Дисбаланс колеса, методы устранения

Колесо изобрели давно, но о правильной форме и балансировке заговорили относительно недавно. Со времен зарождения автомобилестроения большое внимание уделялось техническим характеристикам двигателя, да и дорожное покрытие было далеко от хорошего. Но с возрастанием скоростей и улучшения качества дорог, появились новые требования к ездовому комфорту и управляемости.

Колесо – вращающийся предмет, устройство, который имеет правильную окружность, то есть все точки должны быть равномерно удалены от оси вращения, а центр тяжести совпадать с ней. Колесо должно быть абсолютно симметричным, к чему стремятся производители.

Когда колесо ровное и симметричное, дисбаланс возникает вследствие использования ступиц, тормозных дисков, барабанов, шин, имеющих неравномерные вращающиеся массы. Это снижает срок службы элементов подвески, рулевого управления, покрышек, а также влияет на безопасность дорожного движения.

Существует два вида дисбаланса колеса – статически и динамический. Статический дисбаланс – когда ось инерции, на которой располагается центр тяжести, параллельна оси вращения, но не совпадает с ней.

Рис 1. Статический и динамический дисбаланс.

Статический дисбаланс можно заметить при установке на ось вращения. При этом колесо непроизвольно начнет качаться, располагая неуравновешенную массу внизу. Чтобы отбалансировать колесо, необходимо прямо диаметрально на противоположной стороне колеса разместить компенсирующий груз. Это называется статической балансировкой.

Динамический дисбаланс можно обнаружить только при вращении колеса. Как правило, динамический дисбаланс появляется в горизонтальной плоскости. У такого колеса ось вращения проходит через центр тяжести, но не совпадает с осью инерционного движения, а образует некоторый угол. Во время вращения колеса в местах расположения неуравновешенных масс возникают силы, направленные противоположно центру тяжести. Для устранения динамического дисбаланса устанавливается компенсирующая огрузка с внутренней и внешней стороны обода, с противоположной стороны действия силы неуравновешенных масс.

Дисбаланс колеса возникает вследствие заводской конструкции протектора шины, специальных крепежных и регулировочных отверстий, отклонений при штамповке деталей. Точность производства деталей характеризуется радиальным и боковым биение.
Радиальное биение возникает при несоответствии расстояний от любых точек протектора шины до оси вращения колеса. Боковое биение – несоответствие расстояний боковой части колеса за оборот от плоскости, перпендикулярной к оси вращения колеса.

Основные моменты, которые влияют на появление дисбаланса колеса:

• неравномерность толщины протектора по всей окружности, стыки и сварные швы, переменный шаг рисунка протектора, установка шипов в зимней резине, выпадение шипов по мере износа;
• места наложения и стыков шинного корда, стыки в каркасе шины и брекере;
• стык слоя, который герметизирует бескамерную покрышку;
• не концентрические кольца каркаса шины, большой нахлест проволоки в кольце борта;
• неравномерность углов расположения нитей каркаса и брекера;
• не точности форм изготовления покрышек и дисков;
• неравномерная толщина боковых стенок покрышек ободов;
• совпадение самых жестких и тяжелых мест покрышки, выявляемых при маркировке и дефектовке.

Рис 2. Переменный шаг протектора.

Чаще всего дефекты дисбаланса колеса имеют внутренний характер, и определить их визуально практически невозможно. В этом случае производится обычная балансировка в зависимости от статического или динамического дисбаланса.

Но есть видимые дефекты, которые упрощают механизм выявления дисбаланса.

а) – одиночный стык

б) – два стыка

в) – два стыка рядом

Рис 3. Производные возникновения дисбаланса покрышки.

Улучшение качества изготовления дисков и шин обуславливается нормативами ГОСТ и ISO, которые с каждым годом все ужесточаются. По ГОСТ 4754-97 динамический дисбаланс шин вместе с колесом должен устраняться корректирующими грузами, как указано в таблице: