Устройство автомобилей




Балансировка колес




Так ли уж необходима балансировка колес?

Термин «балансировка» обозначает максимально возможное, равномерное распределение массы колеса относительно оси его вращения. При этом у правильно сбалансированного колеса ось вращения полностью совпадает и с центром тяжести колеса, и с осью инерции. балансировка автомобильных колес Такое расположение осей и распределение масс, позволяет существенно снизить вибрации при движении машины, повышает долговечность узлов и деталей шасси (особенно подвески и ходовой части), а также исключает ранний износ автомобильных шин.
Износ шин проходит равномерно с каждой стороны, колесо не деформируется, и не стирается на определённых участках.

Балансировать автомобильные колеса начали относительно недавно, поэтому многие водители относятся к балансировке, как к необязательной процедуре. Такое отношение к балансировке объясняется банальным непониманием самой сути этой процедуры и, соответственно, нежеланием платить «неизвестно за что». Впрочем, в последние годы даже закоренелые скептики из среды автолюбителей начали относиться к балансированию колес с нарастающей долей уважения.

Почему же балансировка с таким трудом внедрялась в перечень обязательных процедур технического обслуживания автомобилей? Объясняется это тем, что не так уж давно о балансировке колес задумывались мало, поскольку автомобили были относительно тихоходными. Когда максимальная скорость автомобиля не превышает 60-70 км/ч, дисбаланс колеса почти не ощущается, поскольку инерционные нагрузки, вызываемые дисбалансом, зависят от массы дисбаланса и величины его смещения от центра вращения, а также от частоты вращения колеса, которая, в свою очередь, напрямую связана со скоростью автомобиля.
Кроме того, дисбаланс сложно почувствовать при езде по дорогам с плохим покрытием, а таких дорог в нашей стране, мягко говоря, немало.

В наши дни максимальные скорости автомобилей значительно возросли, и при езде по дорогам с ровным покрытием дисбаланс проявляется очень существенно, оказывая негативное воздействие не только на комфортность поездки, но и на долговечность и надежность узлов и агрегатов (в первую очередь - ходовой части автомобиля). Основной причиной этих пагубных влияний является интенсивная вибрация машины и ее отдельных частей на большой скорости.
балансировка колес Так, например, при величине дисбаланса «всего» в 20 грамм у колеса радиусом 14 дюймов на скорости 100 км/ч подшипник ступицы, а также вся подвеска ощущает нагрузку сопоставимую с ударами трехкилограммовой кувалды, которая бьет по колесам и другим элементам конструкции автомобиля с частотой приблизительно 10...14 раз в секунду!

Кроме существенного влияния на долговечность и надежность узлов и деталей автомобиля, дисбаланс колес и вызываемое им биение ведет к ухудшению сцепления колес с дорогой, в результате чего значительно снижается управляемость автомобиля, а также устойчивость на дороге. А эти факторы напрямую связаны с безопасностью движения - потеря контроля над движением автомобиля на большой скорости может привести к трагическим последствиям.

По этим причинам владельцы автомобилей (особенно легковых, передвигающихся на высокой скорости), ни в коем случае не должны пренебрегать балансированием колес. Водители и владельцы грузовой и автобусной техники до сих пор относятся к балансировке колес, как к «выбрасыванию денег на ветер». Впрочем, и среди этих типов автотранспортных средств на автодорогах все чаще появляются скоростные модели, для которых балансировка не менее важна, чем для легковых автомобилей.

Балансировка необходима:

  • при перебортовке колес (замена дисков или автопокрышек);
  • при сильном ударе колеса о препятствие (например, попадание в яму или на ухаб, поскольку после попадания в яму нарушается геометрия диска, соответственно смещается центр тяжести колеса и возникает дисбаланс);
  • если во время движения ощущается сильная вибрация руля в салоне, которая передается от колес на кузов и ходовую часть;
  • при обнаружении неравномерного износа шин (нередко причиной неравномерного износа является нарушенный развал-схождение колес);
  • через каждые 15…20 тыс. км пробега автомобилем.

Каждый из вышеуказанных факторов должен стать поводом срочного обращения к специалистам. Это позволит избежать интенсивного износа отдельных узлов и деталей, а также обеспечит безопасность движения на дороге при любой скорости.

Подвергать регулярной балансировке нужно как передние, так и задние колёса. Не стоит выделять только ведущую пару, уповая на то, что механическое воздействие на два других колеса меньше.
Неравномерный износ может появиться на любом из четырёх протекторов, что повлечет за собой уже описанные выше последствия. Чтобы это понять, необходимо уяснить саму природу дисбаланса вращающихся масс, в том числе – автомобильных колес.

