Технологии регулирования углов развал-схождения

Чтобы автомобиль прямолинейно двигался в заданном направлении, а управляемые колеса после поворота принимали среднее положение, чтобы поворот на месте не требовал огромных усилий, колеса ставятся в определенном положении друг относительно  друга и относительно автомобиля. В процессе эксплуатации автомобиля углы развал-схождения могут меняться по причине:
- естественный износ, потеря упругости, деформация деталей подвески;
- деформация крепежных элементов колеса;
- изменение геометрии кузова.

Когда углы сбиваются и отклоняются от заводских параметров больше, чем на допустимые значения может увеличиться расход топлива, ухудшиться управляемость, ускориться износ покрышек. По тому, как именно изнашиваются колеса можно определить причину возникновения износа. Например, если колеса с внутренней стороны изнашиваются сильнее чем с внешней то это следствие излишне отрицательного угла развала. Производители автомобилей рекомендуют проводить проверку углов развал-схождения 10 000 км (раз в полгода). О нарушении углов установки могут указывать "симптомы":
- плохая устойчивость автомобиля;
- отклонение от прямолинейного движения на ровной поверхности дороги;
- быстрый или неправильный износ резины колеса - с одного бока, по середине, по краям.

Помимо того, что проверку необходимо проводить каждые 10 000 км, проверку необходимо проводить:
- после ремонта подвески или элементов рулевого управления;
- после замены покрышек (как сезонной, так и внеплановой);
- после деформации кузова (после ДТП).

Все стенды развал-схождения  делятся по принципу действия на 3 категории:
- электронно-оптические стенды;
- стенды, получаемые данные с измерительных головок;
- стенды, использующие технологию трехмерного измерения (3D стенды).

Принцип действия электронно-оптических стендов. На колеса устанавливаются датчики. Эти датчики посылают световые лучи на шкалы. По положению световых лучей на шкалах судят о положении колес. Данная технология была разработана в середине 50х годов XX века.

Принцип действия компьютерных стендов с измерительными головками. На колеса устанавливаются измерительные головки. Внутри головок установлены электронные датчики. Все показания с датчиков попадают на обработку компьютеру. Компьютер преобразует показания и выводит из в понятном графическом виде на дисплей. Измерительные головки постоянно устанавливаются и снимаются с колес, вследствие чего со временем они начинают искажать результат. Измерительным головкам требуется периодическая калибровка. Измерительная головка может пострадать в результате неосторожного обращения, что усложняет работу на таком стенде. В таких стендах используются либо 2, либо 4 измерительные головки. Стенд с 4 головками намного точнее, так как в процессе измерения углов учитывается положение задних колес. Помимо этого в измерительных головках может использоваться различное количество датчиков, что тоже сильно влияет на качество результата.

Принцип действия системы измерения на основе 3D-технологии . Системы на основе трехмерного измерения появились во второй половине 90-х годов, что стало результатом совместного труда инженеров компании SNAP-ON и JOHN BEAN. В основе данной технологии лежит принцип обработки изображения, получаемого с CCD-видеокамер высокого разрешения. Для построения изображения используются мишени с метками, которые устанавливаются на колеса. Методика измерений основывается на свойствах предметов в перспективе и ракурсе. Зная форму, реальный и видимый размеры предмета, можно рассчитать расстояние до этого предмета и угол, на который он отклонен. Вкупе с программным обеспечением такая система дает погрешность в 1 мм при расположении камеры на расстоянии десяти метров. Процедура измерения углов достаточно проста. Первым шагом является выполнение позиционирования - определение положения осей автомобиля в пространстве. Процедура позиционирования производится после выполнения компенсации биения дисков. В стендах с измерительными головками для этого вывешиваются колеса. А в 3D стендах для этого достаточно прокатить автомобиль назад на 30 см( отклонение колеса на 45 градусов). Во время откатывания по мишеням определяются координаты осей вращения колес. В 3D стендах все колеса компенсируются одновременно, в отличии от "головочных" стендов. Затем строиться трехмерная модель базиса автомобиля. Относительного этого базиса вычисляются углы развал-схождения и прочие параметры. Помимо вычисления углов развал-схождения система стенда позволяет определить геометрию кузова, геометрию подвески, определить вылет колес и т.д. 

По сравнению со стендом с измерительными головками, стенд развал-схождения с системой 3D имеет преимущества, а именно:
- упрощенная процедура компенсации биения дисков ускоряет процесс проверки углов;
- мишени практически невозможно сломать;
- очень маленькая погрешность измерений.

Несмотря на ряд преимуществ, 3D стенд имеет ряд недостатков, по сравнению с "головочными" стендами: 
- стационарность;
- высокая стоимость;
- ограниченный рабочий диапазон высот подъемника (существует система вертикального перемещения балки, но она увеличивает стоимость стенда);
- камера может «не видеть» мишень, если на линии между камерой и мишенью существует физическое препятствие.

Нельзя пройти мимо того факта, что не так давно 3D-системы получили конкурента в лице совместной разработки компаний NUSSBAUM и SIEMENS AG. Она принесла миру полностью роботизированный стенд измерения развал - схождения, в основу которого специалисты SIEMENS положили метод трехмерного бесконтактного сканирования. Этот стенд развал - схождения представляет собой подъемник, на который заезжает автомобиль, с двумя сканерами, движущимися с двух сторон автомобиля. Производитель заверяет, что стандартные значения точности измерений – 0.02 градуса, для специальных задач – 0.002 градуса, а все, что требуется от сервисменов, – загнать автомобиль на подъемник. Алгоритм действия измерительной системы таков:
- выбирается модель автомобиля из базы данных;
- автомобиль заезжает на специальный подъемник;
- после идентификации передней оси робот движется к задней.