Juhtimisseadmed ja veermik (2)

Põltsamaa Ametikool
Juhtimisseadmed ja veermik
A2
Margo Pukki
Kaarlimõisa 2009

Sisukord

Sisukord 2
1. Vedrustus 3
1.1 Vedrustuste tüübid vastavalt vedrustuse töötamisele 3
1.2 Vedrustuste tüübid vastavalt vedrustussüsteemide ehitusele 3
1.3 Vedrustuse ülesanded ja töötamine 4
2. Amotisaatorid 5
2.1 Amortisaator ja tööpõhimõte 5
4. Rattad 9
4.1 Rehvid 9
Rehvide tähistus 9
Pöörlemissuund 11
Valmistamiskuupäev 12
Taastatud rehvid 12
4.2 Veljed 13

1.Vedrustus

1.1 Vedrustuste tüübid vastavalt vedrustuse töötamisele

Passiivne ehk tavavedrustus - Passiivseks võime nimetada kõiki tavalisi või traditsioonilisi vedrustussüsteeme. Nende süsteemide põhiomaduseks on see, et kui nad on sõidukile paigaldatud, ei saa nende parameetreid (jäikust, kõrgust) enam muuta. Kõiki traditsioonilisi vedrusid ja amortisaatoreid loetakse passiivseks vedrustuseks.
Reaktiivvedrustus - Siinsesse gruppi võib paigutada ka reaktiivsed vedrustused. Kui sõiduki rattad veerevad üle muhu või augu, põhjustab ratta asendi muutumine vedrude kokkutõmbumise või pikenemise. Kurvi võtmine, pidurdamine ja kiirendamine põhjustavad samuti vedrustuse liikumist, mis omakorda põhjustab kere õõtsumist, noogutust või esiosa tõusu. Reaktiivvedrustuse gruppi kuuluvad kõik vedrustussüsteemid, mis on võimelised kontrollima kere kõrgust vastavalt massi ja aerodünaamilise koormuse muutumisele. See süsteem suudab reageerida ka vedrustussüsteemi sisemisele koormusele, näiteks õõtsumisele ja on võimeline seda takistama . Passiivne reaktiivvedrustus on näiteks Tenneco Kinetic RSF vedrustussüsteem. Sellel süsteemil on sisemine passiivne seotus, mis lihtsustab koormuse jaotamist rataste vahel ja võtab enda kanda mitmeid konstruktsiooni- ja tööparameetreid ning režiime, nagu näiteks diagonaalis asuvate rataste liikumise juhtimise ja üksiku ratta liikumiste kontrolli stabilisaatorivarda asemel.
Poolaktiivne vedrustus - Poolaktiivset vedrustust iseloomustab fakt, et vedrustussüsteem saab pidevalt muuta summutustegurit, muutes amortisaatoreid teeoludest sõltuvalt jäigemaks või pehmemaks. Kontroll saavutatakse tänu juhtarvuti koostööle nelja amortisaatoriga, millel on sujuvalt reguleeritav (ja kontrollitav) summutustegur. Mõnikord (va. Spiraalvedrude puhul) saab neid amortisaatoreid sobitada erinevate isekohanduvate lahendustega, nagu Hydropneumatic, Hydrolastic ja Hydragas vedrustused.
Aktiivvedrustus - Aktiivne vedrustussüsteem kohandub ise vastavalt teeolude muutumisele. Süsteem muudab enda konstruktsiooniparameetreid, end pidevalt kontrollides ja kohandades ning oma näitajaid pidevalt muutes. Aktiivvedrustuse süsteemi kuulub arvuti, mis „ütleb” igale rattale täpselt millal, kui kaugele ja kui kiiresti liikuda . Rataste liikumine ei allu enam juhuslikule liikumisele tee, vedrude, amortisaatorite ja stabilisaatorvarraste vahel. Arvuti kasutab andurite süsteemi, et mõõta näiteks sõiduki kiirust, piki- ja külgkiirendust ning igale rattale mõjuvat jõudu ja kiirendust. Seejärel annab arvuti rattale käsu liikuda antud tingimuste jaoks ideaalsel viisil.

