na obciążenie statyczne pojazdu (na postoju i podczas jazdy) składają się siła ciężko-ści oraz wywołane przez nią reakcje podłoża. Siła ciężkości przyłożona w środku masy (ciężkości) pojazdu stanowi rezultat przyciągania ziemskiego, a jej kierunek działania jest zawsze pionowy. Jej wartość można obliczyć ze wzoru:

G = m · g [N] (1.1)

gdzie:G – siła ciężkości [N],m – masa samochodu [kg],g – przyspieszenie ziemskie; g = 9,81 [m/s2].

Reakcje podłoża, wywołane siłą ciężkości i równoważące ją, działają w punktach styku kół z nawierzchnią drogi. Należy pamiętać, że zgodnie z III zasadą dynamiki Newtona siły nacisku występują zawsze parami. Koła samochodu naciskają na podłoże, a podłoże wywiera nacisk na koła. W efekcie odkształcić się może zarówno nawierzchnia pod oponą (odcisk bieżnika, który można łatwo zaobserwować na gruntowej drodze), jak i sama opona (ugięcie w miejscu styku z nawierzchnią). Siły nacisku nawierzchni na koło i koła na nawierzchnię mają taką samą wartość, lecz są przeciwnie skierowane.

W przypadku, gdy pojazd stoi lub porusza się po poziomej drodze o kącie nachylenia a = 00, siła ciężkości jest prostopadła do nawierzchni (rys. 1.27a). Gdy pojazd stoi lub poru-sza się po drodze pochyłej o kącie nachylenia α ≠ 00, siła ciężkości nadal działa pionowo w dół, lecz tym razem nie jest prostopadła do nawierzchni (rys. 1.27b).

Podczas poruszania się pojazdu oprócz sił statycznych występują również siły dyna-miczne. Warunkiem poruszania się pojazdu jest odpowiednia wartość siły napędowej FN, która musi zrównoważyć wszystkie siły oporów ruchu Fo:

FN = FO (1.2)

Suma wszystkich sił oporów ruchu jest równa:

Fo = Ft + Fw + FP + Fb [kN]

skąd

FN = Ft + Fw + FP + Fb [kN] (1.3)

1.5

1.5.1

27

gdzie:Ft – siła oporów toczenia [kN],Fw – siła oporów wzniesienia [kN],Fp – siła oporów powietrza [kN],Fb – siła oporów bezwładności [kN].

Siła napędowa na jednym kole napędzanym FN1 jest wywołana przyłożonym do niego momentem obrotowym Mk1. Ponieważ działa ona na ramieniu równym promieniowi dynamicznemu koła rd, oblicza się ją ze wzoru

F MrNk

d1

1 [ ]kN (1.4)

Siła napędowa pojazdu jest sumą sił napędowych działających na wszystkie koła napę-dzane, a więc wzór na siłę napędową pojazdu z dwoma kołami napędzanymi przedstawia się następująco

Rys. 1.27 Obciążenia statyczne działające na samochód a – stojący na drodze poziomej, b – stojący na drodze pochyłej G – siła ciężkości (ciężar) pojazdu, G · cos α – składowa normalna siły ciężkości, G · sin α – składowa styczna siły ciężkości, Zp i ZT – reakcje normalne działające odpowiednio na przednie i tylne koła, XP i XT – reakcje styczne działające odpowiednio na przednie i tylne koła, α – kąt nachylenia drogi, O – środek masy samochodu, A i B – punkty styku kół z nawierzchnią drogi, l – rozstaw osi samochodu, a, b i h – współrzędne środka masy samochodu, a8 – odległość kierunku działania siły ciężkości pojazdu od punktu styku przedniego koła z nawierzchnią, b8 – odległość kierunku działania siły ciężkości pojazdu od punktu styku tylnego koła z nawierzchnią

a

b

28

F M MrN

kL kP

d

=+

[ ]kN

gdzie: MkL – moment obrotowy na kole lewym [kN · m],MkP – moment obrotowy na kole prawym [kN · m].

Moment obrotowy na wszystkich kołach napędzanych zależy od momentu obrotowego silnika Ms, przełożenia całkowitego układu napędowego ic oraz współczynnika sprawności mechanicznej układu napędowego ηm (uwzgledniającego np. straty spowodowane tarciem i oporami mechanizmów) i wynosi

Mk = Ms · ic · ηm [kN] (1.5)

Po podstawieniu tego wyrażenia do wzoru (1.4) okazuje się, że siła napędowa na wszystkich kołach pojazdu wynosi:

(1.6)

Wynika stąd m.in., że największą siłę napędową FN można uzyskać na najniższym biegu, o największej wartości przełożenia ic (patrz rozdział 3.4). Przyspieszenie pojazdu jest proporcjonalne do działającej siły, dlatego używając niskich biegów, można uzyskać duże przyspieszenia. Jednocześnie mocno zredukowana przez przekładnię prędkość obro-towa silnika nie pozwala na niskim biegu uzyskać dużej prędkości ruchu. Jazda z dużą prędkością jest możliwa na najwyższym biegu, ponieważ jego przełożenie jest najmniejsze. Niestety, zmniejsza się wówczas zdolność samochodu do przyspieszania.

Moment obrotowy działający na koło napędzane jest skierowany zgodnie ze zwro-tem prędkości kątowej ω (rys. 1.28). Wywołuje on siłę napędową, przyłożoną stycz-nie do koła w punkcie styku z nawierzchnią drogi. Zgodnie ze zwrotem momentu obrotowego Mk, siła FN napiera na nawierzchnię, chcąc ją „przesunąć” w kierunku przeciwnym do ruchu pojazdu. Skutkuje to np. wyrzucaniem do tyłu spod jego kół drobnych kamyków.

Opory ruchu pojazdu są to wszystkie siły, które przeciwstawiają się temu ruchowi, występujące wyłącznie podczas poruszania się samochodu. Najważniejsze z nich to:

Rys. 1.28 Moment napędowy i siła napędowa na kole pojazdu

29

opory toczenia, zależne m.in. od rodzaju ogumienia kół oraz rodzaju i stanu nawierzchni drogi;

opory wzniesienia, zależne od podłużnego pochylenia drogi, po której porusza się pojazd;

opory powietrza, zależne od kształtu i wymiarów pojazdu; opory bezwładności, przeciwstawiające się zmianom prędkości ruchu (np. podczas

przyspieszania lub hamowania), których wartość jest uzależniona od wartości przy-spieszenia oraz masy pojazdu. Siła oporów toczenia pojazdu Ft jest sumą sił oporów toczenia jego wszystkich kół,

przyłożonych w punktach działania reakcji podłoża na koła i skierowanych przeciwnie do kierunku ruchu pojazdu. Siła oporów toczenia pojazdu zależy wprost proporcjonalnie od jego ciężaru G (siły ciężkości) oraz od współczynnika oporów toczenia f i na drodze poziomej wyraża się wzorem

Ft = G · f [kN] (1.7)

Wartość współczynnika oporów toczenia zależy m.in. od: rodzaju i wymiarów ogumienia; ciśnienia w ogumieniu; prędkości, z jaką porusza się pojazd; rodzaju i stanu nawierzchni drogi.

Przepychając pojazd, łatwiej to zrobić na gładkim, twardym i nieodkształcalnym pod-łożu, przy prawidłowo napompowanych kołach (małe opory toczenia) niż na piaszczystej drodze i przy niskim ciśnieniu w ogumieniu (duże opory toczenia).

Siła oporów wzniesienia Fw pojawia się podczas poruszania się pojazdu pod górę i wyraża się wzorem

Fw =G · w [kN] (1.8)

gdzie:w – współczynnik oporów wzniesienia (uzależniony od kąta nachylenia podłużnego drogi) [%]

Oznacza to, że siła oporów wzniesienia będzie tym większa, im większy jest kąt nachy-lenia drogi. Trudniej też pokonać wzniesienie pojazdem o większym ciężarze, np. z ładun-kiem. Siła oporów wzniesienia jest równoległa do nawierzchni i skierowana przeciwnie do kierunku ruchu pojazdu (rys. 1.29).

