Влияние дисбаланса колес на устойчивость движения автомобилей

 

 

Балансировочные станки HAVEKA или подобные им.

 В своем большинстве балансировка  происходит путем центровки колеса  по центральному отверстию в  диске, предусмотренному специально  для этого. Но сейчас появились  диски в заводской комплектации французских автомобилей без отверстия. Фирма HAVEKA выпустила станки с возможностью крепления диска через отверстия, предусмотренные для крепления колеса к ступице. Если точнее то происходит двойное центрирование колеса, для дисков с отверстиями конусом и фланцевым адаптером похожим на шпильки ступицы и для дисков без отверстия цанговым адаптером вместо конуса.

 

 

 Какая еще бывает балансировка?

 Во многих крупных шинных  ателье предлагают услугу, называемую  финишной балансировкой. Ее нельзя  рассматривать как замену стандартной балансировки на обычных станках. При финишной балансировке используется специальный станок, предназначенный для статической балансировки ступицы, колеса и тормозного диска вместе. Колесо раскручивается до 90 км/ч. Производятся замеры, с последующей регулировкой грузиками корректируя дисбаланс узла.

 

Сейчас для балансировки входят в моду методы с использованием порошковых гранул в оболочке из силикона, ну а  приживутся ли эти нововведения и  станут ли достойной заменой стандартным  станкам, покажет время.

 

Автоматическая балансировка гранулами

 

Несколько раз ко мне приезжали  клиенты на балансировку джиповских колес, которые никак нигде не могли отбалансировать. Решив искать проблему внутри, разбортировав колеса обнаружил разорванные пакетики и рассыпавшийся порошок. Заинтересовавшись находкой, и поискав в интернете информацию, нашел новый для себя способ балансировки гранулами. По мне его эффективность сомнительна, но решать вам.

 

Автоматическая балансировка происходит во внутренней части  колес в результате их вращения при движении. В роли балансировочного материала используются балансировочные гранулы в виде мелкого песка, разного рода порошков и микро-бисера. Балансировка происходит при взаимодействии центробежной силы крутящегося колеса и возникающих при движении вибраций подвески. Главным преимуществом балансировочных гранул считаются электростатические особенности используемого материала, что позволяет им надёжно притягиваться к внутренней поверхности покрышки, таким образом, уравновешивая дисбаланс колеса. Главные преимущества данного метода в том, что балансировочные гранулы постоянно выполняют  самобалансировку колеса автотранспортного средства движущегося на любой скорости.

 

 

Превосходства балансировочных гранул:

 

Необходимость использования одного раза на весь период эксплуатации шин. При ремонте шины балансировочные гранулы можнособрать, и снова засыпать при монтаже колеса.

 

Гарантируют точную автоматическую балансировку, сберегая элементы подвески и рулевое  управление в хорошем состоянии. Гарантируют равномерный износ покрышки из-за смягчения вибраций от неровностей на дорожном покрытии. В сравнении с балансировочными порошками, не засоряет внутреннюю поверхность колеса и не затрудняет ее обслуживание. Бисер в отличие от балансировочных порошков не вбирает в себя воду и не подвержен слипанию в комки. Покрытый тоненьким слоем смазки (с применением силикона) бисер не владеет теми абразивными свойствами, что присущи песку и не наносит вред внутри поверхностям шины и диска. Кроме этого, бисер, не закупоривает вентиль ниппеля. Балансировочная процедура с использованием микро-бисера не требует покупки дорогих балансировочных стендов. Для шиномонтажников применение микро-бисера имеет собственные плюсы. В существенной степени уменьшается время балансировки. В итоге — они вполне могут обслужить гораздо больше клиентов за рабочий день. Отпадает необходимость в покупке дорогих балансировочных стендов, и обучение работников правильной балансировке на станке.

 

Минусы:

• Способствуют образованию налёта на внутренней поверхности покрышки.
• Обладают абразивными свойствами.
• Шары при взаимодействии с влагой способны образовать твёрдый комок.

 

Описанный метод балансировки используется в основном для колес грузового  транспорта, автобусов и внедорожников.

