Achsvermessung(四轮定位).doc

Die Technik der AchsvermessungPraxis-Grundlagen der FahrwerksvermessungDie folgenden Ausfhrungen ber Gertetechnik und die praktische Fahrwerksvermessung beziehen sich auf einen der derzeit modernsten Achsmecomputer, microline 4000, der von der Firma Beissbarth/Mnchen in groen Stckzahlen unter den Typenbezeichnungen KDS fr BMW-, ML 4001 fr Mercedes-Benz- und V.A.G 1813 fr VW/Audi-Werksttten gefertigt wird.Folgende Fahrwerksdaten knnen mit dem ML 4000 gemessen werden:Vorderachse Spur (Einzel-und Gesamtspur, bezogen auf die geometrische Fahrachse), Sturz (bei Fahrt geradeaus oder Spur Null), Radversatz, bezogen auf das linke Vorderrad, Nachlauf, Spreizung und Spurdifferenzwinkel (gemeinsam ermittelt in einer Einschlagroutine). Hinterachse Spur (Einzel- und Gesamtspur, bezogen auf die Fahrzeuglngsmittelebene, vormals Symmetrieachse genannt), Fahrachswinkel, Sturz (Bild 24.3). Durch das Achtfach-Spurgebersystem ist das Gert auerdem in der Lage, zustzliche Mewerte zu erfassen, die bei leichten Unfallschden eine Vorabdiagnose ber eventuell erforderliche Richtarbeiten erlauben.Diese Mewerte sind: Radversatz hinten, Radstandsdifferenz, Seitenversatz rechts, Seitenversatz links, Spurweitendifferenz, Achsversatz. Diese zustzlichen Mewerte werden als Winkel erfat; nach Eingabe der fahrzeugspezifischen Werte fr Spurweite und Radstand ist auch die Anzeige in mm mglich. Begriffe der FahrwerksvermessungAufbau des MesssystemsDie schnur- und kabellose Mesensorik besteht aus den CCD-Kameras 1 bis 8, die mit den Horizontalsensoren A bis H (Spurebene) und Vertikalsensoren I bis Q (Sturz- und Spreizungsebene) bestckt sind. Dabei bilden die 8 Spursensoren ein geschlossenes 360-Mefeld. EinschlagroutineUnter Einschlagroutine ist der beidseitige Einschlag der Vorderrder zur indirekten Bestimmung von Nachlauf, Spreizung und Spurdifferenzwinkel zu verstehen.Begriffe der FahrwerksvermessungBezugsgren:Die Radmittelebene (1)Die Radmittelebene ist die zur Raddrehachse senkrechte Mittelebene des Reifens. Radaufstandspunkt (2)Der Radaufstandspunkt ist der Schnittpunkt der Radmittelebene mit der Drehachse auf der Fahrbahnebene.Die Geometrische Fahrachse (3)ist die Winkelhalbierende des Gesamtvorspurwinkels der Hinterachse.Die Fahrzeuglngsmittelebene (4) ist eine fahrzeugfeste Ebene, die senkrecht zur Fahrbahn steht und durch die Mitte der Spurweite der Vorder- und Hinterachse geht.Begriffe der FahrwerksvermessungFahrachswinkelDer Fahrachswinkel ist der Winkel zwischen der Fahrzeuglngsmittelebene (1) und der Winkelhalbierenden des Gesamtvorspurwinkels der Hinterachse. Er ist positiv, wenn die Winkelhalbierende nach links vorne gerichtet ist. Der Fahrachswinkel ergibt sich aus Spur, Seitenversatz und Schrgstand der Hinterachse. Auf dieser Achse fhrt das Fahrzeug geradeaus.Fehlerauswirkung: Fahrzeug macht DackelspurBegriffe der FahrwerksvermessungFahrt geradeausDie Fahrt geradeaus ist eine Hilfsstellung der Lenkung, bei der die beiden Vorderachseinzelspurwerte auf gleichen Wert in bezug auf die Fahrzeuglngsmittelebene (1) ausgerichtet werden.Diese Ausrichtung erfolgt beim modernen Achsme-Computer per Bedienerfhrung; die genaue Stellung des Lenkrades wird hierbei noch nicht bewertet. In der Hilfsstellung Fahrt geradeaus werden die Spur- und Sturzwerte der Hinterachse gemessen.Begriffe der FahrwerksvermessungFelgenschlagkompensationMit der Felgenschlag-Kompensation wird der Seitenschlag der