Допустимое биение колеса автомобиля

Дисбаланс и биение колесных дисков

Способы проверки, рекомендации

1. Превышение допустимых значений дисбаланса диска

В связи с особенностями процесса литья, все легкосплавные диски обладают большим или меньшим дисбалансом. Балансировочные станки предназначены именно для выравнивания суммарного дисбаланса диска в сборе с шиной, и даже самый большой дисбаланс, после выравнивания на балансировочном станке, не оказывает на механизмы автомобиля никакого отрицательного воздействия и не снижает комфортности управления автомобилем. Поскольку дисбаланс колеса в сборе может изменяться в процессе эксплуатации (налипание грязи на внутренней полке диска, проворот шины на диске, появление грыж на шине, изменение геометрической формы диска), мы настоятельно рекомендуем проводить балансировку колёс как минимум перед каждым эксплуатационным сезоном.

Поскольку Российский стандарт (ГОСТ Р 50511-93) не оговаривает величину допускаемого дисбаланса, то на практике обычно руководствуются внутренними стандартами заводов – производителей колесных дисков. Данные предприятия являются поставщиками легкосплавных дисков на конвейеры мировых производителей автомобилей и, по нашему мнению, их внутренний стандарт может быть распространен на диски, поставляемые на российский рынок.

Во избежание спорных ситуаций, связанных с высоким (по мнению клиента) дисбалансом дисков, наша компания приняла решение довести до сведения покупателей предельные величины дисбаланса для литых дисков из легких сплавов (Таблица №1).

Цифры в таблице — это предельная масса набивных (пружинных) грузов. Масса самоклеющихся грузов, распространенных в настоящее время, будет превышать предельные величины, указанные в таблице, что не является производственным дефектом, т.к. изменение массы происходит из-за изменения радиуса наклейки грузов (рис. 1).

Рис.1 Изменение массы грузов в зависимости от их расположения на примере одного 14 дюймового диска (поочередно: набивные, самоклеящиеся и режим «один груз»)

2. Биение (радиальное и осевое)

Под биением диска подразумевается колебательное смещение посадочных полок под шину при вращении диска: параллельно радиуса колеса – радиальное, параллельно оси вращения колеса – осевое (торцевое) (Рис. 2). Колебания при вращении внешних закраин диска, монтажного ручья или лицевой поверхности диска биением не считается и не оказывает на эксплуатационные характеристики никакого влияния.

Рис. 2 Направление радиального и осевого биений относительно оси вращения диска.

Согласно пункта 2.7 Российского стандарта (ГОСТ Р 50511-93) биение обода на участках прилегающих к шине, для легковых автомобилей, не должно превышать 0.5 мм (Рис. 3)

Рис. 3 Выдержка из ГОСТ Р 50511-93.

Наиболее частой ошибкой клиентов, в вопросе определения биения диска, является попытка визуально оценить степень биения диска на балансировочном станке. Это неправильно. Человеческий глаз не самый точный инструмент, и визуально биение в 0.3 мм воспринимается человеком, как критическое, хотя по факту таким не является.

Для проверки биения диска используйте любой индикатор, электронный или часового типа, на штативе имеющий точность измерения не ниже 0.05 мм. Проверка проводится посередине посадочной полки под шину. Индикатор устанавливается параллельно радиусу диска при проверке радиального биения (Рис.4), и параллельно оси вращения диска при проверке осевого (торцевого) биения. (Рис.5)

Рис. 4 Правильная и не правильная установка индикатора при проверке радиального биения диска

Рис. 5 Проверка осевого (торцевого) биения диска

Биение проверяется исключительно по внутренним поверхностям обода диска.

К сожалению, наиболее частой причиной биения диска на балансировочном станке или на автомобиле является не неправильная геометрия диска, а какие-либо внешние факторы, как то наплыв краски на привалочной плоскости, налипшая грязь и т.п. Помните, что перед установкой диска на балансировочный станок и на автомобиль необходимо тщательно проверять привалочную плоскость и центральное отверстие. Так же проверяйте фланец балансировочного станка, и привалочную плоскость со ступицей на автомобиле. Любая соринка, ржавчина, кусочек липкой ленты или небольшая капля краски на этих поверхностях может привести к перекосу диска и как результат к ложному биению и изменению общей геометрии комплекта «шина, диск, ступица».

Источник статьи: http://r16spb.ru/articles/techinfo/disbalans-i-bienie-kolesnyih-diskov/

Радиальное и осевое биение колеса

Торцевое (осевое) биение колеса возникает при вращении и выглядит как колебательное движение хампов колесного диска в плоскости, параллельной оси вращения.

Радиальное биение возникает в аналогичных условиях, но означает колебательные движения колесного диска в вертикальной плоскости.

На рисунке слева Вы можете видеть схематичное изображение обоих видов биения.

Большие значения торцевого биения часто являются результатом ударов колеса при боковом столкновении с бордюром. Иногда это можно видеть при заносе джипа на скользкой дороге. Превышающее значение радиального биения появляется в результате сильного фронтального удара по колесу, то есть при столкновении выбоиной или ямой. Но чаще всего, последствием «хорошего» удара будет наличие обоих видов биения. В ярко выраженных случаях стальной диск получает замятины на закраинах обода, сколы и заметные невооруженным глазом «восьмерки» при качении.