Rys. 1.29 Siła oporów wzniesienia przyłożona w środku masy O pojazdu z przednim napędem, pokonującego wzniesienie o kącie nachylenia a

30

Siła oporów powietrza Fp, skierowana przeciwnie do kierunku ruchu pojazdu, powstaje w wyniku działania:

parcia powietrza na powierzchnię czołową pojazdu; oporów tarcia powietrza o zewnętrzne powierzchnie nadwozia; oporów tarcia powietrza przepływającego pod podwoziem pojazdu; oporów przepływu powietrza przez urządzenia wewnętrzne pojazdu (np. układ prze-

wietrzania kabiny, chłodnicę cieczy chłodzącej).Siłę oporów powietrza można wyrazić wzorem

(1.9)

gdzie:S – pole powierzchni czołowej pojazdu [m2],v – prędkość pojazdu [m/s],ρ – gęstość powietrza [kg/m3] (dla temperatury powietrza +15°C i ciśnienia atmosferycz-

nego 1013,25 hPa przyjmuje się wartość 1,226 kg/m3),cx – współczynnik oporów aerodynamicznych uzależniony od kształtu nadwozia.

Ponieważ zmiana gęstości powietrza w zależności od warunków atmosferycznych ma niewielkie znaczenie, siła jego oporów zależy głownie od kształtu i wielkości nadwozia (cx, S) oraz kwadratu prędkości pojazdu (v2). Jak łatwo obliczyć, zwiększając dwukrotnie prędkość pojazdu, opory powietrza wzrastają czterokrotnie. Z kolei czterokrotne zwięk-szenie prędkości, np. od 30 do 120 km/h, skutkuje aż szesnastokrotnym wzrostem oporów powietrza. Stąd też w zakresie dużych prędkości pojazdu największe znaczenie ma właśnie siła oporów powietrza.

Podczas ruchu pojazdu część powietrza przeciska się pod jego podwoziem. Rozdzielony strumień powietrza ma do pokonania różną drogę (górą – dłuższą, dołem – krótszą). Skut-kuje to zróżnicowaniem prędkości przepływu oraz wartości ciśnienia, podobnie jak pod-czas przepływu powietrza wokół skrzydła samolotu. Efektem tego zjawiska jest powstawa-nie niekorzystnej pod względem trakcyjnym siły nośnej SN, zmniejszającej przyczepność kół do nawierzchni (rys. 1.30). Zjawisko to, a w zasadzie jego odwrotność, wykorzystuje się w sporcie samochodowym. Przykładem może być zastosowanie spojlerów w samochodach wyścigowych Formuły 1. Mają one kształt odwróconego skrzydła samolotu, co powoduje powstawanie w czasie jazdy siły zwiększającej nacisk, a tym samym przyczepność kół do nawierzchni. Skraca to drogę hamowania oraz umożliwia pokonywanie zakrętów z więk-szą prędkością. Z drugiej strony spojlery zwiększają siłę oporów powietrza i dlatego, aby znaleźć optymalne rozwiązanie, ich położenie jest regulowane. Tylny spojler może mieć do 20 różnych ustawień, a przedni – nawet 100. Na torach składających się z długich prostych i szybkich łuków nachylenie skrzydła jest minimalne, aby uzyskać jak najmniejszy opór i jak największe prędkości. W przypadku torów z wieloma ciasnymi zakrętami elementy skrzydła ustawiane są bardziej pionowo, by zapewnić jak najlepszą przyczepność i umoż-liwić pokonywanie zakrętów z jak największą prędkością.

Wypadkowa prędkość przepływu powietrza działa na pojazd (poruszający się z prędko-ścią v) pod określonym kątem, ponieważ prędkość jazdy oraz prędkość wiatru nie muszą być zgodne z osią podłużną samochodu (rys. 1.31). Skutkuje to pojawieniem się jeszcze jednej siły aerodynamicznej – bocznej siły naporu B. Trzy siły aerodynamiczne: siła opo-

31

rów powietrza Fp, siła nośna SN i boczna siła naporu B wywołują dodatkowo trzy momenty aerodynamiczne: moment względem osi podłużnej (przechylający) Mx, moment wzglę-dem osi poprzecznej (kołyszący) My i moment względem osi pionowej (odchylający) Mz.

Siła oporów bezwładności pojawia się tylko wtedy, gdy samochód porusza się ruchem przyspieszonym lub opóźnionym. Jest to „wyobrażalna” siła wynikająca z przyspieszenia danego ciała. Jest ona równa iloczynowi masy poruszającego się ciała i przyspieszenia jego ruchu, a jej zwrot jest zawsze przeciwny do tego przyspieszenia

F m ab = − ⋅

(znak minus oznacza, że siła Fb jest skierowana przeciwnie niż przyspieszenie ruchu a ).Określenie „wyobrażalna” wynika stąd, że osoba, na którą działa przyspieszenie,

odczuwa działanie siły bezwładności, jednak trudno jest jej wskazać ciało, które ją wywo-łuje. Jeżeli pojazd porusza się ze stałą prędkością po równej i poziomej drodze, odczucia kierowcy i pasażerów nie różnią się zbytnio od odczucia osoby siedzącej w domu na

Rys. 1.30 Powstawanie siły nośnej a – na skrzydle samolotu, b – na nadwoziu pojazdu

Rys. 1.31 Siły i momenty aerodynamiczne działające na pojazd w ruchu [69]

a

b

32

fotelu i oglądającej telewizję. Brak przyspieszenia samochodu skutkuje zerową warto-ścią siły bezwładności. Jeżeli jednak samochód zacznie przyspieszać, odczucia jadących będą zupełnie inne – jakaś „wyobrażalna” siła zacznie wciskać ich w fotel (rys. 1.32a). Analogicznie w trakcie hamowania (przy przyspieszeniu ujemnym) „wyobrażalna” siła pcha jadących w kierunku przedniej szyby (rys. 1.32b), a podczas ostrego skrętu w lewo są oni spychani na prawo.

Pojawiająca się w trakcie przyspieszania pojazdu i skierowana do niego przeciwnie siła bezwładności zwiększa nacisk jadącej osoby na oparcie fotela. Jednocześnie fotel wywiera nacisk na jadącego, chcąc nadać mu przyspieszenie.

Rys. 1.33 Efekt wywołany wypadkową sił ciężkości i bezwładności działających na pojazd w ruchu postępowym a – „unoszenie” przedniego zawieszenia w trakcie przyspieszania, b – „przysiadanie” przedniego zawieszenia w trakcie hamowania

Rys. 1.32 Siła bezwładności skierowana przeciwnie do przyspieszenia ruchu [3] a – wciskająca jadącego w oparcie fotela podczas przyspieszania pojazdu, b – pchająca jadącego w kierunku przedniej szyby i napinająca pasy bezpieczeństwa podczas hamowania pojazdu Fb – siła bezwładności, a – przyspieszenie (opóźnienie) pojazdu, mj – masa jadącej osoby

a

b

a b

33

W przypadku pojazdu poruszającego się ruchem postępowym działająca na niego siła bezwładności jest zaczepiona – tak jak siła ciężkości – w środku masy pojazdu. Wobec tego wektor wypadkowy siły bezwładności i siły ciężkości w trakcie przyspieszania i hamowania pojazdu ma różny kierunek oraz zwrot. W efekcie samochód „unosi” przód podczas przy-spieszania (rys. 1.33a), a „przysiada” przednim zawieszeniem w trakcie hamowania (rys. 1.33b). W pojazdach samochodowych występują również siły bezwładności mas porusza-jących się ruchem obrotowym.

Za przyspieszenie pojazdu odpowiada siła tarcia opon o nawierzchnię, nazywaną rów-nież siłą przyczepności T. Jest to siła reakcji nawierzchni wywołana siłą napędową FN, z jaką koła napędzane przez silnik „pchają do tyłu nawierzchnię drogi”. W celu zachowania przyczepności kół do nawierzchni i uniknięcia poślizgu podczas przyspieszania pojazdu siła napędowa na jego kołach nie może przekroczyć wartości siły przyczepności:

FN   T [kN]

FN   μ · GN [kN]

gdzie:μg – współczynnik przyczepności,GN – siła nacisku na daną oś kół napędzanych [kN].

