Biuletyn nr 28: HUNTER DSP 600 w stacji kontroli pojazdów o dmc do 3,5 tony

Dział: Geometria ustawienia kół i osi jezdnych pojazdów

Odbiorcy
:: Autoryzowane Stacje Obsługi
:: Urzędowe Stacje Kontroli Pojazdów
:: Serwisy Niezależne zajmujące się pomiarem i regulacją geometrii kół oraz osi jezdnych pojazdów

Szanowni Państwo

Urządzenie do pomiaru i regulacji ustawienia kół i osi samochodów wykorzystane jest w stacji kontroli pojazdów zgodnie z zaleceniami rozporządzenia "227", czyli do pomiaru i oceny mimo, że możliwości urządzenia są dużo większe. Poniżej omówione zostaną tylko funkcje przypisane jednostce SKP.

Pomiar geometrii ustawienia kół samochodu, zgodnie z zaleceniami producenta, jak też ustawodawcy, gwarantuje jego bezpieczne prowadzenie, równomierne zużycie opon i decyduje o niskim zużyciu paliwa. Prawidłowy pomiar geometrii kół jest uwarunkowany wykonaniem przez diagnostę wielu skomplikowanych czynności. Te jednak, najczęściej z chęci skrócenia czasu wykonywania pomiaru, są pomijane. Ponadto złożona procedura pomiaru może być również przyczyną niezamierzonych błędów.

Nowoczesne stanowisko do pomiaru geometrii powinno umożliwiać przede wszystkim szybkie wykonanie pomiaru, przy jak najmniejszej liczbie czynności dodatkowych i jak najmniejszym udziale człowieka, który może popełnić błąd. Zgodnie z tymi założeniami amerykańska firma HUNTER Engineering Company opracowała urządzenie do pomiaru geometrii z serii 811 wyposażone w układ pomiarowy DSP 600.

1. Stanowisko do pomiaru geometrii z układem pomiar. DSP 600

Układ pomiarowy DSP 600 (fot. 1), czyli serce stanowiska, składa się z: czterech tak zwanych pasywnych głowic pomiarowych oraz stojaka, w którym na końcach poziomego ramienia są zamontowane 4 kamery i źródła światła pracującego w zakresie światła widzialnego i niewidzialnego. Podział ten zastosowano w kolejnej już generacji urządzenia ze względu na:

możliwość zorientowania się, że system działa (czerwone światło widzialne - Deep Red)
zwiększenia skuteczności oświetlania omówionych dalej tarcz tzw. głowic pasywnych - wyeliminowania wrażliwości na światło słoneczne i refleksy "oślepiające" kamery (światło niewidzialne - podczerwień)

Fot. 1. Podstawowymi elementami układu DSP 600 do pomiaru geometrii zawieszenia są: stelaż z zamontowanymi z czterema kamerami i układem oświetlającym oraz tzw. pasywne głowice, montowane na koła pojazdu.

Głowica pasywna, to płyta pokryta jednostronnie materiałem odbijającym światło, na której naniesiony jest "obraz" w postaci trójkątów równobocznych ze ściętymi narożnikami. Wybór trójkątów jako figur geometrycznych zamiast np. okręgów wynika z faktu, że układ optyczny kamery łatwiej identyfikuje w przestrzeni figury złożone z odcinków linii prostej niż linie krzywe, dając tym samym bardziej jednoznaczne i powtarzalne wyniki pomiarów. Nazywanie tarcz głowicami pasywnymi ma swoje źródło w tym, że nie wysyłają żadnych sygnałów - ani drogą elektryczną, radiową, czy świetlną (jedynie odbijają światło wysłane przez emitery znajdujące się w pobliżu kamer cyfrowych).

Do dokonania pomiaru, głowice pasywne są montowane za pomocą uchwytów samocentrujących (o zakresie średnic obręczy od 10 do 24,5") do kół samochodu. (fot. 2). W celu stworzenia dogodnych warunków pracy, samochód ustawiony jest na podnośniku lub na stanowisku kanałowym. Jeśli trzeba przeprowadzić regulację, może on być podniesiony wyżej niż pokazuje fotografia, przy czym równoczesna regulacja i pomiar ustawienia kół będą nadal możliwe. Możliwość pracy na różnych wysokościach uzyskujemy dzięki czterem szerokokątnym kamerom typu CMOS.

