Теория балансировки автомобильных колес

Неуравновешенность (дисбаланс) колес по значимости влияния на ресурс шин занимает специфическую позицию. В связи с достаточно жесткими современными требованиями к однородности распределения масс шины по ее радиусу явление дисбаланса мало проявляется в первоначальный период эксплуатации автомобиля и не требует такого контроля, как, например, внутреннее давление в шинах и угол схождения колес. Однако в дальнейшем при наличии факторов, вызывающих дисбаланс колес, ресурс шин может быть снижен в 1,2—1,4 раза.

Устранение в процессе эксплуатации дисбаланса колес улучшает плавность хода, безопасность движения, легкость управления автомобилем; долговечность подвески возрастает в 1,5 раза. По этим причинам балансировку колес рекомендуется проводить через каждые 10… 15 тыс. км пробега. Кроме того, балансировку колес выполняют независимо от пробега после проведения демонтажных работ по замене шин, камер, дисков колес или их ремонта.

Различают статический и динамический дисбаланс колеса. Колесо считается уравновешенным, если его ось вращения 0—0 совпадает с осью инерции 0’—0′.

Под статической понимается такая неуравновешенность, при которой действительная ось инерции 0’—0′ колеса параллельна оси его вращения 0—0, но не совпадает с ней (рис. а). В этом случае неуравновешенная масса мн уравновешивается одной массой Цz, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси вращения, с диаметрально противоположной стороны колеса. Центр тяжести IXZ колеса лежит в этой плоскости. Неуравновешенная масса при вращении колеса создает центробежную силу Рц, которая возрастает пропорционально квадрату скорости вращения. В результате балансировки с противоположной стороны колеса уравновешивающей массой Му создается равная ей по величине уравновешивающая сила Ру.

Схема статического и динамического дисбалансов колес

Рис. Схема статического (а) и динамического (б) дисбалансов колес

Динамический дисбаланс характеризуется неравномерностью распределения массы колеса относительно вертикальной плоскости его разреза по ширине, которые создают неуравновешенный момент Мн от действия центробежных сил Рц на плече, равном ширине колеса (рис. б). При этом ось инерции 0’—0′ динамически неуравновешенного колеса проходит через центр тяжести, но составляет некоторый угол а с его осью вращения 0—0. Для динамической уравновешенности колеса в плоскости действия момента на закраинах колеса по обе стороны необходимо установить две уравновешивающие массы Му для создания уравновешивающего момента, равного по абсолютной величине Мн, но противоположного знака.

Влияние дисбаланса значительно увеличивается со скоростью движения, так как в процессе качения колеса неуравновешенная масса мн создает центробежную силу Рц, пропорциональную квадрату частоты вращения:

Рц = mH*n^2*R = mH*V^2/R

,где R — расстояние от оси вращения центра тяжести колеса до неуравновешенной массы мн; n — частота вращения колеса; V — окружная скорость центра тяжести массы мн.

В соответствии с ГОСТ 4754—97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия» требуется, чтобы у правильно собранных колес легковых автомобилей динамический дисбаланс в каждой плоскости балансирования устранялся установкой балансировочных грузиков, максимальная масса которых не превышает: для диагональных шин с посадочным диаметром 13 дюймов — 80 г, для радиальных — 60 г, а для шин с посадочным диаметром 14 дюймов — 100 и 70 г соответственно.

Для грузовых шин статический дисбаланс не должен превышать 0,5 %, а для цельнометаллокордных шин — не более 0,35 % от произведения массы шины на свободный радиус качения (ГОСТ 5513 — 97 «Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия»).

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.