Felge und der eventuelle Aufspannfehler des Megertehalters bei einer Radumdrehung elektronisch erfat und fr die Vermessung von Spur und Sturz kompensiert. Der ermittelte Wert des Felgenschlags in Winkelminuten wird auf dem Monitor angezeigt, damit eine verbogene Felge oder eine besonders ungnstige Aufspannung des Megertehalters erkannt werden kann.Der gemessene Felgenschlagwert pro Rad folgt in der Spur- und Sturzachse einer Sinusfunktion und wird in Tabellenform im Speicher abgelegt. ber den in jedem Mewertaufnehmer integrierten Drehwinkelgeber kann bei der anschlieenden Vermessung in jeder Winkelstellung des Rades der zugehrige Kompensationswert aus der Speichertabelle abgerufen und zum Momentanwert von Spur bzw. Sturz addiert werden. Zur Durchfhrung der Felgenschlag-Kompensation sind die Kfz-Rder achsweise freizuheben und die Feststellschraube im Mewertaufnehmer zu lsen, damit der am Steckbolzen angeflanschte Drehwinkelgeber die Radposition erfassen kann. Nach dem Start der Felgenschlag-Kompensation mu das Rad entsprechend der Monitor-Bedienerfhrung (Bild 4.29) in drei Viertelumdrehungen durchgedreht werden, wobei der Mewertaufnehmer nach der integrierten Wasserwaage mglichst waagerecht gehalten werden soll. Dieses Prinzip der Felgenschlag-Kompensation mit integriertem Drehwinkelgeber hat fr den Anwender den Vorteil, da der Ablauf sehr einfach ist und das Kompensationsergebnis durch eine weitere Verdrehung des Rades beim Ablassen der Achse oder beim Durchdrehen das zweiten Rades einer Antriebsachse nicht mehr verflscht werden kann.Die Felgenschlag - Kompensation erfolgt in drei Viertelumdrehungen des Rades mit Bediener-fhrung ber den Monitor. Begriffe der FahrwerksvermessungHhenstandDer Hhenstand ergibt sich aus der momentanen Lage der Karosserie zur Konstruktionslage.Er wird beispielsweise bei BMW von der unteren Felgenhornkante bis Unterkante Radhaus gemessen. Die Messung erfolgt senkrecht durch die Radmitte. Der gemessene Hhenstand zeigt so, wie weit die einzelnen Rder ein- oder ausgefedert sind.Durch Beladungsvernderung kann der Hhenstand variiert werden, wobei sich gleichzeitig die Fahrwerksmewerte ndern.Der Hhenstand hat daher entscheidenden Einflu auf die Ergebnisse der Fahrwerksvermessung.Begriffe der FahrwerksvermessungKonstruktionslageBei der Neuentwicklung eines Fahrzeugs wird die Konstruktionslage definiert. Dabei liegen die Nullinien der Z- und X-Achse genau in Fahrzeugmitte, whrend die Nullinie der Y-Achse genau durch die Radmitten der Vorderachse verluft. Diese Konstruktionslage ist identisch zur Fahrzeugposition im Sollhhenstand.AIle vom Kfz-Hersteller vorgegebenen Fahrwerksdaten beziehen sich auf die Konstruktionslage.Begriffe der FahrwerksvermessungLenkrollradius / Lenkrollhalbmesser Der Lenkrollradius ist das Ergebnis aus Sturz , Spreizung und Einpretiefe der Felge.Der Lenkrollhalbmesser ist der Abstand von Mitte Radaufstandsflche bis zum Durchstopunkt der verlngerten Lenkungsdrehachse (auch Spreizachse genannt) auf der Fahrbahn.Es gibt einen positiven (+) und negativen () Lenkrollhalbmesser sowie Fahrzeuge mit Lenkrollhalbmesser null ().Fehlerauswirkung:1. Lenkrollhalbmesser positiv: ergibt stabilen Geradeauslauf, erfordert aber bei ungleichmiger Bremswirkung ein Gegenlenken vom Fahrer 2. Lenkrollhalbmesser negativ: stellt bei ungleichmiger Bremswirkung die Lenkung automatisch auf Gegenlenken ein, so da der Fahrer die Lenkung nur noch festhalten mu 