Jak wynika z tego wzoru, wartość siły przyczepności, uzależniona od współczynnika przyczepności i siły nacisku na oś kół napędzanych, wpływa na ograniczenie maksy-malnej siły napędowej. Współczynnik przyczepności jest z kolei uzależniony przede wszystkim od rodzaju i stanu nawierzchni drogi, rodzaju i stanu ogumienia oraz pręd-kości jazdy.

Zachowanie pojazdu, związane z występującą podczas przyspieszania lub hamowania siłą bezwładności (rys. 1.33), będzie miało również wpływ na zachowanie przyczepności kół do nawierzchni. Unoszenie przodu pojazdu podczas przyspieszania (rys. 1.33a) powo-duje większe ugięcie tylnego zawieszenia i dociążenie tylnych kół. Skutkuje to większą przyczepnością tych kół do nawierzchni niż kół przednich. Efekt ten można zaobserwować podczas szybkiego ruszania samochodem. Pojazdy z napędem na tylne koła (dodatkowo dociążone) mogą przenieść większą siłę napędową bez obawy utraty ich przyczepności. Nie występuje więc w nich większy problem z uzyskanie dużego przyspieszenia, czyli „szybkiego startu”. Inaczej dzieje się w przypadku samochodów z przednim napędem, których koła są w takiej sytuacji odciążane. Mają one problem z nabieraniem prędkości, a koła, ślizgając się po utracie przyczepności, „piszczą”. Zjawisko utraty przyczepności podczas ruszania pojazdu, potocznie zwane „paleniem gumy”, będzie widoczne jednak tylko podczas gwałtownego przyspieszania do przodu. Bardzo trudne, wręcz niemożliwe jest osiągnięcie takiego efektu podczas gwałtownego ruszania do tyłu na wstecznym biegu, ponieważ wtedy przednie napędzane koła są dodatkowo dociążone. Zwiększenie ich przy-czepności powoduje szybki i bezproblemowy „start do tyłu”.

Podczas hamowania, zgodnie z rysunkiem 1.33b, są dociążane koła przednie. Z tego powodu w niektórych samochodach producenci stosują hamulce tarczowe wyłącznie z przodu, ponieważ to właśnie one wykonują największą pracę związaną z wyhamowa-niem pojazdu. W tym samym czasie tylne koła są odciążone, a więc wystarczające jest zastosowanie przy nich hamulców bębnowych.

34

Siła hamowania FH jest styczna do koła, a jej wartość wynosi

F MrHH

d

[kN] (1.10)

gdzie:MH − moment hamujący [kN·m].

Siła hamowania całego pojazdu jest sumą sił hamowania działających na wszystkie koła lub wszystkie osie pojazdu, ponieważ każde koło jest hamowane:

FH = FHP + FHT [kN]

gdzie:FHP, FHT − siły hamowania odpowiednio przedniej i tylnej osi [kN].

Siły hamowania, styczne do każdego z kół w punkcie ich styku z nawierzchnią, działają na nią zgodnie ze zwrotem momentu hamującego, czyli chcą „popchnąć ją do przodu”. Można się tutaj posłużyć analogicznym przykładem rowerzysty, który chce zatrzymać rower, używając do tego wyłącznie swoich butów. W trakcie takiego „hamowania nogami” na nieutwardzonej drodze buty będą żłobiły bruzdy w miękkim podłożu, spychając piasek w kierunku jazdy. Tak samo jest skierowana siła hamowania działająca na nawierzch-nię drogę. Rower lub pojazd zatrzymują się na skutek skierowanej przeciwnie reakcji nawierzchni wywieranej na buty rowerzysty lub koła pojazdu.

Tak jak w przypadku siły napędowej, wartość siły hamowania jest ograniczona przyczepnością kół do nawierzchni. W przypadku, gdy siła hamowania przekroczy wartość siły przyczepności, dochodzi do zjawiska ślizgania się zablokowanych kół po nawierzchni drogi. Jest to bardzo niebezpieczne z uwagi na możliwość zarzucenia pojazdu i niekontrolowanej zmiany kierunku jazdy. Maksymalna siła hamowania musi spełnić warunek

1.5.2

Rys. 1.34 Siły hamowania (działające na nawierzchnię drogi) wywołane momentami hamującymi na kołach pojazdu G – siła ciężkości pojazdu, Fb – siła oporów bezwładności, MH – moment hamujący, FHP, FHT – siły hamowania przedniej i tylnej osi, v – prędkość pojazdu, a – opóźnienie ruchu, O – środek masy samochodu.

35

FH   T [kN]

lub

FH   μ · G [kN]

gdzie:G − ciężar całego pojazdu [kN],T − siła przyczepności [kN],Μ − współczynnik przyczepności.

Tor krzywoliniowy, po którym porusza się pojazd (np. na zakręcie), można przedstawić jako zbiór wycinków okręgów o różnych promieniach. Takie uproszczenie pozwala roz-patrywać ruch krzywoliniowy pojazdu w każdej chwili jako ruch po okręgu, czyli obrót wokół środka tego okręgu (środka obrotu). Aby było to możliwe, pojazd musi być wyposa-żony w odpowiedniej konstrukcji układ kierowniczy, zapewniający toczenie się wszystkich kół po współśrodkowych okręgach, wokół chwilowego środka obrotu S.

Skręt samochodu poruszającego się ruchem prostoliniowym jest spowodowany przy-łożeniem do kół sił bocznych niezależnych od kierowcy (pochodzących np. od bocznego wiatru lub nierówności drogi) lub wywołanych przez kierowcę poprzez odpowiednie skrę-cenie kół kierowanych (patrz rys. 1.36).

1.5.3

Rys. 1.35 Ruch pojazdu po torze krzywoliniowym [71] O – środek masy pojazdu, S –chwilowy środek obrotu, vc – prędkość przemieszczania się środka ciężkości pojazdu, ω – prędkość kątowa środka ciężkości pojazdu, d – rozstaw tylnych kół, l – rozstaw osi pojazdu, R – chwilowy promień skrętu, βz – kąt skrętu zewnętrznego koła kierowanego, βw – kąt skrętu wewnętrznego koła kierowanego, β – średni, chwilowy kąt skrętu kół kierowanych

36

Ponieważ siły boczne, przyłożone prostopadle do płaszczyzn poszczególnych kół, dzia-łają pod różnymi kątami, najlepiej metodą graficzną wyznaczyć ich sumę wektorową Y , przyłożoną w środku masy pojazdu O

Y Y Y Y YPZ PW TZ TW= + + +

Suma sił bocznych Y równoważy siłę odśrodkową (bezwładności) Fr działającą na pojazd

Y = Fr

Siła odśrodkowa (bezwładności) Fr jest skierowana przeciwnie do przyspieszenia dośrodkowego powstającego podczas poruszania się pojazdu po torze krzywoliniowym i równa

F m vR

G vg Rr

c

c

c

c

=⋅

=⋅⋅

2 2

[N] (1.11)

Jak wynika z tego wzoru, siła odśrodkowa (bezwładności) jest wprost proporcjonalna do masy pojazdu i kwadratu jego prędkości, a odwrotnie proporcjonalna do odległości środka masy pojazdu od chwilowego środka obrotu. Aby zatem zbyt duża siła odśrod-kowa (bezwładności) nie spowodowała bocznego poślizgu lub wywrócenia się samochodu, należy na zakręcie ograniczyć prędkość, zwłaszcza, jeżeli pojazd ma dużą masę, a zakręt jest ciasny i o małym promieniu. Przykładowo dwukrotne zmniejszenie prędkości skutkuje aż czterokrotnym zmniejszeniem siły odśrodkowej bezwładności.

Rys. 1.36 Siły boczne działające na samochód poruszający się na zakręcie [71] Rc – odległość środka masy O od chwilowego środka obrotu S, YPZ – reakcja boczna działająca na koło przednie zewnętrzne, YPW – reakcja boczna działająca na koło przednie wewnętrzne, YTZ – reakcja boczna działająca na koło tylne zewnętrzne, YTW – reakcja boczna działająca na koło tylne wewnętrzne, Y – suma reakcji bocznych działających na wszystkie koła, Fr – siła odśrodkowa (bezwładności)

37

W przypadku motocyklisty pokonującego zakręt, w celu utrzymania równowagi musi się on pochylić w kierunku środka łuku (rys. 1.37). Gdyby tego nie zrobił, wypadkowa sił ciężkości G i odśrodkowej (bezwładności) Fr przyłożona w środku masy pojazdu i skiero-wana ukośnie w bok spowodowałaby jego upadek.