***




Физическая природа дисбаланса вращающихся масс

Специалисты по балансировке различают два основных типа дисбаланса – статический и динамический, хотя с технической точки зрения такое разделение дисбалансов является не совсем правильным. Дисбаланс вращающихся масс, он в любом случае - дисбаланс (т. е. относительное смещение центра масс и центра вращения), а вот метод его определения бывает статическим и динамическим.
Но не будем изменять мировоззрение мастистых мастеров-шиномонтажников, и придержимся в этой статье устоявшимся понятиям.
Итак, специалисты различают динамический и статический дисбаланс. И в том и другом случае причиной дисбаланса является смещение центра масс (центра тяжести) колеса относительно его геометрического центра и оси вращения.

статический и динамический дисбаланс колес

Статический дисбаланс

Статический дисбаланс имеет менее сложную природу, чем динамический, поскольку он вызывается только радиальным смещением центра тяжести колеса вдоль оси его симметрии (перпендикулярно оси вращения). При этом происходит относительное смещение осей инерции и вращения, которые во время вращения колеса располагаются параллельно друг к другу (см. рисунок).

Статический дисбаланс можно заметить и без специального оборудования, «на глаз». Достаточно лишь немного раскрутить вывешенное колесо, и внимательно посмотреть на характер его вращения: если колесо будет вращаться с вертикальными маятниковыми перемещениями, а после каждой прокрутки останавливается в одном и том же положении - вероятнее всего, колесо имеет статический дисбаланс.

Динамический дисбаланс

Данный вид нарушения баланса заключается в том, что оси инерции и вращения располагаются под углом друг к другу, при этом обе оси могут пересекаться в центре колеса или со смещением от центра, и при вращении ось инерции «рисует» своеобразные конусы. Такое случается, если центр масс колеса смещен не только радиально, но и сдвинут в сторону от продольной оси симметрии.
Наиболее часто причиной динамического дисбаланса является дефект или деформация колесного диска, хотя причина может быть и в каком-либо дефекте шины.
При вращении такое колесо описывает своеобразную «восьмерку», т. е. плоскость вращения циклически меняется вслед за колебаниями оси инерции относительно оси вращения, что хорошо видно на рисунке.

***

Как выполняется балансировка колес?

Современные СТОА оснащены специальным оборудованием, которое в автоматическом режиме определяет степень разбалансированности колеса, после чего специалист шиномонтажа устраняет динамический или статический дисбаланс колеса, устанавливая на обод колеса компенсирующие грузы.

Перед установкой колеса на стенд для балансировки необходимо тщательно очистить протектор и диск от грязи, мелких камней и песка. Их наличие не позволит правильно провести балансировку, и сведет на нет все регулировочные процедуры. Желательно даже помыть колеса перед балансировкой.
Перед началом балансировки мастер в обязательном порядке должен удалить все установленные ранее балансировочные грузы, независимо от количества и места их расположения.

Сама процедура балансировки колеса проводится на специальном балансировочном станке или стенде. Принцип его работы заключается в установке колеса на вращающийся конус, который посредством воздействия на датчики передает информацию о нахождении центра масс колеса компьютеру, программа которого определяет вид дисбаланса и указывает, куда необходимо установить специальный грузик, смещающий центр тяжести колеса в нужном направлении.

Тип используемых балансировочных грузиков зависит от вида колесного диска.
На штампованные диски чаще всего крепятся набивные грузики, которые крепятся на ребре диска, если диски литые, используются клеящиеся аналоги (балансировочный груз с клейкой основой), которые крепятся с внутренней стороны диска.
грузики для балансировки колес Второй (клеящийся) тип балансировочных грузиков среди автомобилистов считается менее надежным, поскольку такие грузики нередко отваливаются, например, при ударе колеса или при температурных перепадах. В результате колесо опять теряет баланс, и водителю необходимо вновь тратить время и деньги на его балансировку.

Материалом для грузиков чаще всего выступает цинк или свинец, масса груза зависит от степени нарушения баланса, как правило, это грузики весом от 5 до 60 граммов. Если балансировка колеса требует использования более 60 грамм груза, требуется проверка геометрии колеса, а также правильности его сборки.
Для балансировки колес грузовых автомобилей и автобусов используются более тяжелые грузики.

Современный способ компьютерной диагностики и балансировки позволяет выявить малейшие аспекты смещения осей, невидимые человеческому глазу. И даёт возможность оптимально исправить имеющуюся ситуацию, негативно влияющую на общее техническое состояние автомобиля.

Обычно процедура балансировки колёс на специализированном посту СТОА занимает меньше часа. А результат качества выполненной мастером работы можно заметить уже на скорости 60-70 километров в час при движении по дороге с ровным твердым покрытием.

***

Кузова автомобилей