Fot. 2. Stanowisko do pomiaru geometrii z układem pomiarowym DSP 600 w działaniu:
1 - dźwignik, 2 - pasywne głowice pomiarowe, 3 - kamery i układ oświetlający zamontowane na stojaku, 4 - jednostka sterująca systemu wraz z monitorem.

Głowice pasywne są zwrócone stroną pokrytą "obrazem" (niewidoczną na zdjęciu) w kierunku kamer zamontowanych na stojaku. Po każdej stronie stojaka zamontowane są dwie kamery, tak więc każda z nich obserwuje ruchy jednej głowicy pasywnej. Obok kamer zamontowane są źródła światła, które podczas pomiaru "oświetlają" odbijający "obraz" powierzchni głowic. Odbity obraz jest rejestrowany przez kamery, niosąc informację o aktualnej pozycji jaką zajmują głowice, bowiem w trakcie pomiarów, gdy koła obracają się lub są skręcane, one również zmieniają swoją pozycję. Rejestracja obrazu następuje w takcie błysków oświetlających tarcze głowic i dzieje się to z częstotliwością 8Hz dla każdej kamery.

Kamery przekazują te informacje dalej, do jednostki centralnej systemu wykorzystując złącze USB 2.0. Komputer, który na podstawie analizy informacji o kolejnych pozycjach, które zajmują głowice pasywne (ściślej: "obrazy" na nich naniesione), dokonuje obliczeń wartości parametrów informujących o ustawieniu kół i osi pojazdu. Zastosowana technologia przewyższa szybkością wszystkie inne wykorzystywane przy tego typu pomiarach dając diagnoście przekonanie, że wartości zmierzone i ich zmiany następują w czasie rzeczywistym. Jest to ważne nie tylko podczas pomiarów, ale też przy dokonywaniu regulacji.

Wieszaki służą do odwieszania głowic, gdy nie są zamontowane na koła.

2. Zalety głowic pasywnych i oprogramowania WinAlign

System DSP 600 posiada wiele opatentowanych funkcji wyróżniających go spośród innych. Zostaną one tylko wymienione z nazwy, aby poznać jak daleko technika wyręcza diagnostę w żmudnych, niekiedy, czynnościach, ale nie zwalnia, na szczęście, od myślenia. Opisy tych procedur i podprogramów są dostępne na stronie internetowej: www.wimad.com.pl w Biuletynie nr 25: HUNTER - opcje oprogramowania WinAlign

1. Opatentowane procedury pomiarowe i regulacyjne:
ExpressAlign, WinToe, Shim-Select II, CAMM (Control Arm Movement Monitor), Automatic Bushing Calculator (ABC) Bushing, Faster Caster, Baza narzędzi i zestawów, Widok Wirtualny, Pasek zadań, Pomiary symetrii, Specjalistyczne procedury pomiarowe, Podpowiedź dźwiękowa, Menu skrócone, Maksymalny kąt skrętu i różnica kątów skrętu kół.

2. Inspekcja pojazdu:
Inspekcja na żywo, Inspekcja graficzna (Point & Click), Baza danych WebSpecs.NET, Inspekcja ramy pośredniej i fotografie cyfrowe, Inspekcja opon, Wydruk z inspekcji, Alldata Undercar.

3. Trening multimedialny:
Trening multimedialny, Trening na żywo, Wideo regulacje, Wideo narzędzia i zestawy, Wideo Tech Diagnostic, AlignGuide, Ilustracje regulacji, Fotografie regulacji.

4. Wydruki oraz bazy podzespołów:
Wydruk inspekcji, Wydruk wyników regulacji, Wydruk zlecenia, Baza danych Part Hunter, MAP, I-Shop Compliance.

5. Hunter Online:
Baza danych fabrycznych WebSpecs.NET, ShopResults.NET.

Zastosowanie kamer CMOS oraz brak części ruchomych oraz przystępny i jednocześnie bogaty w udogodnienia interfejs to główny powód zainteresowania systemem przez wielu producentów samochodów i diagnostów. Producent urządzenia produkuje też systemy z ruchomymi kamerami, ale większość klientów kupuje systemy z głowicami stałymi, aby obniżyć koszty długookresowe.