1.2 Vedrustuste tüübid vastavalt vedrustussüsteemide ehitusele

Tavaline vedrustus - Sellise variandi korral ei ole amortisaator osa vedrustussüsteemi kandestruktuurist. See tähendab, et isegi kui amortisaator on täielikult läbi kulunud või lausa puudub, saab autoga ikkagi töökotta sõita ja probleemi lahendada. Sellisel juhul jääb rataste asend ning sõiduki kere ja teepinna vahe samaks. Tavalise vedrustuse puhul on vedrud ja amortisaatorid paigaldatud alati eraldi nagu kaks erinevat üksust. Sellise vedrustussüsteemi juures kasutatavaid amortisaatoreid nimetatakse tavalisteks amortisaatoriteks. Nende amortisaatorite kõige levinumad paigaldusviisid on:
- Silm / silm tüüp
- Silm / vars tüüp
- Vars / vars tüüp
- Vars / risttapp tüüp
MacPherson vedrustus - MacPherson vedrustus on Euroopa päritolu autode juures kõige levinum esivedrustus. Süsteem koosneb peamiselt vedru ja amortisaatori kombinatsioonist. Keerdvedru ülemine osa toetub sõiduki kerele ja alumine osa alumisele vedrualusele, mis kuulub amortisaatori korpuse juurde, moodustades ühtlasi ka pöördtelje. Rooli keerates keeratakse ka vedru ja amortisaatorit. Terve süsteem pöörab end tugiplaadil või ülemisel tugilaagril (MK-paigalduskomplekt) ja alumise õõtshargi kuulliigendil. Tulemusena toimub rataste pööramine.

1.3 Vedrustuse ülesanded ja töötamine

Vedrustussüsteem on mehhanism, mis ühendab rattaid sõiduki raami või kerega. Vedrustussüsteem kannab sõiduki koormust (massi) ühtlaselt üle maapinnale (teele) ja leevendab teekonaruste poolt tekitatud sõidukikere kõikumisi, parandab sõidumugavust ning tagab kontrolli sõiduki üle. Olenemata sellest, kas tegemist on keerd-, kummi-, leht-, õhk- või torsioonvedrudega, on just vedrud need, mis üksi kannavad sõiduki raskust ja hoiavad õiget kõrgust sõiduki ja teepinna vahel. Vedru neelab ja hoiab sõiduki kere ja tee vahelisest liikumisest tulenevat energiat. Pärast liikumisenergia salvestamist vedru poolt kompressiooni teel püüab vedru pikenedes seda energiat uuesti vabastada. See põhjustab sõiduki kere liikumise ja muudab sõiduki ebastabiilseks ning sõitmise äärmiselt ohtlikuks ja ebamugavaks. Selle vältimiseks on süsteemi paigaldatud amortisaator. Amortisaatori põhifunktsiooniks on juhtida vedru liikumist, mille tulemusena:
1. Püsivad rattad kontaktis teepinnaga
2. Sõiduki kere on stabiilne
3. Mugavus on tagatud
Joonis 1. Lehtvedrud
Joonis 2. Spiraalvedrud