Ćwiczenie 1.1Dla wybranego pojazdu samochodowego wykonaj zdjęcie tabliczki znamionowej, miejsca umieszczenia znaku identyfikacyjnego VIN oraz numeru silnika. Opisz wszystkie dane odczy-tane z tabliczki oraz rozkoduj jak najwięcej danych zawartych w znaku identyfikacyjnym.

Ćwiczenie 1.2Porównaj ofertę handlową dwóch wybranych firm samochodowych, produkujących zbli-żone do siebie pod względem przeznaczenia i wielkości pojazdy samochodowe. Zamieść zdjęcia różnych typów nadwozi (zgodnie z podziałem przedstawionym w rozdziale 1.1) i opisz ich charakterystyczne cechy. Porównaj dwadzieścia wybranych parametrów cha-rakterystyki technicznej dwóch zbliżonych modeli pojazdów różnych marek.

Test kontrolny nr 1W każdym pytaniu wybierz tylko jedną prawidłową odpowiedź.

1. Do pojazdów specjalizowanych zalicza sięa. cysternę do przewozu paliw płynnych.b. ciągnik siodłowy. c. pojazd asenizacyjny.d. ambulans służby zdrowia.

1.6

Rys. 1.37 Konieczność pochylenia się motocyklisty w czasie jazdy po łuku, spowodowana wystąpieniem siły odśrodkowej (bezwładności) [3]

38

2. Do pojazdów specjalnych zalicza sięa. betonomieszarkę.b. ciągnik balastowy.c. samochód przystosowany do przewozu żywych zwierząt.d. samochód pomocy drogowej.

3. Rok produkcji pojazdu kodowany jest naa. trzecim miejscu znaku WMI.b. pierwszym miejscu znaku VDS.c. dziesiątym miejscu znaku VIN.d. ostatnim miejscu znaku VIS.

4. Numer identyfikacyjny pojazdu VIN składa się za. 6 znaków.b. 10 znaków.c. 12 znaków.d. 17 znaków.

5. Tabliczka znamionowa pojazdu nie zawiera informacji dotyczącycha. numeru identyfikacyjnego VIN.b. wymiarów zewnętrznych pojazdu.c. nazwy wytwórni.d. dopuszczalnej masy całkowitej pojazdu.

6. Ciągnik siodłowy nie zalicza się doa. pojazdów drogowych.b. pojazdów samochodowych.c. ciągników samochodowych.d. pojazdów specjalnych.

7. Siła oporów toczenia nie zależy oda. masy pojazdu.b. rodzaju nawierzchni.c. kąta nachylenia drogi.d. współczynnika oporów aerodynamicznych cx.

8. Siła oporów powietrza zależy oda. ciężaru pojazdu przypadającego na koła napędowe.b. prędkości pojazdu.c. położenia środka masy pojazdu.d. współczynnika oporów toczenia.

9. Wzrost prędkości pojazdu z 40 do 80 km/h spowoduje, że siła oporów aerodyna-micznycha. nie ulegnie zmianie.b. wzrośnie dwukrotnie.c. wzrośnie czterokrotnie.d. zmaleje o połowę.

39

10. Siła hamowania, z jaką koła działają na nawierzchnię drogi jesta. styczna do nawierzchni i skierowana przeciwnie do ruchu pojazdu.b. styczna do nawierzchni i skierowana zgodnie z ruchem pojazdu.c. styczna do nawierzchni i skierowana przeciwnie do siły bezwładności.d. normalna do nawierzchni i skierowana przeciwnie do siły ciężkości pojazdu.

11. Dwukrotne zmniejszenie prędkości jazdy podczas pokonywania zakrętu skutkuje zmniejszeniem siły odśrodkowej bezwładności działającej na pojazda. o połowę.b. dwukrotnie.c. czterokrotnie.d. ośmiokrotnie.

3

dlaczego głównym źródłem napędu pojazdów samochodowych pozostaje silnik spalinowy,

jak wygląda charakterystyka podaży mocy i momentu obrotowego silnika spa-linowego,

jakie są wady i zalety silnika spalinowego jako źródła napędu pojazdów samo-chodowych.

W przypadku pojazdów samochodowych najlepszym rozwiązaniem byłby napęd trwale połączony z kołami i jednocześnie pozwalający na zmianę prędkości (łącznie z rusza-niem z miejsca) wyłącznie poprzez zmianę mocy. Warunki te spełniają silniki elektryczne i parowe, jednak z uwagi na swoje dość istotne wady nie znalazły one szerszego zastoso-wania we współczesnej motoryzacji.

Spalinowy silnik tłokowy powstał pod koniec XIX wieku. Do dnia dzisiejszego nie-zmienna pozostała jego zasada działania i główny układ konstrukcyjny. Pomimo jego wielu wad, wobec jednoczesnego braku innych, lepszych rozwiązań, jest to obecnie naj-bardziej rozpowszechnione źródło napędu w pojazdach samochodowych.

Powodów poszukiwania przez konstruktorów alternatywnych źródeł napędu jest wiele. Podstawowy to bardzo niska sprawność silnika spalinowego – około 30%, co oznacza, że 70% wytworzonej energii jest bezpowrotnie tracone w postaci ciepła odprowadzanego przez układ wylotowy i układ chłodzenia do atmosfery. Przyczynia się to do bardzo wyso-kich kosztów eksploatacji, a spalane duże ilości paliwa powodują emisję do otoczenia tok-sycznych składników spalin, takich jak tlenek węgla, węglowodory, tlenki azotu, sadza i in. Nowoczesne układy kontroli emisji spalin w silnikach mają za zadanie minimalizo-wać zatrucie środowiska, jednak „oczyszczone” w reaktorze katalitycznym gazy wylotowe zawierają nadal dwutlenek węgla, odpowiedzialny za powstawanie efektu cieplarnianego. Z tego też powodu poszukuje się obecnie nowych rozwiązań, które nie tylko zapewnią większą czystość spalin, ale przede wszystkim zminimalizują ich ilość. Przykładem takich silników są jednostki o zapłonie iskrowym z wtryskiem bezpośrednim oraz o zapłonie samoczynnym z wtryskiem (również bezpośrednim) Common Rail.

Przyglądając się dokładnie konstrukcji tłokowego silnika spalinowego nie sposób nie zauważyć jego innych, bardzo istotnych wad. Jedna z podstawowych to konieczność

3.1

97

zamiany posuwisto-zwrotnego ruchu tłoka na ruch obrotowy kół napędowych i wyni-kające stąd straty w całym układzie napędowym. Silnika spalinowego nie da się też uru-chomić bez pomocy z zewnątrz, jak ma to miejsce w przypadku silnika elektrycznego lub parowego – konieczny do tego celu jest elektryczny lub mechaniczny rozrusznik. Nie można go również uruchomić pod obciążeniem (znów w przeciwieństwie do maszyny elektrycznej lub parowej), co powoduje, że nie może on rozpędzać pojazdu od stanu bez-ruchu. Niezbędna okazuje się więc możliwość jego pracy na biegu jałowym, a do ruszania pojazdem z miejsca konieczne jest sprzęgło.

Aby pojazd mógł się poruszać, trzeba przezwyciężyć opory związane z tym ruchem (np. toczenia, powietrza, bezwładności, wzniesienia, tarcia mechanizmów itp.). Do ich pokona-nia silnik napędowy musi dostarczyć odpowiednią moc i moment obrotowy. Wymagany moment i moc przedstawione w funkcji prędkości pojazdu nazywa się charakterystyką zapotrzebowania, natomiast podobnie zobrazowane dostarczone przez silnik moment i moc określa się mianem charakterystyki podaży.