Что считать превышением?

В соответствии с отечественным стандартом ГОСТ Р 50511-93 биение колесного диска легкового автомобиля в области прилегания шины (хампов) должно быть не более 0.5 мм в любом виде биения. Этот стандарт распространяется также и на внедорожники.

Не пытайтесь установить величину биения стального диска визуально, поскольку в данном случае зрение не позволит точно оценить размер отклонения. В некоторых случаях, при таких небольших размерах биения как 0.3 мм у обывателя появляется убеждение в его запредельном размере. Для точного замера должен использоваться часовой или электронный индикатор, который располагается на оси симметрии колесного диска джипа.

Самые частые причины биения

Значительная часть причин биения не связана с изменением геометрии литого диска внедорожника, а относится к производственным или эксплуатационным:

• Неравномерное лакокрасочное покрытие привалочной плоскости диска
• Налипшие куски дорожного покрытия и грязи
• Наличие мусора и посторонних включений на фланце балансировочного стенда

Другими словами, не всегда следует обвинять себя или предыдущего владельца машины в недопустимой величине биения. Причина может быть более прозаичной и не требовать больших вложений для своего устранения.

Источник статьи: http://orw-wheels.com/articles/radialnoe-osevoe-bienie-kolesa

Биение колеса: причины и последствия

Проблема балансировки колес возникла с появлением первых автомобилей. При низких скоростях и плохих дорогах она практически оставалась незаметной. Ситуация со временем изменилась кардинально. Поэтому ее актуальность резко возросла.

Зачастую водители наблюдают признаки разбалансировки колес. Как следствие, происходит биение руля. Биение диска колеса вызывается смещением его посадочных полок при вращении. Смещение бывает двояким: параллельно радиусу или оси вращения диска. В первом случае имеет место радиальное, во втором — осевое биение.

Биение колеса можно проверить с помощью специального индикатора. Он прижимается к поверхности вращающегося колеса. Прибор регистрирует смещение колеса в радиальном или осевом направлении. Показания снимаются в миллиметрах. Величину биения колеса визуально оценить нельзя. Точность измерения индикатора не менее 0,05 мм.

Радиальное биение колеса связано со статическим дисбалансом. Диск принимает яйцеподобную форму. Колебания колеса происходят вверх-вниз. Вращение такого колеса сопровождается наличием переменного вращающего момента на ось. В итоге — необратимое повреждение подвесок, покрышек, рулевого механизма.

Осевое биение колеса — результат смещения диска вдоль горизонта. Специалисты называют такое смещение «восьмёркой». Осевое смещение диска вызвано неравномерным распределением масс в плоскостях. Отрицательные последствия этого дефекта:

• быстрый износ протектора;
• повреждение подвесок и рулевого механизма;
• неравномерное стирание протектора покрышки, что приводит к сокращению срока ее эксплуатации.

Дисбаланс колеса вызывается наличием несимметричных крутящихся масс. В частности, это могут быть ступицы, тормозные барабаны. Поскольку колесо является телом вращения, ему необходимо придать симметричную форму. Процедура балансировки состоит в уменьшении дисбаланса колеса до допустимого предела.

Баланс нарушается из-за износа резины и различных деформаций диска. Могут быть и другие причины, искажающие форму колеса. Правильно сбалансированное колесо — условие безопасного движения. Центральная ось инерции такого колеса совпадает с осью его вращения. Процесс изготовления колес и покрышек связан с определенными погрешностями. Поэтому, колесо не бывает сбалансированным изначально.

Принято различать статический и динамический дисбаланс. Статический дисбаланс имеет свои особенности. Неуравновешенная масса служит источником вращающего момента. Другими словами, колесо будет совершать колебательное движение. Оно будет продолжаться до достижения неуравновешенной массой крайней нижней точки. Колесо ведет себя подобно маятнику.

Устранение статического дисбаланса осуществляется укреплением уравновешивающего груза. Место крепления этого груза — точка, противоположная неуравновешенной массе. Так производят статическую балансировку колеса.

Причиной динамического дисбаланса является неуравновешенность по ширине колеса. Он проявляется только в процессе его вращения. Это приводит к смещению оси инерции и оси вращения. Вращение такого колеса сопровождается возникновением центробежных сил. Устранение динамического баланса возможно путем закрепления уравновешивающих грузов. Динамическая балансировка проводится на специальной установке.

К причинам, вызывающим динамический дисбаланс, в частности, относятся:

• вентильное отверстие в диске;
• погрешность формы колеса;
• наличие неоднородностей в материале.

Главная причина биения колеса и дисбаланса — неоднородность шины, потому что она находится на наибольшем удалении от оси вращения. Кроме того, обладает большей массой и сложной структурой. В нее входят различные материалы: резина, такни, стальные проволоки. Чем дальше частица от оси, тем сильнее влияет на дисбаланс.

Биение на скорости

Почему происходит биение колеса на скорости? Выделим три наиболее характерных режима движения автомобиля:

• на маленькой скорости;
• на большой скорости;
• при торможении.