2. Amotisaatorid

2.1 Amortisaator ja tööpõhimõte

Amortisaatorid on põhimõtteliselt õlipumbad. Kolvivarre otsa on kinnitatud kolb , mis töötab rõhutorus olevale hüdraulilisele õlile vastu. Kui vedrustus liigub üles-alla, pressitakse õli läbi kolvis asuvate pisikeste avade . Avad lasevad läbi vaid väikese koguse õli. See aeglustab kolvi liikumist, mis omakorda aeglustab vedru tööd ja vedrustuse liikumist. Amortisaatori takistus sõltub vedrustuse ülesalla liikumise kiirusest ja kolbides olevate avade arvust ning suurusest , samuti klapiketaste arvust ja paksusest kolvi juures. Mida kiiremini vedrustus liigub, seda suurem on amortisaatori takistus. Tulemusena vähendavad amortisaator ja vedru:
• Ratta põrkumist
• Autokere õõtsumist või kõikumist
• Autokere noogutusefekti pidurdamisel
• Esiosa tõusu kiirendamisel
Füüsikaseaduste kohaselt energia ei teki ega kao, vaid muundub – amortisaatorid muundavad soojuseks kineetilise energia, mida vedrud on kokkusurumise ajal kogunud . Kontrollib vedru ja vedrustuse liikumist.
• Tagab püsiva juhitavuse ja pidurdusvõime
• Hoiab ära rehvide enneaegse kulumise
• Aitab hoida rehve kontaktis teepinnaga
• Hoiab dünaamilist rataste seadenurka
• Kontrollib sõiduki hüplemist, õõtsumist
( noogutus ja kõikumine), rataste ülestõusmist
pidurdamisel või kiirendamisel
• Vähendab teiste süsteemide kulumist
• Tagab rehvide ja pidurite ühtlase kulumise
• Juht ei väsi nii kiiresti
2.2 Amortisaatorite liigitus
Kaksiktuub - õliamortisaator kui amortisaator on survekäigul, siis osa kolvialuses kambris olevast õlist liigub läbi kolvi kergelt summutava sisselaskeklapi kaudu. Ülejäänud õli (olenevalt sisemisse silindrisse siseneva kolvivarre suurusest) surutakse läbi põhjaklapisüsteemi ja liigub seejärel välimisse õlipaaki, mida nimetatakse ka ühtlustuskambriks. Varda liikumiskiirus ja põhjaklapisüsteem määravad kokkusurutava amortisaatori takistusjõu. Kui amortisaator on tagasikäigul, siis kolvi sisselaskeklapp sulgub ja kolvipealses kambris olev õli surutakse läbi kolvi klapisüsteemi. Sisemisest torust väljuva
kolvivarre kompenseerimiseks läheb õli välimisest õlisilindrist läbi kergelt summutava põhjaklapis asuva sisselaskeklapi kolvialusesse kambrisse, hoides seega sisemise toru pidevalt õliga täidetuna. Varre liikumiskiirus ja klapisüsteem kolvi juures määravad tagasikäigul amortisaatori poolt tekitatud takistusjõu.
Kaksiktuub – madalrõhugaasiamortisaator See amortisaator sarnaneb tavalisele amortisaatorile, ent kaks olulist elementi on täiesti erinevad:
- Reservuaari ülemises osas on õhk asendatud lämmastikuga (inertne gaas ), mille rõhk on 2.5 kuni 8 baari ja mis sisestatakse üksainus kord tootmise käigus.
- Amortisaatori korpuse ülaosas olevat kolvivart ümbritsev kaelustihend on väga eriline. Tal on üks tihendihuul mustuse sissesattumise vältimiseks ja kaks tihendihuult õli väljavoolu ärahoidmiseks. Tihendi allosaks on painduv rõngakujuline riba, mis toimib ka tagasilöögiklapina. Ribade paindlikkus võimaldab õlil voolata tagasi reservuaari ja hoiab gaasisurve vaid reservuaaris oleval õlil. Sellised amortisaatorid tagavad väga mugava sõidu ja rooli täpse töö.
Monotuub – kõrgsurvegaasiamortisaator Monotuub amortisaatorid töötavad samal põhimõttel (edasi-tagasi liikuv kolb õliga täidetud torus), ent nende ühes otsas on väike kogus kõrgrõhul lämmastikku (25 kuni 30 baari). Ujuv kolb eraldab seda gaasi õlist, hoides ära nende segunemise. Kui kolvivars kokkusurumise ajal õli välja pressib, surub see õli lämmastiku natuke rohkem kokku. Gaas allub koguse muutustele ja toimib vedruna. Gaasi pidev surve õlile tagab kohese reageeringu ja kolviklappide väiksema müra. Lisaks kõrvaldab selline surve kavitatsiooni ja emulsiooninähtuse, mis võivad amortisaatori summutusvõimet vähendada.
3. ROOLIVÕIMENDI ( power steering)
Roolivõimendi võimaldab auto rooli väiksema jõuga keerata hüdraulika jõul, uuematel autodel ka elektri abil. Mootori väntvõllilt aetakse ringi hüdropumpa, mis pumpab õli suure rõhu all läbi roolikarbis või latis oleva klapi. Kui rool on otse, avaldub mõlemale klapi poolele sama suur jõud ja võimendamist ei toimu. Kui aga juht keerab rooli, lülitub pöördklapp surve vastavasse suunda ja kõrge surve all voolav õli võimaldabki rooli kergemini keerata.
Pilt 1. Roolivõimendi pump

4. Rattad

Ratas on ümmargune ümber oma telje pöörlev jõudu ülekandev või veeremist võimaldav ketas, leiab kasutust väga paljudes tehnilistes seadetes.
Ratas on inimkonna üks tähtsamaid leiutisi.
Teadaolevalt võeti ratas esimesena kasutusele Sumeris 4. aastatuhandel enne Kristust.