System został doceniony przez VW/Audi (VAS 6292), Mercedesa (HTA-MB-R) oraz BMW (KDS II) i zalecony dla dealerów tych firm na całym świecie. Pozyskanie homologacji niemieckich producentów jest istotne, ponieważ ich wymagania są bardzo wysokie. Trzeba poddać urządzenia długotrwałym testom. Testowane urządzenia muszą przynajmniej dorównywać wymaganiom dotychczas stosowa- nych systemów. Poza tym rozwój technik kontroli jazdy postawił wymóg, np. sprawdzenia i regulacji urządzeń kontrolujących odległość od poprzedzającego samochodu (ADR/ACC). Innym wymogiem było wyeliminowanie obrotnic elektronicznych, jako zawodnego ogniwa w dotychczas stosowanych urządzeniach. Konieczne było więc rozwiązanie problemu pomiaru maksymalnego kąta skrętu kół. To z kolei wymusiło zastosowanie kamer o tak szerokim kącie "widzenia", aby możliwy był pomiar tego kąta w zakresie +/- 50 stopni. Również w płaszczyźnie pionowej należało wymyślić metodę pomiaru prześwitu. Jest to teraz możliwe jednocześnie dla czterech kół i bez dodatkowych czynności.

W porównaniu do dotychczas stosowanych głowic pomiarowych, głowice pasywne:

nie zawierają żadnych układów elektronicznych
nie są połączone z jednostką centralną żadnymi przewodami
nie wymagają zasilania i nie wysyłają żadnych sygnałów, np. strumienia światła laserowego
istnieje możliwość wykonania kompensacji bicia obręczy bez unoszenia kół pojazdu
są odporne na upadek
nie wymagają żadnych regulacji (kalibracji)
zapewniają najwyższą szybkość aktualizacji danych w czasie pomiaru (w czasie rzeczywistym)
system można montować we współpracy ze stanowiskami na kanale diagnostycznym lub na dźwigniku diagnostycznym (nożycowym lub czterokolumnowym)

3. Przeprowadzanie pomiaru

Czynności wstępne. Po wprowadzeniu samochodu na podnośnik, ustawieniu kół na wprost (orientacyjnie), na uprzednio zablokowanych przed obrotem obrotnicach oraz zaciągnięciu hamulca ręcznego należy sprawdzić stan ogumienia i ciśnienia w nim. Z bazy danych, która zawiera dane do modeli samochodów produkowanych w ostatnich 20 latach (na zamówienie też do old-timerów) należy wybrać dane o ustawieniu geometrii dla danego modelu samochodu. Aktualizacja bazy danych odbywa się standardowo corocznie lub w każdej chwili przez ściągnięcie najnowszych modeli z Internetu. Baza danych zawiera nie tylko dane regulacyjne lecz też zdjęcia (ok. 3000) i filmy instruktażowe (ok. 200). Teraz można już i przystąpić do sprawdzania stanu wszystkich elementów podwozia, zgodnie z informacjami, w formie zdjęć cyfrowych (tzw. inspekcja cyfrowa), ukazującymi się na ekranie jednostki centralnej. Ponadto baza danych zawiera informacje o narzę- dziach niezbędnych do wykonania regulacji ustawienia kół w danym samochodzie.

Następnie pod koła lewej strony pojazdu, z przodu i z tyłu, należy podłożyć kliny zabezpieczające i przejść do montażu na koła uchwytów głowic pasywnych i samych głowic. Obracając głowice względem uchwytów należy ustawić je w tzw. pozycji wyjściowej, kierując się poziomicą zamontowaną w głowicy. Po ich ustawieniu trzeba ją w tym położeniu zablokować

Kompensacja głowic pomiarowych. Jej celem jest uniknięcie błędów pomiarowych, spowodowanych błędem kołowości koła, biciem tarczy koła oraz niedokładnością montażu uchwytu głowicy lub głowicy pasywnej w uchwycie. Można ją jednocześnie przeprowadzić dla wszystkich czterech kół pojazdu (fot. 3a) lub oddzielnie dla każdego z kół (fot. 3b). Rozpoczynając pomiar geometrii stosujemy pierwszą z metod. Kompensację głowicy pasywnej dla wybranego koła (omówimy ją oddzielnie) wykonuje się tylko dla głowicy, która była zdejmowana z danego koła np. w celu przeprowadzenia regulacji kąta pochylenia koła.

