Jouko Rantala Jarkko Sirola AUTOTEKNIIKKA 3 Alusta- ja hallintalaitteet Nestejarrut Pyörät ja renkaat Jousitus ja heilahduksenvaimennus Ohjauslaitteet 3
Opiskelijalle ja opettajalle Oppikirjan rakenne Autotekniikka 3 Alusta- ja hallintalaitteet -oppikirja on yhdistelmä aikaisemmista kirjoista Auto- ja kuljetusalan perusoppi 4 ja erikoistumisoppi 1. Kirjaan on lisätty uudempia rakenteita ja jätetty vähemmälle raskaan kaluston aineistoa, ja jo kirjasarjan muissa niteissä käsiteltyä sisältöjä. Jotta opiskelija oppii tekemään oireiden ja omien havaintojensa perusteella auton alusta- ja hallintalaitteiden huolto- ja korjaustyöt asianmukaisesti, on hänen tunnettava hyvin nykyaikaisen auton alusta- ja hallintalaitteiden perusrakenteet ja niiden toiminta. Asentaja, jolla on vankka perustieto näistä laitteista, osaa soveltaa tietojaan ja taitojaan helposti myös uusiin rakenneratkaisuihin, joita autoihin tulee jatkuvasti. Kirjassa on painotettu erityisesti kuvien osuutta. Eri osakokonaisuuksien toiminnan ymmärtämiseksi kuvat on suunniteltu ja väritetty sellaisiksi, että monimutkaisetkin rakenteet ja toiminnat on helposti opittavissa. Hyvällä kuvituksella lyhennetään paljon pitkien tekstien osuutta, jolloin opiskelija motivoituu paremmin opiskeluun. Kirjan sisällön laadinnassa on pyritty käsittelemään asiat siten, että opiskelija joutuu itse aktiivisesti työskentelemään. Tehtävät Ammattityö, ammattiteoria Tehtävät on sijoitettu määrävälein. Niitä voi daan tilanteen mukaan käyttää mm. formatiivisina kokeina, kotitehtävinä tai eriyttävinä tehtävinä. Tehtävien avulla opiskelja voi itse arvioida oppimaansa. Näin mielenkiinto säilyy helpommin opiskeltavissa asioissa. Tehtäviä on ehkä joidenkin mielestä liikaa, mutta osan tehtävistä opettaja voi jättää oppilaan oman harkinnan varaan. Kirja mahdollistaa erilaisten opetusmenetelmien käytön. Yksilöllinen opiskelu ja eriyttävä opetus ovat mahdollisia, koska opintojaksot on jaettu selkeisiin aihekokonaisuuksiin. Tehtävien hyödyntämisessä on olennaista se, että vastaukset voidaan kirjoittaa tehtävässä olevaan vastaustilaan. Koska kirjassa esitetyt rakenteet ja työohjeet ovat pääosin yleisluonteisia, ne eivät kaikilta osin sovellu merk ki kohtaisiksi ohjeiksi. Siksi on tärkeää, että opiskelijoita ohjataan käyttämään myös korjaamokäsikirjoja ja tietokonepohjaisia tietokantoja huolto- ja korjausohjeineen. 5
Opettajan aineisto Oppikirjaan liittyy opettajan materiaalina vastaukset kaikkiin harjoitustehtäviin. Vastaukset on saatavissa sähköisessä muodossa. Erityisesti huomioon otettavaa Autotekniikka 2 on suunniteltu oppi- ja työkirjaksi. Opiskelijan itsenäinen työskentely kehittää omatoimisuutta ja loogista ajattelukykyä. Siksi on tärkeää, että jokaisella opiskelijalla on mahdollisuus itse ratkaista oppikirjan tehtävät ja tehdä siihen opiskelun yhteydessä asiaa täydentäviä ja ymmärtämistä helpottavia omia merkintöjä. Kirjan tietoja tarvitaan koko opiskelun ajan. Siitä on suuri hyöty myös myöhemmässä työelämässä ja siksi oppikirja kannattaa säilyttää. Erityisesti huomioon otettavaa Voidaksemme pitää kirjan ajan tasalla ja kehittää sitä nykyajan autojen huolto- ja korjaustöiden vaatimuksia vastaavaksi, tarvitsemme käyttäjien kommentteja niin opettajilta, opiskelijoilta ja ammattilaisilta. Palautteen voi lähettää joko suoraan kirjoittajille tai kustantajalle. Kiitämme jo etukäteen. Kankaanpäässä kesällä 2011 Jouko Rantala Jarkko Sirola E-mail: jouko.rantala@dnainternet.net Kustannusosakeyhtiö Otava Aikuisopetuksen osasto Uudenmaankatu 10 00120 Helsinki Puh. (09) 19961 6