3. Lenkrollhalbmesser null: verhindert die bertragung der Strkrfte bei einseitigem Ziehen der Bremsen und bei Reifendefekt auf die Lenkung, hohe Lenkkrfte im Stand. Begriffe der FahrwerksvermessungMaximaler LenkwinkelDer maximale Lenkwinkel ist der Winkel der Radmittelebene des Kurveninnenrades und des Kurvenauenrades bei maximalem Links- und Rechts-Lenkradeinschlag bezogen auf die Fahrzeuglngsmittelebene.Fehlerauswirkung:unterschiedlicher Wendekreis des Fahrzeuges.Der maximale Lenkwinkel erzeugt den Wendekreis eines Fahrzeuges . Begriffe der FahrwerksvermessungNachlaufwinkel / NachlaufAls Nachlauf bezeichnet man die Schrgstellung der Schwenkachse in Richtung der Fahrzeuglngsachse gegenber einer Senkrechten zur Fahrbahn. Beim positiven Nachlauf luft der Radaufstandspunkt dem Aufstandspunkt der Schwenkachse nach (die Rder werden gezogen), was eine spurstabilisierende Wirkung hat. Beim negativen Nachlauf luft der Radaufstandspunkt dem Auf-standspunktder Schwenkachse vor (die Rder werden geschoben).Fehlerauswirkung:Nachlauf zu positiv: hohe Lenk- und Haltekrfte Nachlauf zu negativ: schlechte Lenkungsrckstellung, anfllig auf Reifenfehler (Konizitt, Winkeleffekt), kann zum Schiefziehen fhren Radflattern seitenwindempfindlich Nachlauf rechts/links unterschiedlich: anfllig auf Schiefziehen. Der Nachlauf wird wie die Spreizung ber eine indirekte 20-Lenkeinschlag - Routine gemessen . Begriffe zur FahrwerksvermessungRadstandDer Radstand wird von Mitte Vorderachse bis Mitte Hinterachse gemessen. Bei mehrachsigen Fahrzeugen sind die einzelnen Radstnde von vorn nach hinten nacheinander angegeben. Ein groer Radstand ergibt groen Nutzraum, mehr Fahrkomfort und geringere Neigung zu Nickschwingungen. Ein kurzer Radstand erleichtert das Befahren enger Kurven.Begriffe der FahrwerksvermessungRadversatzwinkel Der Radversatzwinkel ist die Winkelabweichung der Verbindungslinie der Radaufstandspunkte zu einer Linie die 90 zur geometrischen Fahrachse (1) verluft. Der Radversatzwinkel ist positiv, wenn das rechte Rad nach vorne versetzt ist und negativ, wenn es nach hinten versetzt ist.Der Radversatz gilt als Ma fr den Schrgstand einer Achse.Begriffe der FahrwerksvermessungRadstellungenFahrzeug untersteuertFahrzeug bersteuert Die Radstellung ist fr den einwandfreien Geradeauslauf, eine gute Haftung der Reifen bei Kurvenfahrt und fr den Reifenverschlei von magebender Bedeutung. Durch die Radstellung wird das Fahrverhalten bei Kurvenfahrt beeinflut.Dabei unterscheidet manl Untersteuern l bersteuern l neutrales Verhalten. Die Radstellung wird bestimmt durch:l Radstand l Spurweite l Spur l Sturz l Spreizung l Nachlauf l Lenkrollhalbmesser l Spurdifferenzwinkel Begriffe der FahrweksvermessungSpreizungDie Spreizung ist die Schrgstellung der Schwenkachse gegenber einer Senkrechten zur Fahrbahn (gesehen zur Fahrzeuglenkachse). Spreizung und Sturz bilden zusammen einen Winkel, der beim Ein- und Ausfedern gleich bleibt. Durch die Spreizung wird das Fahrzeug beim Lenkeinschlag angehoben was Rckstellkrfte erzeugt.Fehlerauswirkung:l Spreizung zu gro: hohe Lenk- und Haltekrfte l Spreizung zu gering: schlechte Lenkungsrckstellung, anfllig auf Reifenfehler (Konizitt, Winkeleffekt), kann zum Schiefziehen fhren l Spreizung rechts/links unterschiedlich: anfllig auf Schiefziehen. Die Spreizung wird indirekt ber eine 20-Lenkeinschlag - Routine gemessen .Begriffe der FahrwerksvermessungSpurDie Gesamtspur einer Achse wird aus der