 

На переднеприводных машинах проявление дисбаланса довольно характерно и очень  хорошо заметно на передних колесах, которые начинают ощутимо “дробить”, отдавая в руль. Это дает о себе знать при движении по ровной дороге на скорости от 80 до 120 км/час. Хотя, в зависимости от величины дисбаланса, скоростной порог его проявления оказывается разным. Например, при деформированном диске колесо может начать “бить” уже на 50 км/час.

С технической  точки зрения влияние дисбаланса довольно неблагоприятно. Биение колеса преждевременно разрушает рулевые тяги, подшипники подвески, амортизаторы, резиновые втулки, другие опорные элементы подвески. При этом “дробь” дисбаланса создает и очевидный дискомфорт вождения, вызывая усиление шума шин и неприятную вибрацию на руле.

Но главная  опасность дисбаланса — это ухудшение  скоростной управляемости и устойчивости автомобиля при прохождении поворотов. Поэтому бороться с этим явлением нужно не только “по факту”, так  и профилактически.

 

Почему дрожат колеса?

Причин появления дисбаланса колес существует множество.

 Во-первых, ни  шину, ни диск практически невозможно  изготовить идеально точно и  ровно в плане однородности  материала, а соответственно, и  развесовки колеса по всему  диаметру, даже несмотря на передовые  технологии и оборудование от ведущих мировых производителей шин и дисков.

Во-вторых, дисбаланс  колеса характерен и при самостоятельном  любительском или же небрежном шиномонтаже, когда необходимая после каждого  снятия шины с диска балансировка не делается вовсе либо делается на устаревшем оборудовании и неточно.

 В-третьих,  дисбаланс зачастую возникает  из-за довольно простых вещей,  таких как, например, неравномерное  налипание (и примерзание) дорожной  грязи на диск, неправильная затяжка  болтов при его установке, а  также отсутствие элемента центровки колеса — вставки-супинатора. Часто нарушают балансировку колеса и используемые как средство для безразборной заделки мелких проколов ремонтные герметики, которые, особенно при низких температурах, могут неравномерно распределяться внутри шины.

В-четвертых, весомый  вклад в дисбаланс вносят наши дороги с их извечными ямами, колдобинами, выпирающими рельсами и т. п. Неудачный  наскок на скорости или просто постоянная езда в таких условиях, особенно на низкопрофильной шине, приводит к радиальному или осевому искривлению диска, отчего в колесе может появиться дисбаланс. Случается, “на ямах” отваливаются балансировочные грузики, которые были недостаточно надежно поставлены в мастерской.

 

Имейте в виду, что дисбаланс  появляется и каждый раз после снятия шины с диска, поскольку колесо балансируется в сборе и при обратном монтаже оказывается уже невозможной постановка шины в точности так, как она была надета. Кроме того, в некоторых случаях равновесие нарушает и вновь появившийся материал, которым шина ремонтировалась.

 

Дисбаланс нужно устранять 

Если вы хотите в полной мере насладиться  скоростной ездой, не подвергая свою жизнь опасности, дисбаланс нужно  устранить, коль он уже есть, и не допускать его появления впредь.

Как часто необходимо прибегать  к балансировке колес? Во-первых, водитель сам почувствует, когда дрожь на руле появится вновь. Это может произойти и через пять минут после самой точной балансировки — если, например, врезаться в бордюр на скорости 60 км/час. При аккуратном вождении потребность в повторном процессе может возникнуть лишь при очередной смене покрышек...

В зависимости от стиля, условий, скоростных режимов езды и качества резины, рекомендуемый интервал между балансировками составляет около 5 тыс. км пробега. Кроме  того, после каждой “переобувки” в новый комплект резины через 1—1,5 тыс. км пробега всегда возникает так называемый приработочный дисбаланс (как правило, небольшой), вызванный “усадкой” и “притиркой” покрышки к диску.

И, наконец, важным моментом является выбор автосервиса. Не гонитесь за дешевизной шиномонтажной услуги — качественная балансировка несомненно важнее. Порой случается, что простая балансировка колеса на обычном стенде не в силах исправить положение, потому что виновными оказываются опорные элементы: подшипники ступицы, шаровые опоры, рулевые тяги. Специалисты называют это незначительной остаточной неуравновешенностью опорных элементов колеса. И причиной ее является не конструктивная недоработка автопроизводителей, а плачевное состояние наших дорог или же ежедневная езда на запредельных скоростях.