Sisällys Nestejarrut 1. Jarrulaitteiden kehitysvaiheita 11 2. Jarrujen tehtävät ja rakennemääräyksiä 13 2.1. Nestejarrujen rakenne ja toiminta 14 2.2. Jarrulainsäädäntö 16 2.3. Jarrujen kunnon tarkastus 16 3. Jarrunesteet 23 3.1. Glykolijarruneste 23 3.2. Jarrunesteen laatu ja vaihtoväli 23 3.3. Jarrunesteen kunnon mittaus 24 3.4. Muita jarrunesteitä 24 4. Jarrujen häipymisilmiö 25 4.1. Kitkamateriaali 25 4.2. Jarruneste 25 5. Nestejarrun käyttölaite 25 5.1. Jarruhydrauliikan perusteita 25 5.2. Pienestä poljinvoimasta tehokasta jarrutusvoimaa 26 5.3. Pääsylinterin rakenne ja toiminta 27 5.4. Jarrupiirejä 29 6. Nestejärjestelmän täyttö ja ilmanpoisto 30 6.1. Pääsylinterin avulla 30 6.2. Nesteen vaihto ja ilmaus täyttölaitteella 31 6.3. Ilmanpoisto alipaineella 32 7. Rumpujarrut 36 7.1. Rumpujarrutyypit t 36 7.2. Jarrukenkien paisuttajalaitteet t 38 7.3. Jarrukilpi ja jarrurumpu 38 7.4. Käyttöjarrun säätölaitteet ja säätö 39 7.5. Seisontajarru rumpujarrun yhteydessä 43 7.6. Jarrukitkapinnat, vaihto ja sovitus 45 7.7. Rumpujarrujen huolto 46 8. Levyjarru 51 8.1. Levyjarrun rakenne ja toiminta 51 8.2. Jarruääniä ym. vikoja ja niiden poistotapoja 55 8.3. Seisontajarru levyjarrun yhteydessä 57 8.4. Levyjarrun huolto 62 9. Jarruputkisto 69 9.1. Jarruputket t 69 9.2. Jarruletkut t 70 9.3. Jarruputken teko ja asennus 70 9.4. Jarruputken ja -letkun vaihto 72 7
10. Jarruvoiman säätö ja rajoittaminen 76 10.1. Kiinteä jarruvoiman jako 76 10.2. Jarruvoiman säätimet (paineen rajoittaminen ja säätö) 76 11. Jarrutehostimet 81 11.1. Alipainetehostin 81 11.2. Hydraulinen jarrutehostin 83 11.3. Paineilmatehosteinen nestejarru 87 11.4. Paineilmatoiminen nestejarrujärjestelmä 91 12. Jarrutusta ja ajonvakautta paranatavia järjestelmiä ä 97 12.1. Jarru- ja ajonvakautusjärjestelmien nimilyhenteitä 97 12.2. Ajonvakautusjärjestelmien kehitys ABS, ASR & ESP 98 12.3. ABS-jarrujärjestelmä ä 99 12.4. Perinteisen ABS-jarrujärjestelmän rakenne ja toiminta 100 12.5. ABS-rakenneosat 102 12.6. ABS-jarrujärjestelmiä ä 105 12.7. ABS-järjestelmän etuja 107 12.8. Elektroninen jarruvoimien jako (EBD) 107 12.9. Hätäjarrutustehostus (BAS) 108 12.10. Vetoluiston esto (ASR) 109 12.11. Ajonvakautusjärjestelmä (ESP) 111 13. ABS-jarrujärjestelmän huolto ja korjaus 118 13.1. Yleisiä huolto- ja korjausohjeita 118 13.2. Vianetsintä järjestelmätesterillä 119 13.3. Varotoimet järjestelmän huollossa ja tarkastuksessa a 120 13.4. Vianetsintä vanhemmista ABS-järjestelmistä ä 120 13.5. ABS-järjestelmän korjaus 121 Pyörät ja renkaat 14. Pyörien ja renkaiden tehtävät 123 14.1. Renkaiden ominaisuudet 124 14.2. Renkaiden ilmanpaine 129 14.3. Renkaiden sijaintipaikan vaihto 130 14.4. Renkaiden varastointi 130 14.5. Sekarengastus 131 14.6. Renkaiden vaihtokelpoisuus 131 14.7. Käytännön ohjeita renkaista ja rengaspaineista 132 14.8. Pyörän irrotus ja kiinnitys 133 14.9. Renkaan asennus 137 14.10. Ulkorenkaan korjaus 140 14.11. Renkaiden aiheuttamat värähtelyt t 143 14.12. Pyörien tasapainotus 145 14.13. Pyörien katsastustarkastus 151 15. Pyörien laakerointirakenteita 153 15.1. Vapaasti pyörivän pyörän laakerointi 153 15.2. Vetävän pyörän laakerointi 154 15.3. Raskaankaluston pyörien laakerointi 156 15.4. Laakereiden tarkastus 158 8