Na rysunku 3.1 przedstawiono „idealną” charakterystykę podaży mocy (a) i momentu obrotowego (b) silnika. Pole podaży jest ograniczone od góry linią pełnego obciążenia (maksymalna możliwa do osiągnięcia moc i moment obrotowy). Jak widać, najlepiej byłoby, gdyby silnik wytwarzał w całym zakresie prędkości obrotowej stałą maksymalną moc. Zależność między mocą silnika N [kW] i jego momentem obrotowym Ms [N∙m] można zapisać w postaci:

9550[kW] lub [N m]

9550s

s

M n NN M

n (3.1)

gdzie: n – prędkość obrotowa wału korbowego silnika [obr/min].Ponieważ Nmax= const, otrzymujemy „idealny” wykres momentu obrotowego silnika (lub

proporcjonalnej do niego siły napędowej) w postaci hiperboli. Największa wartość momentu obrotowego (lub siły napędowej) na kołach jest jednak ograniczona przyczepnością kół do nawierzchni. Moment obrotowy nie może być zatem zbyt duży, aby nie nastąpił poślizg kół napędowych. Wobec tego, aby zachować przyczepność kół podczas ruszania oraz przy

Rys. 3.1 „Idealna” charakterystyka podaży mocy i momentu obrotowego silnika [69]

98

małych prędkościach obrotowych, wystarczająca jest stała wartość momentu obrotowego. Wzrost mocy w tym przypadku zapewni rosnąca prędkość obrotowa, zgodnie z przedsta-wionym wcześniej wzorem. Ograniczenie to zaznaczono na rysunku 3.1 linią „przyczep-ność”. Kiedy moc osiągnie stałą maksymalną wartość moment obrotowy zaczyna maleć w miarę wzrostu prędkości obrotowej. Jest to o tyle korzystne, że w przypadku odwrotnym, gdy opory ruchu zaczną wzrastać, powodując spadek prędkości obrotowej silnika, moment obrotowy i siła napędowa na kołach także będą wzrastały, pozwalając na pokonanie tych oporów. Ograniczenie to zobrazowano linią „napęd”. Z prawej strony wykresów występuje jeszcze jedno ograniczenie – linia „maksymalnej prędkości obrotowej” silnika – wynikające z jego konstrukcji oraz maksymalnej prędkości, jaką może rozwinąć pojazd.

Niestety, przedstawione powyżej „idealne” charakterystyki są dla silnika spalinowego nieosiągalne. Silnik spalinowy nie może pracować ze zbyt małą prędkością obrotową. Jej zmniejszenie poniżej prędkości obrotowej biegu jałowego powoduje „zgaśnięcie” silnika. Natomiast przy dużych prędkościach obrotowych malejący znacznie moment obrotowy silnika powoduje spadek jego mocy. Aby zapewnić pracę silnika w zakresie użytecznej prędkości obrotowej (pomiędzy prędkościami maksymalnego momentu obrotowego i maksymalnej mocy), trzeba zastosować w układzie napędowym skrzynkę biegów. W celu zbliżenia się rzeczywistej charakterystyki silnika do „idealnej”, można zastosować różne inne dodatkowe rozwiązania, np. doładowanie jednostki napędowej, zmienne fazy roz-rządu, napęd elektryczny lub hybrydowy.

Te ostatnie rozwiązania są o tyle istotne, że wyczerpujące się powoli światowe zasoby ropy naftowej wymuszają obecnie poszukiwanie innych źródeł energii, mogących zastąpić tradycyjne paliwa płynne i przystosowane do ich spalania silniki spalinowe.

jakie rodzaje układów przeniesienia napędu są stosowane w pojazdach samo-chodowych,

z jakich elementów składa się układ przeniesienia napędu, jakie są zadania układu przeniesienia napędu, jakie są wady i zalety różnych układów przeniesienia napędu.

W pojazdach samochodowych stosowane są obecnie układy napędowe mechaniczne lub hydromechaniczne. W układach mechanicznych przenoszenie momentu obrotowego z sil-nika na koła następuje poprzez zespoły mechaniczne. Układ hydromechaniczny ma sprzę-gło lub przekładnię hydrokinetyczną, w których do przenoszenia mocy i momentu obro-towego silnika wykorzystuje się energię kinetyczną cieczy, natomiast pozostałe zespoły są takie same, jak w układzie mechanicznym.

W mechanicznych układach napędowych koła pojazdu nie mogą być napędzane bezpo-średnio przez silnik spalinowy. Każdy silnik spalinowy ma określoną minimalną prędkość obrotową wału korbowego na biegu jałowym, poniżej której jego praca nie jest możliwa.

3.2

99

Aby można było uruchomić silnik, zapewnić mu pracę na biegu jałowym oraz płynnie połączyć go z kołami w celu ruszenia z miejsca, konieczne jest zastosowanie sprzęgła. Ponieważ silnik spalinowy osiąga maksymalny moment obrotowy w zakresie średnich prędkości obrotowych, do jazdy w różnych warunkach i ze zmienną prędkością potrzebna jest przekładnia o kilku przełożeniach.

Typowy układ przeniesienia napędu składa się z następujących zespołów, mechani-zmów i elementów pośredniczących w przekazywaniu momentu obrotowego z silnika na koła pojazdu:

sprzęgła, skrzynki biegów, przekładni głównej, mechanizmu różnicowego, półosi napędowych, przegubów, piast kół napędowych.

W zależności od konstrukcji i rodzaju w układzie przeniesienia napędu mogą być rów-nież zastosowane:

wały napędowe, mosty napędowe, reduktory lub multiplikatory, skrzynki rozdzielcze, międzyosiowe mechanizmy różnicowe.

Układ przeniesienia napędu ma za zadanie przeniesienie mocy z silnika na koła napę-dowe oraz uzyskanie takich wartości przełożeń dynamicznych, aby moment obrotowy sil-nika wystarczył do pokonania oporów ruchu i uzyskania odpowiedniej prędkości pojazdu. Zespoły układu napędowego powinny:

umożliwiać ruszanie pojazdu z miejsca na nawierzchniach o różnej przyczepności i o różnym kącie nachylenia drogi;

umożliwiać osiąganie dużych przyspieszeń i maksymalnej prędkości jazdy; zapewniać możliwość jazdy do tyłu; umożliwiać manewrowanie z małymi prędkościami; zapewniać możliwość przekazania mocy z układu napędowego do napędu urządzeń

zamontowanych na nadwoziu samochodu; umożliwiać odłączanie układu przeniesienia napędu od silnika; zapewniać łatwość wykonywania czynności obsługowo-naprawczych, odpowiednią

niezawodność i trwałość w czasie eksploatacji oraz spełnianie obowiązujących norm w zakresie ochrony środowiska.Ze względu na usytuowanie silnika i osi napędowej można wyróżnić następujące

główne rodzaje układów przeniesienia napędu: układy z silnikiem umieszczonym z przodu i napędem na tylną oś – napęd klasyczny, układy z silnikiem umieszczonym z przodu i napędem na przednie koła – zblokowany

napęd przedni, układy z silnikiem umieszczonym z tyłu i napędem na tylne koła – zblokowany napęd

tylny, układy z napędem wielu osi.

100

Rys. 3.2 Rodzaje układów napędowych samochodów osobowych ze względu na rozmieszczenie zespołów [52] a – napęd klasyczny, b – zblokowany napęd przedni, c – zblokowany napęd tylny, d – stały napęd na cztery koła

a

cb

d

101

W zależności od „ścieżki” przekazania momentu obrotowego z silnika na koła pojazdu można wyróżnić układy napędowe szeregowe, równoległe oraz szeregowo-równoległe.

Samochody, które muszą poruszać się w różnych warunkach drogowych, a zwłasz-cza w trudnym terenie, są wyposażone w układ jezdny z kilkoma osiami napędowymi. Podział momentu obrotowego, który jest przekazywany ze skrzynki biegów na poszcze-gólne mosty napędowe, następuje w skrzynce rozdzielczej. W zależności od liczby kół napędzanych można uzyskać różne warianty przeniesienia napędu (patrz rys. 3.5). Zakładając, że każda oś pojazdu ma dwa koła, niezależnie, czy posiada ogumienie poje-dyncze czy bliźniacze, kombinacje układu przeniesienia napędu można przedstawić za pomocą oznaczeń cyfrowych A × B (gdzie A oznacza całkowitą liczbę kół, a B liczbę kół napędzanych).