4.1 Rehvid

Rehvide tähistus

1.Tootja (mark)
2.Profiili tähis / rehvitüüp
3.Rehvi laius millimeetrites
4.Rehvi kõrguse ja laiuse suhe protsentides
5. Radiaalrehvid
6.Velje läbimõõt tollides
7.Rehvi kandevõime tähistus
8.Kiirusindeks
9.Sisekummita (tubeless) rehvid
10.Valmistamiskuupäev (XX = nädal, X = aasta, 11.Kulumisastme näitaja (tread wear indicator ) (1,6 mm)
12.Suurema kandevõimega rehvide lisatähistus
13. Sobivus talitingimustes sõiduks (talve- ja universaalrehvide puhul)
Joonis 2. Rehvi tähistus
Allikas: Reifenfibel, 1. trükk 1999, Schweiz
Copyright by Bridgestone, Continental, Dunlop, Goodyear, Michelin, Pirelli
Rehvi mõõtmed (allikas: ADAC (Saksa autoklubi))
Sõiduauto rehvid peavad vastama Euroopa ettekirjutusele ECE-R 30. Eelkõige puudutab see tähistust rehvi küljel, mis sisaldab kõige olulisemat teavet rehvi kohta. Selle informatsiooni juurde kuuluvad ka teised vajalikud andmed autojuhtidele – ettekirjutuse kohaselt tuleb rehvi küljel ära näidata ka tootja (1) ja rehvi tüüp (2).
Rehvi laius (3)
Rehvi laius on ära toodud millimeetrites (nt 175 mm). Tavaliste sõiduautorehvide ristlõige ulatub 125 millimeetrist (nt 125/80 R 12) kuni u 335 millimeetrini (nt 335/30 R 19). Seejuures suureneb rehvide laius 10 mm haaval. Uuematel ratta- ja rehvikomplektidel (nt Dunlopi TD-rehvid või Michelini TRX- või TDX-rehvid) on teine laius: see ulatub 160 millimeetrist kuni 240 millimeetrini. Enamasti kaldub rehvide tegelik laius ettekirjutatust vähesel määral kõrvale (valmistamistolerants) ja varieerub eri tootjate puhul mõne millimeetri võrra. Lisaks sellele sõltub rehvi laius velje laiusest, millele rehv on monteeritud. Tänu rehvide normimisele saab enamikku neist monteerida erineva laiusega velgedele. Siiski tohib teatud sõidukitele ainult kindlat marki rehve monteerida või kombineerides neid kindlat tüüpi velgedega. Ainult nii on rehvid kõigis liiklusolukordades töökindlad. Samuti tuleb lumekette kasutades mõnikord arvestada kindlat marki rehvide ja veljelaiustega. Vastavad juhised on ära toodud autodokumentides ja kasutamisjuhendis.
Kõrguse ja laiuse suhe /seeria ....../50, /60, /70, /80 (4)
Siin on tegemist rehvi kõrguse ja ristlõike laiuse vahelise suhtega protsentides. /50 tähendab, et rehvi kõrgus on pool rehvi laiusest. Seega tähistavad järjest madalamad arvud järjest madalamat rehvi külge – see on tavaline sportlikumate autode puhul (225/45…). Erijuhtumiks on 80- ja 82- seeria rehvid, mida ei tähistatud varem “…/80”. Nii võib vanemate sõidukite paberites esineda tähistus “155 R 13”. Praegu vastab see suurusele “155/80 R 13”.
Rehvi ehitus (5)
Joonis 3. Rehvi ehitus
“R” tähistab terminit “RADIAL” (tihti kirjutatakse see ka välja). Tegemist on nüüdisajal tavalise ehitusviisiga, milles koordiniidid paigutatakse radiaalselt. Kuni 1960te aastateni oli standardiks diagonaalrehv. Selle kategooria rehve toodetakse ka praegu (nt oldtimeritele) ning nende tähistuseks on “R” asemel “D” või “-“. Pidage meeles, et autole tohib monteerida ainult ühesuguse ehitusega rehve. Erineva ehitusega rehvide - diagonaalrehvide ja radiaalrehvide - kasutamine ühel ja samal autol on StVZO §36 järgi keelatud.
Velje läbimõõt (6)
Velje läbimõõtu arvestatakse diagonaalis ühest velje servast teiseni ning seda mõõdetakse enamasti tollides (“). Enamkasutatavad on 10” ja 20” veljed. Dunlopi TD-rehvide ja Michelini TRX-, TDX- või PAX-süsteemi puhul on velje läbimõõt antud millimeetrites. Enamlevinud läbimõõdud on 315mm - 440mm.
Koormusindeks ("load index" LI) (7)
Koormusindeks tähistab rehvi kandevõimet. Tabelis esitatud koormusindeksi igale väärtusele on omistatud kindel rehvi kandevõime kindla õhusurve korral. Näide: “85” = 515 kg. Monteeritud rehvid peavad vähemalt sõiduki paberites märgitud koormusindeksile vastama; sellest suuremad koormusindeksi väärtused on lubatud. Lisamärge “reinforced” (tugevdatud) (12) tähistab eriti suure kandevõimega rehve (kaubikutele, väikebussidele, maasturitele). Otsustava tähtsusega on aga ka siin (vastava suurusega) koormusindeks.
Kiirusindeks (GSY, ka " speed index") (8)
Näitab rehvi suurimat lubatud kiirust. Kiiruskategooriaid tähistatakse järgmiste tähtedega (siin on ära toodud kiirusindeks sõiduautodele):
GSY km/h
M 130
N 140
P 150
Q 160
R 170
S 180
T 190
U 200
H 210
V 240
W 270
Y 300
ZR >240