Fot. 3. Kompensację pasywnych głowic pomiarowych można przeprowadzić na dwa sposoby:
a) przetaczając samochód po podnośniku, dla jednoczesnej kompensacji wszystkich głowic
b) obracając w dwóch kierunkach wybrane koło uniesionego pojazdu, tylko dla kompensacji głowicy zamontowanej na tylnym kole. Oznaczenia: 1. Sprawdzany samochód, 2. Podnośnik, 3. Głowica pasywna 4. Kliny pod koła,
5. Kamery i układ oświetlający zamontowany w stojaku, 6. Podnośnik pomocniczy.

Pomiar ustawienia kół i osi pojazdu. Rozpoczynamy od kompensacji wszystkich głowic pasywnych, połączoną z pierwszym pomiarem. Czynności te można wykonać bez podnoszenia pojazdu lub unieść samochód na wysokość dogodną do przeprowadzenia ewentualnej regulacji. W tym celu:

pomiędzy obrotnicę a podnośnik należy włożyć tzw. wkładkę przejazdową
(fot. 4), która wypełni lukę pomiędzy obrotnicą a podnośnikiem i umożliwi przetaczanie samochodu bez wstrząsów (mogących zakłócić pomiar)
zablokować kierownicę w położeniu na wprost
cofnąć klin (fot. 3a) zabezpieczający od tyłu, tylne lewe koło o około 40 cm
zwolnić hamulec ręczny

Następnie przekręcając za tylne lewe koło, należy przetoczyć samochód do tyłu ok. 35 do 40 cm, a następnie przetoczyć samochód do przodu, do oparcia się o klin pozostawiony pod przednim lewym kołem. Na ekranie ukażą się zmierzone dla obu osi i ich kół wartości:

kąta pochylenia koła
zbieżności całkowitej
zbieżności połówkowej
kąta znoszenia pojazdu

Fot. 4. Podczas przeprowadzania kompensacji lub pomiaru, wymagających przetaczania samochodu po podnośniku (2), pomiędzy obrotnicę (3) a podnośnik musi być włożona wkładka przejazdowa (4). Likwiduje ona uskok pomiędzy obrotnicą i podnośnikiem, tak więc koło (1)
może się bez wstrząsów przetaczać z obrotnicy na podnośnik i z powrotem.

Po wyjęciu zabezpieczeń z obrotnic, usunięciu wkładki przejazdowej, odblokowaniu kierownicy i zablokowaniu pedału hamulca w pozycji naciśniętej, przystępujemy do pomiaru następnych parametrów, zgodnie ze wskazówkami ukazującymi się na ekranie. Zaczynamy od ustawienia kół do jazdy na wprost. Następnie skręcamy koła w lewo i prawo i ponownie ustawiamy do jazdy na wprost. Na ekranie ukażą się wartości: kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy, kąta pochylenia sworznia zwrotnicy oraz sumy kąta pochylenia sworznia zwrotnicy i kąta pochylenia koła.

Kompensacja pojedynczej głowicy pasywnej. Jest ona konieczna, gdy po przeprowadzeniu jednoczesnej kompensacji dla wszystkich głowic (fot. 3a), trzeba zdjąć głowicę z jednego lub więcej kół. Tylko dla tych głowic, musi być przeprowadzona indywidualna, ponowna kompensacja (fot. 3b). W tym celu, na kole uniesionego na pomocniczym podnośniku pojazdu, montuje się uprzednio zdemontowaną głowicę i ustawia się ją w pozycji wyjściowej (na podstawie wskazań poziomicy zamontowanej w głowicy). Następnie zgodnie z poleceniami programu należy obrócić koło do tyłu, a następnie do przodu. Po kompensacji głowic, które tego potrzebują, opuszczamy samochód i kilkakrotnie kołyszemy pojazdem w celu ułożenia zawieszenia - możemy ponownie przeprowadzić pomiary.

