С увеличением средней скорости движения автомобилей увеличивается и скорость вращения их колес. При высоких скоростях вращения колес даже их небольшой дисбаланс вызывает явления, вызывающие чрезмерный износ шин, колесных подшипников и системы рулевого управления.
Наиболее частые причины дисбаланса колес:
- ремонт шин;
- разборка шин при ремонте и повторная сборка при изменении взаимного положения шины и обода или неправильной сборке (неправильная центровка шины в ободе);
- неравномерный износ шин из-за торможения с блокировкой колес;
- деформация обода колеса.
Неуравновешенность колес способствует образованию вибраций. На этот тип явления также могут влиять:
- неравномерная радиальная жесткость шины;
- биение обода;
- перекос шины;
- производственные дефекты как в шине, так и в ободе.
Эффект от явлений, вызванных вышеупомянутым причиной могут быть гармонические колебания. В случае одного колебания за один оборот колеса оно определяется как гармоническая составляющая первого порядка. Его можно назвать:
- статическая неуравновешенность, вызванная неравномерным распределением массы;
- радиальное биение обода;
- неравномерная жесткость боковины шины, т.е. сияющая жесткость.
Когда колесо совершает два или более колебаний за один оборот, присутствуют составляющие второй и третьей гармоник и т. д. Они могут быть индуцированы как:
- ошибка изготовления обода или шины;
- радиальная жесткость шины в двух местах.
Хорошо известно, что любая вибрация колес пагубно сказывается на колесах и подвеске, ускоряя их износ и ухудшая комфорт, а также напрямую снижая безопасность вождения автомобиля. Чтобы ограничить воздействие этих неблагоприятных явлений на колесо, они подвергаются процессу балансировки на балансировочных станках автомобилей.
Используя стандартные балансиры, можно минимизировать только первую гармонику, возникающую из-за неравномерного распределения массы. Выравнивание распределения масс, участвующих во вращательном движении, заключается в принятии компенсирующих грузов таким образом, чтобы ось инерции и центр масс колеса точно совпадали с осью вращения. К сожалению, даже очень тщательно выполненный процесс динамической балансировки не устранит вибрацию колеса, вызванную дефектом формы шины и обода колеса, или неравномерной эластичностью шины. Таким образом, станки для балансировки автомобильных колес, оснащенные функцией оптимизации и минимизации, которые обеспечивают наилучшее крепление шины на обод, а также минимизируют вес корректирующих грузов, прикрепленных к ободу, становятся стандартом.
Предлагаемые в настоящее время балансировочные станки используют два типа процесса оптимизации:
- динамический;
- статический.
При динамической оптимизации используется процесс измерения, который позволяет установить первую гармонику колебаний шины по сравнению с первой гармоникой колебаний обода. В результате первая гармоника колебаний всего колеса сводится к минимуму.
На практике существует как минимум две версии программы, которые могут выполнять эту функцию. В первом предполагается процесс балансировки всего колеса в соответствии со следующей процедурой:
- снятие нормального размера и снятие мела на шину до места дисбаланса;
- поворот шины на ободе на 1800;
- сделать еще один замер и удалить мелом места дисбаланса на шине и ободе;
- поворачиваем шину на ободе до нахлеста отмеченных мест;
- соблюдение правильного динамического баланса.
Вторая версия программы оптимизации предполагает:
- проверка балансировки самого обода и разметка места дисбаланса;
- измерить обод со свободно установленной шиной и отметить на нем указанное место дисбаланса;
- поворачиваем шину на ободе до нахлеста отмеченных мест;
- соблюдение правильного динамического баланса.
При статической оптимизации цель состоит в том, чтобы минимизировать остаточный статический дисбаланс. При использовании общедоступных корректирующих грузов в 5 грамм их масса выбирается близкой к вероятному размеру дисбаланса. В этом процессе может возникнуть ошибка дисбаланса, для которой программа автоматически укажет оптимальный размер устанавливаемых грузов в зависимости от местоположения. Некоторые станки для балансировки колес используют специальную программу для оптимизации колебаний первой, второй и третьей гармоник обода и шины. Для этого станок для балансировки колес дополнительно оснащен роликом, который прижимается к катящейся по нему шине. Это позволяет оценить изменение значения радиальной силы, вызванное неравномерной радиальной жесткостью шины, погрешностью формы и биением шины. Благодаря дополнительным датчикам, прикрепленным к краю обода, можно регистрировать осевое и радиальное биение обода с обеих сторон. Демонстрация на экране балансировки.Есть информация о том, как шину следует повернуть относительно обода, чтобы минимизировать радиальную силу.