Современные скоростные машины предъявляют  высокие требования к точности балансировки колес, возможность добиться которой  напрямую зависит от балансировочного оборудования. Высокоточные, оснащенные электроникой стенды, позволяющие подбирать наилучшее расположение покрышки на диске и проводить динамическую балансировку вплоть до максимальной скорости, на которую рассчитана шина, стоят достаточно дорого и есть не во всех шиномонтажных мастерских.

 

 

 

 

Статическая балансировка рабочих колес вращающихся механизмов

 

Надежная и исправная работа вращающихся механизмов зависит  от большого числа факторов. Таких  как: сносность валов агрегата; состояние  подшипников, их смазка, посадка на валу и в корпусе; износ корпусов и уплотнений; зазоры в проточной части; выработка сальниковых втулок; радиальный бой и прогиб вала; дисбаланс рабочего колеса и ротора; подвеска трубопроводов; исправность обратных клапанов; состояние рам, фундаментов, анкерных болтов и многое другое. Очень часто упущенный небольшой дефект, как снежный ком тянет за собой другие, а в результате выход оборудования из строя. Только учитывая все факторы, точно своевременно диагностируя их, и соблюдая требования ТО на ремонт вращающихся механизмов, можно добиться безотказной работы агрегатов, обеспечить заданные рабочие параметры, увеличить межремонтный ресурс, снизить уровень вибрации и шума.

 

Статическая балансировка

 

Задачей статической балансировки является приведение центра масс ротора на ось вращения путем изменения  распределения массы.

Наука о балансировке роторов объемна  и разнообразна. Существуют способы  статической балансировки, динамической балансировки роторов на станках  и в собственных подшипниках. Балансируют самые различные  ротора от гироскопов и шлифовальных кругов, до роторов турбин и судовых коленчатых валов. Создано множество приспособлений, станков и приборов с применением новейших разработок в области приборостроения и электроники для балансировки разных агрегатов. Что касается агрегатов, работающих в теплоэнергетике, то нормативной документацией по насосам, дымососам и вентиляторам предъявляются требования по статической балансировке рабочих колес и динамической балансировке роторов.

Чтобы сбалансировать колесо нужно  решить три задачи:

1)  найти то самое «нужное  место» - направление, на котором расположен центр тяжести;

2)  определить, сколько «заветных  грамм» противовеса необходимо, и на каком радиусе их расположить;

3)  уравновесить дисбаланс корректировкой  массы рабочего колеса.

 

Приспособления для  статической балансировки

 

Найти место дисбаланса помогают приспособления для статической балансировки. Их можно изготовить самостоятельно, они  просты и недороги. Рассмотрим некоторые  конструкции.

Простейшим устройством для  статической балансировки являются ножи или призмы (Рисунок №2), установленные строго горизонтально и параллельно. Отклонение от горизонта в плоскостях параллельной и перпендикулярной оси колеса, не должно превышать 0,1 мм на 1 м. Средством проверки может служить уровень «Геологоразведка 0,01» или уровень соответствующей точности. Колесо одевается на оправку, имеющую опорные шлифованные шейки (в качестве оправки, можно использовать вал, заранее проверив его точность). Параметры призм из условий прочности и жесткости для колеса массой 100 кг и диаметром шейки оправки d = 80 мм составят: рабочая длинна L = p X d = 250 мм; ширина около 5 мм; высота 50 - 70 мм.

 

Шейки оправки и рабочие поверхности  призм должны быть шлифованными для  снижения трения. Призмы необходимо зафиксировать  на жестком основании.

Если дать колесу возможность свободно перекатываться по ножам, то после остановки центр масс колеса займет положение, не совпадающее с нижней точкой, из-за трения качения. При вращении колеса в противоположную сторону, после остановки оно займет другое положение. Среднее положение нижней точки соответствует истинному положению центра масс  устройства (Рисунок №3) для статической балансировки. Они не требуют точной горизонтальной установки как ножи и на диски (ролики) можно устанавливать ротора с разными диаметрами цапф. Точность определения центра масс меньше из-за дополнительного трения в подшипниках качения роликов.