Pöörlemissuund

Erilise profiiliga rehvide küljel on ära toodud tähistus “Rotation” või “Direction” koos rehvide pöörlemissuunda näitava noolega. Rehvide monteerimisel tuleb etteantud pöörlemissuunast kinni pidada.
Tubeless (sisekummita rehvid) (9)
Sõiduautode rehvidel ei ole enamasti sisekumme. Sisekummi paigaldamine ei ole mitte ainult üleliigne, vaid ka keelatud (v.a. vähesed erandid). Kahtluse korral pöörduge rehvide tootjafirma poole. Hädaolukorras, kui rehv kaotab katki minnes õhku, tohib sisekumme ajutiselt kasutada.

Valmistamiskuupäev

(10)Vanas “DOT”- süsteemis tähistavad kolm viimast numbrit valmistamiskuupäeva. Kahe esimese numbriga märgitakse valmistamisnädalat ja viimasega aastaarvu viimast numbrit. Näide: 409 = 40. nädal, 1999. aasta. 90ndatel aastatel toodetud rehvide tähistuses kasutatakse lisaks sellele veel väikest kolmnurka (3-kohalisest numbrist paremal). Alates 1. jaanuarist 2000 kehtib uus tähistussüsteem, 4-kohaline šiffer : 0100 = 1. nädal, 2000. aasta. Kulumisindikaator (treadwear indicator , TWI) (11)Mitmesse kohta rehvi küljel on pressitud lühend TWI (võib esineda ka teisi tähistusviise). Noolt järgides on näha, et rehvi profiil ei ole selles kohas nii sügav nagu muidu. Põhjus: kuni 1,6 mm võrra kulunud rehvi puhul asuvad need kohad äratuntavalt rehvi pinnal, mis näitab, et kulumispiir on saavutatud. Nii kaugele ei tohiks asjal siiski minna lasta: katsed näitavad, et isegi vähem kui 3 mm (0,3?) kulunud rehvide korral halveneb haakumine tunduvalt - seda eriti niisketes teeoludes. M+S (talverehvid/universaalrehvid) (13)Talverehve tähistatakse lühendiga “M+S” või mõne teise sarnase lühendiga. Tähistus näitab lisaks sellele, et tegemist on erirehvidega talvetingimustes sõiduks ka seda, et ettekirjutatud kiirusklassi suhtes rakendatakse erireeglit. Erireeglid mõnedes Euroopa maades: Kui “talvevarustus” on seadusega ette nähtud, siis tuleb kasutusele võtta M+S tähistusega rehvid. Austrias nõutakse sellele lisaks vähemalt 4 millimeetrist profiili sügavust. Madalama profiiliga rehvid loetakse lihtsalt suverehvide hulka kuuluvaks. Saksamaal see nõue ei kehti, siiski tuleb arvestada sellega, et alla 4 mm rehvide sobivus talvesõiduks on väga piiratud. Kontrollmärk "E":E või e tähistab “ECE”- kontrollmärki, mis kinnitab vastavust euroopa normile ECE-R 30. Pilt 6: „12“ viitab kontrolli teostanud maale, Austriale. Tähtis: Euroopas on selline tähistuskord rehvi küljel alates valmistamiskuupäevast 1.10.98 (40. nädal 1998, millele vastab DOT-number 408) kohustuslik. Selle järgi ei tohi sõidukile monteerida rattaid, millel - juhul kui nad on pärast 1.10.98 valmistatud – ei ole kontrolltähist. Sõiduki tehnilisel ülevaatusel käsitletakse seda tõsise puudusena.