Differenz zwischen dem vorderen und hinteren Abstand der Rder einer Achse ermittelt, gemessen an den Felgenhrnern. Die Einzelspur bezeichnet den Winkel eines einzelnen Rades an der Hinterachse gemessen in bezug auf die Fahrzeuglngsmittel-ebene, aber an der Vorderachse gemessen in bezug auf die geometrische Fahrachse. Weist ein Fahrzeug an der Hinterachse ungleiche Einzelspurwerte auf, mssen fr die Geradeausfahrt die Vorderrder so eingeschlagen werden, da die Winkelhalbierende der Vorderachsgesamtspur parallel zur Winkelhalbierenden der Hinterachsgesamtspur (= geometrische Fahrachse) steht. Dadurch fhrt das Fahrzeug im Dackellauf“, und das Lenkrad steht auf einem leichten Lenkeinschlag.Die Spur der Vorderrder wird auf die geometrische Fahrachse(1) bezogen. Nur dann fhrt das Auto geradeaus. Die Spur der Hinterrder wird auf die Fahrzeuglngsmittelebene (2) bezogen. Fehlerauswirkung:l Negative Spur (Nachspur): Reifenverschlei innen, schwammiges Fahrverhalten l Positive Spur (Vorspur): Reifenverschlei auen, nervser Geradeauslauf.Begriffe der FahrwerksvermessungSpurdifferenzwinkelDer Spurdifferenzwinkel ist die Winkelstellung des Kurveninnenrades zum Kurvenauenrad bei Kurvenfahrt. Die Lenkung ist so konstruiert, da sich die Winkelstellung der Rder zueinander bei zunehmendem Lenkeinschlag ndert. Der Spur-differenzwinkel gibt Auskunft ber die jeweilige Arbeitsweise des Lenktrapezes bei Links- und Rechtseinschlag der Lenkung von der Mittelstellung aus. Ein richtig eingestellter Spurdifferenzwinkel ergibt gleich groe Werte beim Links- und Rechtseinschlag unter Bercksichtigung der zulssigen Winkeltoleranzen. Die Messung erfolgt bei 20 Lenkeinschlag des Kurveninnenrades. Durch den Meablauf wird die Vorspur bercksichtigt.Fehlerauswirkung:l erhhter Reifenverschlei l Fahrzeug bricht bei Kurvenfahrt aus l schlechte Lenkradrckstellung bei groem Lenkeinschlag. Der Spurdifferenzwinkel, gemessen ber eine 20 - Lenkeinschlagroutine, gibt Auskunft ber das Lenktrapez.Begriffe der FahrwerksvermessungSpurweiteDie Spurweite ist das Ma von Reifenmitte zu Reifenmitte. Bei Zwillingsbereifung wird von Mitte Zwillingsrad zu Mitte Zwillingsrad gemessen. Sie hat einen mageblichen Einflu auf das Kurvenverhalten eines Fahrzeuges. Eine groe Spurweite ermglicht eine hhere Geschwindigkeit in Kurven. Bei der Einzelradaufhngung, mit Quer- oder Schrglenkern, tritt beim Ein- und Ausfedern eine Spurweitennderung auf. Diese erhht den Rollwiderstand und den Reifenverschlei. Bei zu groer Spurweitennderung wird das Geradeauslauf-Verhalten des Fahrzeuges verschlechtert.Begriffe der FahrwerksvermessungSturzDer Sturz ist der Winkel zwischen der Radmittelebene und einer Senkrechten zur Fahrbahnebene. Er ist positiv (+), wenn der obere Teil des Rades nach auen geneigt ist, und negativ (), wenn er nach innen geneigt ist. Der Sturz wird in Grad gemessen. Die Messung erfolgt bei:l Sturz hinten in Stellung Fahrt geradeaus“ l Sturz vorne in Stellung Lenkungsmittelpunkt“. Fehlerauswirkung:l Sturz zu gro (negativ): verbesserte Seitenfhrung bei Kurvenfahrt, aber bei hoher Geschwindigkeit und hoher Achslast unzulssige Erwrmung der Reifenschulter was zu Reifenschden (Reifenberhitzung, Verschlei innen) fhren kann l Sturz zu gering (positiv): verschlechterte Seitenfhrung, (erhhter Reifenverschlei auen nur in Verbindung mit Vorspurfehlern). Positiver Sturz bewirkt einen guten Geradeauslauf, negativer eine verbesserte Seitenfhrung. Begriffe