Неуравновешенные колеса

В идеале линия, проходящая через центр масс колеса, должна совпадать с осью его вращения. А если не совпадает? Тогда при качении колеса о себе заявит дисбаланс, внешним проявлением которого может быть неприятная вибрация, передающаяся на руль.

Если бы все вибрацией и ограничивалось… Одновременно ухудшается управляемость и устойчивость автомобиля, а это — безопасность движения. Когда на определенных скоростях руль начинает «колбасить» так, что в руках не удержать, какая уж тут безопасность? Коварство дисбаланса колеса заключается также во влиянии на интенсивность и равномерность износа протектора покрышки. Кроме того, при наличии дисбаланса уменьшается долговечность деталей подвески и рулевого управления, ступичных подшипников.

Врожденный и приобретенный

Появление дисбаланса обуславливается неравномерным распределением массы колеса по окружности. А такое распределение может быть врожденным и приобретенным.

При изготовлении деталей колеса — колесного диска и шины — добиться равномерного распределения массы вокруг осей вращения этих деталей невозможно. Сказываются размерные допуски на изготовление диска и шины, конфигурация диска, разнородность материалов, из которых состоит шина. И даже если при производстве удалось приблизиться к оптимальному распределению веса в каждой из деталей по отдельности, оно может быть нарушено из-за не абсолютно точного взаимного центрирования диска и покрышки при монтаже. А еще свою лепту обязательно внесет ниппельный вентиль. Сейчас в колесах некоторых автомобилей появились встроенные датчики давления воздуха — и от них жди подвоха.

В результате оси вращения и инерции колеса не совпадают, что позволяет условно принять, будто на колесе имеется фрагмент, отличающийся более высокой массой и на какое-то расстояние отстоящий от центра. При качении колесо периодически ударяет этим местом о дорогу, что и порождает колебания, передающиеся автомобилю вибрациями.

Чем выше скорость, тем серьезнее удары. Если дисбаланс переднего колеса проявляется сильными вибрациями на рулевом колесе только в достаточно узком диапазоне скоростей — от 70 до 110 км/ч в зависимости от модели автомобиля, то связано это в основном с резонансными явлениями, когда частота ударов совпадает с собственной частотой колебаний именно этого автомобиля. А дисбаланс задних колес может долго оставаться незамеченным, пока автовладелец наконец-то не обратит внимание на пятнистый износ протектора.

Чтобы избежать проявлений дисбаланса и его негативных последствий, изготовление и сборку автомобильных колес завершают проведением процедуры балансировки. Но при эксплуатации дисбаланс может появиться вновь.

Балансировка нарушается, когда колесо разбирают, например, при сезонной замене покрышек или при ремонте прокола. Изнашивается протектор, а поскольку он наиболее удален от центра вращения, то и влияние этого износа на уравновешенность колеса велико. После удара о препятствие на дороге подогнулся обод колесного диска — на балансировке это также может сказаться. Появление на шине вздутия — «грыжи», неправильное применение средства для герметизации прокола, когда оно неравномерно распределилось по внутренней поверхности покрышки, изменяют баланс. Некоторые литые диски слишком вычурного дизайна смотрятся эффектно, но от грязи очищаются плохо. А грязь, локально скопившаяся между спицами диска, тоже способна нарушить балансировку. Наконец, достаточно, чтобы потерялся установленный на диск балансировочный грузик.

В статике и динамике

Существует две разновидности дисбаланса — статический и динамический. Статический — это когда наблюдается неравномерное распределение масс относительно оси вращения, и именно об этой разновидности дисбаланса говорилось выше.

Однако возможен и такой вариант. Масса колеса равномерно распределена относительно оси вращения, но плоскость, на которой масса условно сосредоточена, не совпадает с плоскостью вращения колеса. Скорее всего, они пересекаются, и тогда справа либо слева от плоскости вращения на колесе тоже появляется более тяжелое место. Фактически при вращении на такое колесо действует пара противоположно направленных сил, создающая момент, стремящийся раскачать колесо. В таких случаях колесо катится, совершая боковые колебания. Вызывающий их дисбаланс называется динамическим.