4. Otrzymane wyniki pomiarów geometrii kół i ich interpretacja

Czas pomiaru typowego samochodu, którego technologia nie narzuca użycia dodatkowych procedur waha się od 2-5 minut. Obejmuje on wprowadzenie danych lub skorzystanie z wprowadzonych już do bazy danych klienta i pojazdu, założenie głowic na koła i przeprowadzenie pomiaru właściwego (pierwotnego). Oczywiście nie wliczamy do tego czasu czynności przygotowawczych takich jak wprowadzenie samochodu na stanowisko, czy sprawdzenie stanu elementów zawieszenia lub pomiar ciśnienia w ogumieniu. Rezultaty pomiarów otrzymujemy na ekranie monitora i na wydruku w jednym z kilku zadanych formatów. Mogą one być składowane. Pojemność bazy określa się na 10-15 lat pomiarów! Można je oczywiście przesłać e-mailem na adres klienta (np. flotowego), można też wykorzystać w sieci wewnętrznej, ponieważ format przekazywanych danych (XML) jest taki sam jak użyty w systemie CEPIK i równocześnie jest kompatybilny z ASANETWORK. Osobnym problemem, który udało się rozwiązać inżynierom z firmy HUNTER jest przypadek szczególny, jaki stanowią samochody ze zmodyfikowanym ("tuningowanym") w różnych firmach zawieszeniem przeznaczone do sportu lub na życzenie klienta. I tak będziemy mieli do czynienia z samochodem:

bez przeróbek tzw. fabrycznym (bezwypadkowym i powypadkowym), gdzie można zastosować dane będące w urządzeniu a dostarczone i autoryzowane przez producenta samochodu. Tu sytuacja jest prosta
przerobionym przez specjalistyczną firmę tuningową (czasem posiadającą homologację fabryki), gdzie np. nie możemy zastosować danych od Mercedesa S 600, bo mamy do czynienia z pojazdem firmowanym przez AMG. Tu najczęściej jest możliwy dostęp do danych tunera
przerobionym do udziału w imprezie sportowej np. rajdzie. Taki samochód musi się poruszać po drodze publicznej i mieć ważne badanie techniczne (rejestracyjne)
przerobionym amatorsko np. przez obniżenie zawieszenia - skrócenie sprężyn

We wszystkich czterech przypadkach jest możliwy pomiar ustawienia geometrii kół. Pomiar tak, ale co z weryfikacją i oceną zmierzonych wyników? Przecież chodzi o bezpieczeństwo. Otóż HUNTER z kamerami DSP 600 i oprogramowaniem WinAlign w wersji TUNER poprowadzi diagnostę i w takich przypadkach. Oczywiście pomiar w przypadku "a" będzie trwał przysłowiowe 5 minut. W pozostałych (b-d) może wymagać pomiarów np. na 10 wysokościach naprężonego lub podniesionego zawieszenia, czasem może wymagać jazdy próbnej i pomiaru temperatury opon. Oprócz pomiaru są oczywiście dwa inne wyjścia:

dopuszczenie "trudnego" samochodu bez wykonania wystarczającej weryfikacji, czyli tzw. zaniechanie i brak wyobraźni
odrzucenie pojazdu bez podania przyczyn tzw. odmowa

Kto weźmie odpowiedzialność jeśli samochód ulegnie wypadkowi - jak diagnosta udokumentuje badanie - w pierwszym przypadku? Jak też udowodni klientowi odmowę, np. przed sądem - w przypadku drugim? Tak, więc pozostaje prawidłowe przeprowadzenie pomiaru. Poniżej przykłady wydruków z pomiarów:

Fot. 5. Widok ekranu przedstawiający gotowe do wydruku pomiary w formie "analizy".
[Kliknij na zdjęcie, aby powiększyć]