Napęd klasyczny ma wiele zalet, do których należą m.in.: możliwość zastosowania długiego silnika, dociążenie przez ładunek tylnych kół napędzanych, prosta konstrukcja przedniego zawieszenia kół kierowanych nienarażonego na oddzia-

ływanie sił napędowych, duża ilość miejsca na zabudowę układu kierowniczego, prosta konstrukcja układu sterowania skrzynką biegów, duża sprawność skrzynki biegów na biegu bezpośrednim z uwagi na przekazywanie

momentu obrotowego bez udziału kół zębatych.Oprócz zalet napęd klasyczny ma też i wiele wad, które sprawiają, że w konstrukcjach

samochodów osobowych odchodzi się od tego rozwiązania. Do najistotniejszych z nich zalicza się:

niestateczność w ruchu na wprost spowodowaną pchaniem pojazdu przez tylne koła napędowe;

niedociążenie tylnych kół napędzanych, co skutkuje możliwością ich poślizgu w przy-padku, gdy samochodem podróżuje jedna lub dwie osoby;

konieczność stosowania długiego wału napędowego z przegubami i tylnego mostu; zmniejszenie pojemności bagażnika spowodowane rozbudowanym zawieszeniem tyl-

nych kół; zmniejszenie komfortu jazdy na tylnych siedzeniach z uwagi na tunel w podłodze.

Rys. 3.3 Przykład tylnego napędu autobusu z silnikiem umieszczonym za tylną osią i ukośnym wałem napędowym [81]

102

Rys. 3.4 Schematy różnych układów napędowych w zależności od „ścieżki” przekazania momentu obrotowego z silnika na koła pojazdu a – szeregowe, b – równoległe, c – szeregowo-równoległy

a

b

c

103

Rys. 3.5 Różne warianty przeniesienia napędu w pojazdach wieloosiowych (kolorem niebieskim zaznaczono osie napędowe) [254]

104

W przypadku zblokowanego napędu tylnego silnik spalinowy wraz ze skrzynką bie-gów, przekładnią główną i mechanizmem różnicowym (zintegrowanymi w jeden zespół – skrzynkę przekładniową) znajduje się z tyłu pojazdu, napędzając tylne koła. Rozwiązanie to ma niestety zdecydowanie więcej wad niż zalet i dlatego obecnie odchodzi się od takiej konstrukcji. Najistotniejsze wady to:

niekorzystne zachowanie się w ruchu prostoliniowym – pojazd jest pchany; niekorzystne zachowanie się podczas pokonywania zakrętów – pojazd ma tendencję do

obracania się wokół własnej osi (tzw. charakterystyka nadsterowna); gorsza kierowalność na śliskiej nawierzchni z powodu małego obciążenia przednich

kół; duże obciążenie tylnych opon; skomplikowane sterowanie skrzynką biegów; bardzo krótki układ wylotowy, powodujący trudności z wytłumieniem hałasu; utrudnione chłodzenie silnika; ograniczenie pojemności bagażnika (znajdującego się najczęściej z przodu); ograniczenie ilości miejsca na tylnych siedzeniach; trudności z umieszczeniem zbiornika paliwa w bezpiecznej strefie.

Do najważniejszych zalet tego rozwiązania można zaliczyć jedynie: dobrą zdolność do pokonywania wzniesień, małe siły w układzie kierowniczym dzięki małemu obciążeniu przednich kół, możliwość uzyskania małego zwisu przedniego.

Zastosowanie zblokowanego napędu przedniego ma dużo zalet i dlatego jest on obecnie bardzo rozpowszechniony w konstrukcjach samochodów osobowych. Pozytywne strony tego rozwiązania to:

dobra przyczepność związana z obciążeniem napędzanych kół kierowanych; stateczność ruchu, szczególnie na śliskiej nawierzchni, ponieważ pojazd jest ciągnięty,

a nie pchany; tendencja do poszerzania zakrętu, zgodna z oczekiwaniem i reakcją przeciętnego kie-

rowcy (tzw. charakterystyka podsterowna); mała wrażliwość na boczny wiatr; wystarczająco dobra zdolność do pokonywania wzniesień przy częściowym obciąże-

niu; małe straty związane z przeniesieniem napędu; prosta konstrukcja tylnego zawieszenia; płaska podłoga i duża pojemność bagażnika; możliwość uzyskania większego rozstawu kół.

Wadami przedniego napędu są: pogorszenie zdolności do rozpędzania i pokonywania wzniesień przy całkowitym

obciążeniu; złożona budowa układu kierowniczego, przedniego zawieszenia oraz półosi napędo-

wych z przegubami; problemy z właściwym doborem zawieszenia zespołu napędowego; przyspieszone zużywanie się opon przedniej osi w stosunku do osi tylnej z powodu

skręcania i napędzania przednich kół; niekorzystny rozkład sił hamowania (na przód ok. 75%).

105

Przekazanie napędu na większą liczbę osi może być realizowane w sposób stały lub roz-łączny. Poprzez odpowiedni układ konstrukcyjny można odpowiednio rozdzielić (zmienić w sposób automatyczny) moment obrotowy pomiędzy poszczególne osie tak, aby było to najkorzystniejsze ze względu na rozkład nacisków, przyczepność oraz własności trakcyjne pojazdu. Do zalet napędu na większą liczbę osi należą również:

lepsze własności trakcyjne, szczególnie w trudnym terenie, na nawierzchniach mokrych i w warunkach zimowych;

bardzo duże zdolności do pokonywania wzniesień i holowania przyczepy; możliwość uzyskania większych przyspieszeń na niskich biegach; mniejsza wrażliwość na działanie bocznego wiatru; równomierne zużycie opon.

Rozwiązanie to (tak, jak i pozostałe) ma swoje wady, do których zalicza się: bardziej skomplikowaną budowę i wyższy koszt wykonania, zwiększenie masy pojazdu (do ok. 10%), zwiększone zużycie paliwa (5–10%), zmniejszenie prędkości maksymalnej pojazdu.

jak jest zbudowane i do czego służy sprzęgło, jakie rodzaje sprzęgieł są stosowane w pojazdach samochodowych, z jakich elementów składają się sprzęgła różnej konstrukcji, jakie są zasady obsługi sprzęgieł.

W budowie maszyn sprzęgłem nazywa się zespół przeznaczony do łączenia wałów i prze-kazywania momentu obrotowego z wału czynnego (napędzającego) na bierny (napędzany) bez zmiany kierunku ruchu obrotowego.

W układach przeniesienia napędu pojazdów sprzęgło jest pierwszym zespołem umiesz-czonym pomiędzy silnikiem spalinowym a skrzynką biegów.

3.3

Rys. 3.6 Umiejscowienie sprzęgła w układzie przeniesienia napędu [52]

7 Ramy

jakie rodzaje ram występują w pojazdach samochodowych, jak są zbudowane poszczególne rodzaje ram, jakie materiały stosuje się do produkcji ram, na czym polega sprawdzanie i naprawa ram.

Rama jest elementem scalającym nadwozie pojazdu z elementami i zespołami poszcze-gólnych jego układów – napędowego, hamulcowego i kierowniczego oraz zawieszenia. Obecnie ramy są stosowane głównie w samochodach ciężarowych, dostawczych i autobu-sach oraz w niektórych samochodach terenowych. W pojazdach tych do ramy mocuje się również zbiorniki paliwa i powietrza, zderzaki, koło zapasowe, hak holowniczy i sprzęgi oraz osprzęt i elementy instalacji hydraulicznej, pneumatycznej i elektrycznej (rys. 7.1). W samochodach osobowych funkcję ramy pełnią nadwozia samonośne, do których są bezpośrednio zamocowane zespoły i elementy podwozia.

Konstrukcja ramy powinna być lekka, a jednocześnie zapewnić jej odpowiednią wytrzy-małość, aby mogła przenieść obciążenia związane m.in. z ładunkiem. Rama musi także wytrzymać obciążenia skrętne, wynikające z oddziaływań nierówności drogi na poszcze-gólne koła.

7.1

Rys. 7.1 Typowe rozmieszczenie elementów i zespołów mocowanych do ramy podłużnicowej samochodu ciężarowego Volvo [83]

681

Do głównych zadań ramy pojazdu należą: zapewnienie odpowiedniej sztywności całej konstrukcji pojazdu; rozmieszczenie przestrzenne zespołów i elementów poszczególnych układów; przenoszenie obciążeń statycznych i dynamicznych, działających na przymocowane

do niej zespoły; zabezpieczenie osób i ładunku przed skutkami wypadków i kolizji drogowych.