der FahrwerksvermessungVorbereitende Arbeiten zur FahrwerksvermessungBevor die Vermessung beginnen kann, gibt es noch vorbereitende Arbeiten am Meplatz und am Fahrzeug zu erledigen. Diese Arbeiten sind ganz unterschiedlich und werden teilweise von den Automobil-Herstellern zwingend vorgeschrieben und am Monitor angezeigt. Im folgenden bringen wir eine Checkliste, die einen guten berblick ber diese Arbeiten gibt.Zu den vorbereitenden Arbeiten gehren:Ausrichten der Dreh- und Schiebeunterstze sowie der Hebebhnenbreite nach Spurweite und Radstand des Fahrzeugs Auffahren des Fahrzeugs auf die Radunterstze; die Rder mssen dann mittig auf den Unterstzen stehen Feststellbremse anziehen, um ein Wegrollen des Fahrzeugs zu verhindern Sicherungsstifte an den Unterstzen ausstecken, um ein Verspannen des Fahrwerks beim Beladen oder Durchwippen zu vermeiden Fahrzeug prfen auf gleiche Felgen- und Reifengre, ausreichende Profiltiefe und korrekten Reifenflldruck, Spiel in Lenkung und Radlager, Zustand von Federung und Stodmpfer Megertehalter an den Rdern befestigen und dabei entscheiden, ob eine Felgenschlag-Kompensation durchgefhrt werden mu. Dies ist abhngig vom Typ und Zustand der Felge und von der Ausfhrung des Megertehalters sowie dessen Befestigungsmethode. Fahrzeug fr die nachfolgende Vermessung konditionieren; dies erfolgt je nach Vorgabe des Kfz-Herstellers durch: Beladen des Fahrzeugs mit Ersatzgewichten auf Vorder- und Rcksitzen sowie im Kofferraum (z. B. bei BMW) oder Messen der Achsniveaus und Auswahl des entsprechenden Solldatensatzes (z. B. bei MB) oder Herunterspannen des Fahrwerks mit einer Zugvorrichtung auf eine fr die Vermessung festgelegte Hhenlage (z. B. bei Peugeot) das Fahrzeug bei gelsten Bremsen durchwippen, damit sich eine stabile Mittellage der Federung einstellen kann. Dazu die Karosserie nacheinander an Vorder- und Hinterachse herunterdrcken und ausschwingen lassen Betriebsbremse blockieren durch Einsetzen des Bremsspanners. Die vorbereitenden Arbeiten am Fahrzeug und der Aufbau des Me-systems werden durch Monitorhinweise untersttzt. Die Art des Megertehalters ist mitentscheidend, ob eine Felgenschlag-Kompensation durchgefhrt werden mu . Begriffe der FahrwerksvermessungFeststellstangenUm ein Wegschwimmen des Fahrzeugs auf den leichtgngigen Dreh- und Schiebeunterstzen whrend der Einstellarbeiten zu verhindern, ist eine Fixierung auf dem Meplatz mglich.Dazu wird im Bereich der Vorder- und Hinterachse jeweils in Querrichtung eine Feststellstange angebracht. Die Feststellstangen sind zu diesem Zweck in der Lnge verstellbar und beidseitig mit Klemmzangen bestckt, die am Radabweiser der Mebhne/Megrube und im Achsbereich des Fahrzeugs angeklemmt werden.Es ist darauf zu achten, da die Befestigung nicht an einem beweglichen Fahrwerksteil erfolgt.Begriffe der FahrwerksvermessungMewertaufnehmerDie Mewertaufnehmer werden mittels eines Pabolzens in die Mittenbohrung der markenspezifischen Schnellspanneinheit oder universellen Quickspanneinheit gefhrt. Durch eine Knebelschraube an der Spanneinheit werden sie festgeklemmt.An der Oberseite des Mewertaufnehmers befindet sich eine kleine Wasserwaage fr die horizontale Ausrichtung. Die Stromversorgung des Mewertaufnehmers erfolgt ber eingebaute Akkus oder ber Kabelverbindung zum Gerteschrank.Die Fahrwerksmewerte werden durch optische Vermessung mittels je 2 CCD-Zeilen-Kameras (charge-coupled-device = ladungsgekoppelte Fotoelemente) und