Powyższy ekran pokazuje w formie rzeczywistej wydruk rezultatów pomiarów podstawowych parametrów geometrii samochodu (Aston Martin). Diagramy zawierają informacje o nazwie mierzonego parametru (kąta), polu tolerancji tego parametru, jego wartości bieżącej, strzałka pozwala na orientację gdzie wartość bieżąca znajduje się w stosunku do pola tolerancji, kolor określa jej położenie: i tak: zielony - wewnątrz pola tolerancji, czerwony - poza polem tolerancji, szary - pole tolerancji dla danego parametru nie zostało określone (np. przez producenta pojazdu, wtedy diagnosta kieruje się zaleceniami ogólnymi). Przy każdym diagramie oprócz nazwy jest zamieszczona jego definicja graficzna. Poniżej zgrupowanych kątów dla danej osi, jeśli któryś z kątów jest poza tolerancją znajduje się charakterystyczny rysunek i opis co takie ustawienie spowoduje podczas dalszej eksploatacji pojazdu, np. "przyczyną zużycia krawędzi opony może być duży kąt PK", gdzie "duży" oznacza wartość nadmierną. Każdy wydruk zawiera również dane charakteryzujące konkretny samochód (VIN, nr rej.) oraz datę i godzinę badania oraz dane diagnosty. W tej formie można go wydrukować, zapamiętać lub przesłać e-mailem bezpośrednio z urządzenia lub z serwera.

Fot. 6. Widok ekranu przedstawiający gotowe do wydruku pomiary wraz z wykresami zmiany zbieżności połówkowej w funkcji wysokości zawieszenia.
[Kliknij na zdjęcie, aby powiększyć]

Fotografia nr 7 jest ilustracją tego jak wygląda ustawienie kół w rzucie z góry. Jest to wydruk najczęściej pożądany dla samochodów po kolizji (naprawie powypadkowej). Oprogramowanie podaje wyniki w milimetrach znając wcześniej zmierzone rozstawy kół i osi. Forma wydruku nie pozostawia miejsca na mylną interpretację.

Fot. 7. Widok ekranu przedstawiający gotowe do wydruku pomiary symetrii i śladowości.
[Kliknij na zdjęcie, aby powiększyć]

5. Zalety metody pomiarowej wykorzystującej głowice pasywne

Wśród wielu zalet metody pomiarowej wykorzystującej pasywne głowice pomiarowe wymienić przede wszystkim należy:

Maksymalnie uproszczona obsługa.
Nie wymaga dokładnie wypoziomowanego podnośnika.
Nie wymaga oddzielnej kompensacji każdego koła.
Nie wymaga unoszenia pojazdu lub napinania jego zawieszenia (chyba, że jest to narzucone przez procedury OEM producentów samochodów).
Wszystkie parametry mierzone są na bieżąco.
Możliwość stosowania na stanowiskach przelotowych i nieprzelotowych.
Przy każdym pomiarze możemy w krótkim czasie otrzymać do 50 parametrów charakteryzujących ustawienie geometrii kół i osi samochodów.
System jest przygotowany do rozbudowy o pomiar geometrii ustawienia kół i osi pojazdów o dmc powyżej 3,5 t (wymaga to przystosowania stanowiska do pomiaru i zakupu tylko głowic pomiarowych DSP 500T i oprogramowania WinAlign Truck).

Należy jednak pamiętać, również przy tej metodzie pomiarowej, że jeśli pomiar zostanie dokonany dla pojazdu, który ma luzy w zawieszeniu lub ma niewłaściwe ciśnienie w ogumieniu, to otrzymane wyniki będą błędne.

6. Współpraca urządzeń do pomiaru geometrii firmy HUNTER z DSP 600

Do współpracy z układem pomiarowym DSP 600 są przystosowane jednostki sterujące firmy HUNTER z serii 811. Jednak również urządzenia z serii 211, 411 oraz 611 (SKP), po zmianie oprogramowania i komputera z tzw. USB boxem, mogą współpracować z omówionym układem pomiarowym.

7. Obsługa układu pomiarowego DSP 600

Generalnie układ ten jest praktycznie bezobsługowy. Należy utrzymać w czystości powierzchnie głowic pasywnych i układ optyczny kamer oraz nie dotykać ich rękami lub narzędziami.

Do pobrania Biuletyn nr 28 [PDF, rozmiar 1MB] oraz Biuletyn nr 25 [PDF]:
HUNTER DSP 600 w stacji kontroli pojazdów o dmc do 3,5 tony
HUNTER - opcje oprogramowania WinAlign

Zenon Majkut