Ramy stosowane w pojazdach można podzielić na podłużnicowe, płytowe, centralne, kratownicowe i pomocnicze.

Rama podłużnicowa składa się z dwóch stalowych belek zwanych podłużnicami, bie-gnących wzdłuż osi pojazdu. Ułożone na ogół równolegle podłużnice są połączone nito-wanymi do nich, spawanymi lub przykręcanymi poprzeczkami (rys. 7.2). Belki podłużnic i poprzeczek wykonuje się z profili otwartych (np. ceowników) lub zamkniętych (o prze-kroju prostokątnym).

Zamocowane na końcach ramy poprzeczne belki pełnią funkcję zderzaków. Do tylnej poprzeczki mocuje się hak lub urządzenie sprzęgające samochód z przyczepą. Konstrukcja ramy powinna uniemożliwiać wjechanie pod nią podczas kolizji samochodu osobowego. Aby zderzaki i strefy energochłonne samochodów osobowych i ciężarowych znalazły się na tej samej wysokości, z przodu i z tyłu ramy stosuje się specjalne osłony (patrz rys. 7.3). Osłony są mocowane do ramy za pośrednictwem odkształcalnych wsporników, które pochłaniają część energii w momencie zderzenia. Tylną osłonę można złożyć na czas ciągnięcia przyczepy.

W miejscach szczególnie obciążonych podłużnice mogą być wzmocnione wspawanymi wkładkami. Podobnie miejsca łączenia podłużnic z poprzeczkami mogą być wzmacniane płaskimi wspornikami. Do mocowania poszczególnych zespołów i elementów do ramy służą wykonane w niej otwory oraz przyspawane lub przykręcane półki, wsporniki i ucha (patrz rys. 7.4a).

Rys. 7.2 Przykłady połączenia poprzeczek z podłużnicami [83] a – nitowane, b – spawane, c – skręcane; 1 – podłużnica, 2 – poprzeczka

ba

c

682 Ramy

Rys. 7.3 Osłona zabezpieczająca przed wjechaniem samochodu osobowego pod ramę [83]

Rys. 7.4 Budowa ram podłużnicowych [83], [160] a – samochodu ciężarowego Volvo, b – samochodu dostawczego typu pick-up

b

a

683

Nadwozie, silnik oraz poszczególne elementy i zespoły podwozia są mocowane do ramy za pomocą podkładek, poduszek lub tulei wibroizolacyjnych wykonanych z gumy. Ich zadaniem jest ograniczenie drgań przenoszących się na nadwozie. Kabina kierowcy, osie i mosty napędowe są oddzielone od ramy elementami ich zawieszenia. Zadaniem zawie-szenia kabiny jest minimalizacja jej drgań, a tym samym zwiększenie komfortu jazdy. Jako elementy sprężyste stosuje się sprężyny śrubowe, elementy gumowe oraz miechy pneuma-tyczne. Tłumienie drgań zapewniają amortyzatory teleskopowe, a poprzeczne przechyły kabiny ogranicza drążek stabilizatora (rys. 7.5).

Nadwozie, skrzynia ładunkowa lub urządzenia specjalne (np. cysterna, żuraw) mogą być mocowane do ramy pośredniej, która następnie jest przykręcana do głównej ramy (rys. 7.6).

Rys. 7.5 Przykładowe zawieszenie kabiny samochodu ciężarowego na ramie za pomocą czterech zespołów, składających się ze sprężyn śrubowych i amortyzatorów teleskopowych [83]

Rys. 7.6 Ramy pośrednie i ich mocowanie do głównej ramy [83] a – elementy ramy pośredniej na głównej ramie, b – mocowanie za pomocą sztywnych łączników, c – mocowanie za pomocą łączników podatnych

b

a

c

684 Ramy

Połączenie ramy pośredniej z ramą główną może być sztywne lub podatne (sprężyste). W przypadku nadwozi wrażliwych na moment skręcający, powstający podczas jazdy po nierównościach (np. otwarta skrzynia ładunkowa, skrzynia samowyładowcza), stosuje się łącza sztywne. Nadwozia sztywne i niewrażliwe na skręcanie (np. cysterny, zbiorniki na materiały sypkie) są mocowane za pomocą łączników podatnych.

Odmianą ramy podłużnicowej jest rama krzyżowa, w której podłużnice krzyżują się ze sobą lub zbliżają się do siebie w środkowej części, na kształt litery X (rys. 7.7).

Zaletą ram podłużnicowych jest ich prosta i tania konstrukcja. Do wad należy zaliczyć stosunkowo dużą masę. Ramy tego typu są stosowane na ogół w pojazdach dostawczych i ciężarowych.

Rama płytowa jest wykonana w postaci wytłoczonej z blachy płyty, stanowiącej dolną część nadwozia. Przetłoczenia płyty lub dodatkowe przyspawane do niej profile (tzw. rama szczątkowa), zapewniają odpowiednią sztywność ramy. Rozwiązania tego typu mogą być stosowane w samochodach dostawczych lub autobusach (rys. 7.8a).

Rys. 7.7 Rama krzyżowa [143]

Rys. 7.8 Rama płytowa (a) i skrzynkowa rama centralna (b) [81]

b

a

685

Rama centralna ma postać jednego elementu o profilu zamkniętym, np. rurowym lub skrzynkowym (rys. 7.8b). Biegnie on centralnie, wzdłuż podłużnej osi pojazdu, stanowiąc często osłonę wału napędowego. W przedniej części rama rozwidla się, tworząc łoże do mocowania silnika i skrzynki biegów. Dawniej ramy centralne były montowane w samo-chodach terenowych, jednak obecnie nie stosuje się już takich konstrukcji.

Rama kratownicowa jest przestrzenną konstrukcją, wykonaną z kształtowników lub cienkościennych rur, pospawanych lub nitowanych ze sobą. Jej zaleta to duża sztywność przy niewielkiej masie. Do wad należy zaliczyć dużą pracochłonność wykonania. Ramy kratownicowe mogą być stosowane w autobusach oraz samochodach sportowych (rys. 7.9).

Ramy pomocnicze stanowią konstrukcje umiejscowione tylko pod częścią nadwozia (rys. 7.10). Służą do mocowania zespołu napędowego, zawieszenia kół oraz mechanizmów układu kierowniczego. Na ogół wykonuje się je z wytłoczek stalowych, zgrzewanych ze sobą. Ramy pomocnicze są mocowane do nadwozia śrubami, za pośrednictwem elastycz-nych elementów. Pomiędzy ramą a zespołem napędowym również znajdują się elementy gumowe ograniczające przenoszenie drgań na nadwozie. Ramy pomocnicze stanowią także element energochłonny, np. podczas zderzenia czołowego.

Po zakończeniu procesu spawania gotowa rama lub jej elementy są poddawane pro-cesowi zabezpieczenia antykorozyjnego. Jedną z metod jest katodowe malowanie zanu-rzeniowe zwane kataforezą. Polega ono na przemieszczaniu się dodatnio naładowanych cząsteczek farby w kierunku ramy (stanowiącej katodę), zanurzonej w jej wodnym roztwo-

Rys. 7.9 Przykłady ram kratownicowych [210], [257] a – autobusu (z powłoką cynkową), b – samochodu sportowego (Mercedes-Benz 300 SL)

Rys. 7.10 Przednia i tylna rama pomocnicza samochodu Peugeot 605 [257]

ba

686 Ramy

rze. Inny sposób zabezpieczenia ramy to cynkowanie. Względy estetyczne schodzą tutaj na dalszy plan, ustępując pola właściwej ochronie przed korozją.

Jako powłoki ochronne nakładane na ramy w procesie produkcji stosuje się również mate-riały na bazie PCW. Oprócz właściwości ochronnych mają one także dobre właściwości aku-styczne, pochłaniając dźwięki oraz zapobiegając ich rozprzestrzenianiu się i wzmocnieniu w pustych profilach. Bardzo dobre właściwości ochronne i uszczelniające mają masy kauczu-kowe nanoszone na elementy ramy. Poprzez utlenienie rozpuszczalnika masy te twardnieją, tworząc mocną i odporną warstwę, uniemożliwiającą przenikanie wody i zanieczyszczeń.