Taastatud rehvid

Taastatud rehve tähistatakse “R” – ga (retread, retreaded). Taastamise kuupäev märgitakse rehvidele sarnaselt valmistamiskuupäevaga uute kummide puhul. Mil määral tohivad rehvid erineda sõiduki paberites etteantust? Kõrvale kaldudes põhimõttest, et rehvide tähistus peab vastama sõiduki paberites äratoodule, kehtivad järgmised erandid:
• Koormusindeks LI: monteeritud rehvi koormusindeks võib olla suurem kui vastav sissekanne sõiduki paberites ette näeb. Näide: Sõiduki dokumendid : 165/65 R 13 76 T, tähistus rehvil: 165/65 R 13 77 T.
• Kiirusindeks: võib olla kõrgema väärtusega kui sõiduki dokumentides ette nähtud. Näide: sõiduki dokumendid: 185/65 R 14 86 H, lubatud rehvid: 185/65 R 14 86 V.
• Talve- /universaalrehvid: kiirusindeks võib kehtida madalamate maksimaalkiiruste kohta kui sõiduki paberites suverehvidele ette nähtud. Neil juhtudel tuleb juhi vaatevälja kleepida silt M+S rehvide suurima lubatud kiirusega. Näide: sõiduki paberites: 195/65 R 14 89 H (suverehvid), lubatud on ka rehvid tähistusega: 195/65 R 14 89 Q M+S. Sel juhul on aga ka sõiduki lubatud maksimaalkiirus tänu rehvi maksimaalkiirusele piiratud ning sellest tuleb tingimata kinni pidada.
•P- rehve (ameerika klassifikatsioon, tähistus nt P 225/60 R 15…) tohib kasutada, kui nad on tähistatud vastavalt ECE-R 30 nõuetele. Kui tähistus erineb ECE-R 30-st (nt puuduv load index või speed index), peab tootja nende rehvide vastavust ECE-R 30 normile kirjalikult kinnitama . Kinnitus peab autojuhil alati käepärast olema. Kui auto paberites on märgitud P-rehvid (eriti ameerika mudelite puhul) ning kui tähistus rehvil vastab märkele auto paberites (v.a. puuduv täht P), tohib kasutada ka ECE-R 30 nõuetele vastavaid rehve.
• ZR-, VR-rehvid. Kui need rehvid on vanemate sõidukite paberites ära märgitud, tohib juhul, kui sõiduki maksimaalset lubatud kiirust 260 km/h ei ületata ning sõiduki tüübist tulenevaid siduvaid ettekirjutusi ei ole, kasutada sama suuri piisava kandevõimega W-rehve (kuni 270 km/h). Kahtluse korral tuleb pöörduda auto- või rehvitootja poole.

4.2 Veljed