15.5. Laakerin vaihto 158 15.6. Etuvetoisen auton etupyörän laakerin vaihto 165 16. Pyörien tuenta 171 16.1. Tuennan tehtävät t 171 16.2. Pyörien tuentarakenteita 171 16.3. Nivelrakenteiden kuluneisuuden tarkastus 173 Jousitus ja heilahduksenvaimennus 17. Jousituksen tehtäviä 179 17.1. Auton heilahtelun lajit 180 17.2. Auton ajo-ominaisuudet 181 18. Jouset 194 18.1. Jousitusvaatimus 194 18.2. Tavallisimmat jousirakenteet t 194 18.3. Uutta jousitustekniikkaa 197 18.4. Kierrejousen kuoleutuminen 198 18.5. Lehtijousen tarkastus ja korjaus 200 18.6. Jousipakan kiinnitys 202 19. Heilahduksenvaimentimet 206 19.1. Teleskooppivaimennin 206 19.2. Muita vaimenninrakenteita 209 19.3. Vaimentimen kunnon toteaminen 210 19.4. Joustintuen kunnostus 212 19.5. Käytettyjen vaimentimien hävittäminen 217 Ohjauslaitteet 20. Ohjausmenetelmät 221 20.1. Olkatappiohjaus 221 20.2. Olkatappiohjaus takapyörissä 221 20.3. Nelipyöräolkatappiohjaus 221 20.4. Olkatappiohjaus raskaassa kalustossa 222 20.5. Runko-ohjaus 222 20.6. Kääntöakseliohjaus 223 20.7. Telaketjuohjaus 223 21. Moottoriajoneuvon ohjaus 224 21.1. Ohjauslaitteita koskeva lainsäädäntö 224 21.2. Ohjauslaitetyyppejä 225 21.3. Keskeisiä ohjauslaitteille asetettavia vaatimuksia 225 21.4. Ohjauskäyttäytyminen 226 21.5. Kaarrekäyttäytyminen 226 21.6. Ohjauslaitteiden kehitysnäkymät t 227 21.7. Ohjausvoima ja välityssuhde 228 21.8. Henkilöauton hydraulinen ohjaustehostin 230 21.9. Henkilöauton sähköisesti tehostettu hammastankoohjaus 236 9
22. Nelipyöräohjaus 241 22.1. Yleistä 241 22.2. Esimerkkirakenne 241 22.3. Takapyörien kääntöjärjestelmä 243 23. Hammastanko-ohjausvaihteen vaihto 246 23.1. Irrotus 246 23.2. Ohjausvaihteen kiinnitys 247 23.3. Ohjaustehostimen huolto 248 23.4. Ohjaustehostimen ilmaus 248 24. Ohjauslaitteiden katsastustarkastus 249 24.1. Lukkolaite 249 24.2. Elektroninen ajonestojärjestelmä 249 24.3. Ohjauspyörän rakenne 250 24.4. Ohjauspyörän ja -akselin kiinnitys ja nivelet 250 24.5. Ohjausvaihteen kiinnitys 250 24.6. Hammastanko-ohjausvaihteen nivelsuojukset 250 24.7. Väljyys ohjauslaitteissa 251 24.8. Ohjauslaitteiden liika kireys 251 24.9. Pyörien enimmäiskääntymä 251 24.10. Raidetangot, nivelet ja apukannatin 251 25. Pyörien asentokulmat ja niiden vaikutukset 253 25.1. Pyörän tuenta ja ohjattavuus 253 25.2. Ohjauskinematiikka 253 25.3. Pyörien sivukallistuma (camber) 253 25.4. Kääntöakselin takakallistuma (caster) 254 25.5. Kääntöakselin sivukallistuma (SAI) 255 25.6. Kääntövierinsäde 256 25.7. Keskiön kääntöetäisyys 256 25.8. Auraus ja haritus (toe-in ja toe-out) 257 25.9. Kaarteenajokulma 258 25.10. Eri kulmien riippuvuus toisistaan 258 25.11. Vianetsintä 260 26. Asentokulmien tarkastus 263 26.1. Nelipyöräsuuntaus 263 26.2. Suuntausmallit t 263 26.3. Nelipyöräsuuntauksen periaate 265 26.4. Tarkastusta edeltävät esityöt t 265 26.5. Nelipyöräsuuntauslaite 267 26.6. Nelipyöräsuuntaus 268 26.7. Kaarteenajokulman tarkastus kääntölevyillä 270 26.8. Asentokulmien säätökohteita 270 10