Иногда для обозначения колебательного процесса от действия динамического дисбаланса используется термин «шимми», позаимствованный из авиации, где под ним подразумевают самоколебание носового колеса трехколесного шасси самолета, способное привести к аварии при рулении, взлете и посадке. Для автомобиля эффект шимми, может быть, и не так опасен, но его вредное влияние на управляемость машины, долговечность деталей ходовой части и, кстати, расход топлива неоспоримо. Чем шире колесо, тем вероятнее наличие динамического дисбаланса и тем заметнее его влияние на указанные параметры.

Операция «Комбинация»

На практике приходится иметь дело с комбинацией статического и динамического дисбалансов. Для их уравновешивания используются специальные балансировочные станки и стенды. Задача — найти, в какую сторону смещен центр тяжести колеса, и установить напротив груз такого веса, чтобы после коррекции центр тяжести оказался на оси вращения колеса.

Балансировочные грузы крепятся как на наружную, так и внутреннюю сторону обода колесного диска. Грузики бывают набивными, держащимися за окраину диска благодаря упругости пластинчатой пружинки, и клеящимися. Второй тип грузиков применяется главным образом для балансировки колес на легкосплавных дисках во избежание повреждения их защитного покрытия, последующей коррозии материала диска и порчи внешнего вида. Как правило, клеящиеся грузы устанавливают с наружной стороны диска, а вот изнутри, где они не видны, могут использоваться набивные — если конструкцией обода литого диска предусмотрена полка для их крепления.

Грузы устанавливаются с применением различных схем. В зависимости от схемы, по которой предполагается крепить грузики, указания, выдаваемые балансировочным стендом, будут разными. Во многих случаях целесообразнее разносить небольшие грузики на определенное расстояние от точки расположения самого легкого места колеса, чем устанавливать в эту точку один груз большого веса.

Характеризуют ли трудности, возникшие при балансировке колеса, качество покрышки и колесного диска?

Характеризуют, и, в частности, если шина или диск имеет значительное радиальное и боковое биение, то случается, что колесо вообще невозможно отбалансировать. Иногда из-за неравномерной плотности материала трудно поддаются балансировке колеса с литыми дисками. Поэтому шиномонтаж необходимо провести, пока на новые детали колеса действует гарантия, подтвержденная наличием чека, и в случае проблемы вернуть товар продавцу.
Но иногда большое количество и вес грузов, использованных для балансировки, лишь указывают на стиль работы шиномонтажника или на то, что мастерская оборудована устаревшим и несовершенным стендом. Если самые тяжелые места на диске и покрышке совпадают, то взаимное расположение диска и покрышки можно оптимизировать — современные станки способны определять, как следует повернуть покрышку относительно диска, чтобы для уравновешивания дисбаланса понадобились грузики малой массы. Но для этого из покрышки повторно придется спускать воздух, вновь разбортировать колесо. А время — деньги, особенно в горячие для шиномонтажных мастерских сезоны перехода с летней «резины» на зимнюю и наоборот, тем более что кое-где и за дополнительный груз придется доплатить клиенту.

Когда и почем

Когда проводится балансировка? Понятно, что это обязательная операция при установке на диск новой покрышки или после ремонта прокола, даже если до демонтажа на покрышку и диск наносились метки и по ним отремонтированная шина была возвращена на место. Ну а если все гвозди на дороге удалось благополучно объехать? Рекомендуется не реже чем через 15-20 тыс. км пробега проверять балансировку колес в профилактических целях, а не дожидаться появления вибраций на руле. Для зимних моделей покрышек, которые изнашиваются быстрее летних, эту периодичность желательно уменьшить.

В шиномонтажных мастерских Минска стоимость балансировки в зависимости от размерности покрышек ориентировочно составляет 3-4 тыс. руб. за «резину» R13-R16, 3,5-5 тыс. руб. — за R17 и выше. Если грузы клеящиеся, то возможно, что за каждые 10 г веса придется доплатить 300-400 руб.

Вердикт «АБw»

Не дисбаланс требуется колесам, а его отсутствие. Если однажды вы обнаружили, что по достижении определенной скорости на руле появилась заметная вибрация, которая исчезает после дальнейшего разгона, можете не сомневаться, что дело не в рулевом управлении, а в колесах — пора посетить шиномонтаж.

Сергей БОЯРСКИХ

Газета «АВТОБИЗНЕС»

Метки: Балансировочные грузы дисбаланс колеса

Похожие

Яндекс.Метрика