Typowe materiały stosowane do produkcji ram zestawiono w tablicy 7-1.

7-1 Typowe materiały stosowane do produkcji ram

Nazwa elementu MateriałPodłużnice, poprzeczki i inne elementy kon-strukcyjne

Stal konstrukcyjna niestopowa lub niskosto-powa

Wsporniki ramy Stal konstrukcyjna niestopowa lub żeliwoPodkładki, poduszki i tuleje wibroizolacyjne Guma

Przeprowadzana okresowo kontrola ram obejmuje ocenę: jakości i stanu powłok ochronnych zabezpieczających ramę przed korozją; deformacji, odkształceń i pęknięć elementów ramy; stanu technicznego połączeń poszczególnych elementów ramy (spawy, nity, śruby); stanu technicznego podkładek, poduszek oraz tulei wibroizolacyjnych; punktów mocowania nadwozia oraz poszczególnych elementów lub zespołów przy-

kręcanych do ramy.W celu dokonania dokładnej kontroli ramy pojazdu najpierw należy umyć jego podwo-

zie. W zależności od wyników przeprowadzonego sprawdzenia i stwierdzonych uszkodzeń podejmuje się decyzje dotyczące dalszej naprawy. Stosowane metody naprawy ram nie wymagają na ogół jej wymontowania, co znacznie ułatwia i przyspiesza prace naprawcze.

Zużyte lub uszkodzone gumowe elementy wibroizolacyjne podlegają wymianie. Luźne połączenia śrubowe należy dokręcić. Poluzowane nity wymienia się, a w przypadku uszko-dzenia otworów rozwierca się je i stosuje nity nadwymiarowe. Niekiedy poluzowane nity zastępuje się pasowanymi śrubami. Zauważone deformacje i odkształcenia ramy nadają się do prostowania. Pęknięcia można naprawiać za pomocą spawania elektrycznego w osło-nie gazów. W celu wzmocnienia spawanych elementów w miejscu pęknięcia stosuje się nakładki, odpowiednio wyprofilowane z blachy. Podczas spawania należy zwrócić uwagę, aby nie uszkodzić przewodów instalacji mocowanych do ramy. Zachowanie ostrożności i sposób przeprowadzenia naprawy powinny zapewnić możliwie jak najmniejsze uszko-dzenie powłok ochronnych oraz ograniczenie naprężeń cieplnych w materiale.

Miejsca skorodowane lub te, w których nastąpiło uszkodzenie powłoki ochronnej, należy zabezpieczyć odpowiednimi farbami i środkami konserwującymi. Dotyczy to także miejsc poddanych naprawie.

7.2

687

Naprawa ram dotyczy w głównej mierze samochodów powypadkowych. Ponieważ do ramy są mocowane elementy zawieszenia, jej odkształcenia lub uszkodzenia będą skut-kowały niewłaściwym ustawieniem kół i osi pojazdu. W wyniku zderzenia pojazdu ele-menty ramy mogą ulec przemieszczeniu lub deformacji, zmieniając położenie względem siebie. Powstałe zmiany to najczęściej wygięcie boczne, skręcenie, przesunięcie diagonalne i wygięcie pionowe ramy (rys. 7.11). W zależności od kierunku i siły uderzenia uszkodzenia te mogą występować oddzielnie lub jednocześnie, co znacznie komplikuje proces naprawy.

W skład stanowiska do naprawy ram pojazdów wchodzi rama nośna wykonana z masywnych dwuteowników, zabetonowanych po obu stronach kanału naprawczego w posadzce warsztatu. Do ramy nośnej mocuje się urządzenia służące do prostowania. Są to zapory blokujące, prasy pionowe i poziome, kotwy łańcuchów oraz podnośniki. Do uruchamiania wywierających określony nacisk siłowników hydraulicznych służą pompy. Wyposażenie stanowiska może również obejmować prasy i zapory, wyposażone w kółka jezdne oraz podgrzewacze indukcyjne do nagrzewania prostowanych miejsc.

Po ustawieniu naprawianego pojazdu na stanowisku w celu ustalenia rodzaju i rozmia-rów odkształceń należy dokonać pomiarów kontrolnych. Niezbędną dokładność pomia-rów zapewnia sprzęt laserowy oraz skalowane zawieszki, mocowane w odpowiednich punktach, określonych przez producenta.

Usuwanie odkształceń i przywracanie pierwotnego kształtu odbywa się za pomocą siłowników hydraulicznych oraz zapór. Pozwalają one na równoczesne oddziaływanie na naprawiany fragment ramy równoległych sił o przeciwnych zwrotach, czyli przyłożenie momentu zginającego. Przykładowe miejsca ich usytuowania względem naprawianej ramy w zależności od rodzaju odkształcenia przedstawiono na rysunkach 7.12 i 7.13.

Prostowanie ram samochodów ciężarowych wymaga o wiele większych sił niż w przy-padku napraw nadwozi samochodów osobowych. Mogą one osiągnąć wartość nawet 400  kN. Aby ułatwić proces przywracania właściwych kształtów, uszkodzone miejsca nagrzewa się w celu zwiększenia plastyczności materiału. Do tego celu używa się pod-grzewaczy indukcyjnych działających tylko w miejscu ich przyłożenia (patrz rys. 7.14).

Rys. 7.11 Typowe powypadkowe odkształcenia ramy podłużnicowej oraz miejsca przyłożenia pras i zapór [154] a – wygięcie boczne, b – wygięcie pionowe, c – skręcenie, d – przesunięcie diagonalne

ba

dc

688 Ramy

Rys. 7.12 Ustawienie pojazdu ciężarowego ze zdemontowanym nadwoziem użytkowym na stanowisku do naprawy ram

Rys. 7.13 Naprawa ramy pojazdu na stanowisku wyposażonym w ramę nośną [154] a – miejsce przyłożenia poziomej prasy hydraulicznej i zapór podczas prostowania wygięcia bocznego, b – prasa hydrauliczna i zapory mocowane do ramy nośnej stanowiska naprawczego; 1 – prasa hydrauliczna, 2 – zapory, 3 – rama nośna w posadzce

Rys. 7.14 Miejscowe nagrzewanie ramy za pomocą podgrzewacza indukcyjnego [154]

ba

689

Do materiałów eksploatacyjnych można zaliczyć różnego rodzaju środki konserwują-co-ochronne nakładane na elementy ramy, zwłaszcza w miejscach wykonanych napraw. Mogą to być np. materiały na bazie wosku i bitumenu.

Ćwiczenie 7.1Podaj po trzy przykłady różnych typów pojazdów, w których zastosowano ramy. Określ rodzaj każdej z ram i opisz ich budowę.

Ćwiczenie 7.2Opisz znane Ci sposoby sprawdzania i naprawy ram.

Test kontrolny nr 7W każdym pytaniu wybierz tylko jedną prawidłową odpowiedź.

1. Rama krzyżowa jest odmianą ramya. podłużnicowej.b. centralnej.c. płytowej.d. kratownicowej.

2. Wadą ram podłużnicowych w stosunku do innych rodzajów jest icha. skomplikowana konstrukcja.b. wysoki koszt wykonania.c. duża masa.d. mała sztywność.

3. Proces kataforezy ramy polega naa. cynkowaniu ogniowym.b. cynkowaniu galwanicznym.c. malowaniu natryskowym farbą podkładową.d. malowaniu zanurzeniowym, z wykorzystaniem przepływu prądu.

4. Zaletą podgrzewaczy indukcyjnych stosowanych podczas naprawy ram jesta. szybkie nagrzanie dużego fragmentu naprawianej ramy.b. równomierne nagrzanie naprawianego miejsca wraz z całym jego otoczeniem,

w celu uniknięcia naprężeń spowodowanych dużą różnicą temperatur.c. podgrzewanie tylko naprawianego miejsca.d. podgrzanie naprawianych elementów do takiej temperatury, że następuje ich sca-

lenie, zastępujące spawanie.5. Jednym z zadań ramy jest

a. tłumienie drgań nadwozia.b. przenoszenie obciążeń statycznych i dynamicznych, działających na przymoco-

wane do niej zespoły.c. zwiększenie sztywności zawieszenia.d. równomierne rozłożenie obciążenia na poszczególne osie pojazdu.

7.3