Биение колеса на малой скорости может быть вызвано рядом причин. В числе основных факторов следует назвать:

• наличие шишек, выпуклостей, неровностей на покрышке;
• износ резины изнутри;
• различные повреждения диска;
• не сбалансированность колеса.

Биение на больших скоростях — следствие нарушения балансировки. При налипании на колесо кусков грязи балансировка нарушается. Такое часто наблюдается после езды по грунтовой дороге. Под действием налипшего снега или льда происходит то же самое. Возможна и другая причина. Образование окатышей внутри покрышки.

Биение колес при торможении возможно из-за:

• несбалансированных колес;
• разрушенного подшипника;
• поведенных тормозных дисков.

Биение передних колес ощущается сильнее. Ездить с нарушенной балансировкой небезопасно. Помимо вибрации, изнашиваются шины, диски, элементы подвески. Автомобиль может потерять устойчивость, что приведет к аварийной ситуации.

Биение задних колес влияет на устойчивость вождения в меньшей степени. Часто спрашивают: «Нужно ли балансировать задние колеса?». Обязательно! Дисбаланс и здесь приводит к неравномерному износу покрышек. Последствия биения задних колес не менее пагубны. Диски и подвески ускоренно разрушаются. Поэтому, их нельзя оставлять без внимания.

Источник статьи: http://utyres.ru/publications/bienie-kolesa/

О дисбалансе и биениях колеса

Проблема балансировки колес возникла со времени появления автомобилей. Однако пока скорость движения была мала, а покрытия дорог – несовершенны, даже значительные дисбаланс и биения колес мало волновали. Но с возрастанием скоростей и улучшением покрытий дорог ситуация в корне изменилась.

Дисбаланс – наличие неуравновешенных вращающихся масс: ступиц, тормозных барабанов, ободьев и особенно шин затрудняет управление автомобилем, снижает срок службы амортизаторов, подвески, рулевого управления, шин, безопасность движения, увеличивает расходы на техническое обслуживание.

Колесо любого транспортного средства является объектом вращения. Оно должно иметь симметричную форму, а это означает, что все точки поверхности колеса в сечениях должны быть равноудалены от оси его вращения, а центр тяжести – лежать на этой оси.

Колесо считается уравновешенным (отбалансированным), когда ось его вращения является и главной центральной осью инерции. Но… как само колесо, его составные части, так и резиновую шину изготовляют с определенными допускаемыми отклонениями от номинальных значений параметров, поэтому оно практически всегда несимметрично, а, значит, и неуравновешенно.

Различают два основных вида неуравновешенности – статическую и динамическую. Статическая это такая неуравновешенность колеса, когда главная центральная ось инерции (О₁ — О₁), на которой находится центр тяжести колеса (ЦТ), параллельна оси вращения (О – О), но не совпадает с ней.

Дисбаланс колеса: а) — статический, б) — динамический

В этом случае сила тяжести неуравновешенной массы (m_н) такого колеса создаст вращающий момент: свободно установленное на оси колесо начнет вращаться (колебаться подобно маятнику) и остановится только тогда, когда неуравновешенная масса (m_н) займет крайнее нижнее положение. Значит, чтобы уравновесить данное колесо статически надо с диаметрально противоположной стороны колеса установить корректирующую массу -уравновешивающий груз (m_у). Такое уравновешивание называется статической балансировкой.

Динамический дисбаланс обусловлен неуравновешенностью по ширине колеса и может быть обнаружен только при вращении его. У такого колеса ось вращения хотя и проходит через центр тяжести, но с главной центральной осью инерции образует некоторый угол α. Неуравновешенные массы колеса в этом случае приводятся к двум массам (m_н), лежащим в диаметральной плоскости. При вращении колеса в местах расположения центров тяжести неуравновешенных масс возникнут центробежные силы (Р_ц), которые, действуя в противоположных направлениях, создадут пару сил с моментом вращения М=Р α . Он-то и характеризует величину динамического дисбаланса.

Теперь для уравновешивания колеса надо на закраинах обода в плоскости действия указанной пары сил с внутренней и с наружной стороны колеса укрепить соответствующие уравновешивающие грузики (m_у), тем самым устранить динамический дисбаланс.

Дисбаланс колеса является следствием либо его конструкции – наличием вентильного отверстия в диске, переменного шага рисунка протектора шины, люком для регулировки тормозов в тормозном барабане, либо технологичности изготовления – неточности геометрической формы, отклонения размеров, неоднородности материалов и т.д.

Точность изготовления деталей колеса оценивается радиальным и боковым биениями, овальностью, местными отклонениями формы. На дисбаланс оказывают влияния биения, овальность – практически не влияет.

Радиальное биение характеризуется разностью расстояний от любых точек беговой дорожки протектора шины до оси вращения колеса. Боковое биение – разностью расстояний боковой поверхности за один оборот колеса от плоскости, перпендикулярной к оси вращения колеса.

Итак, проблема дисбаланса и биений связана с качеством изготовления неуравновешенных вращающихся масс автомобиля. Создать идеальное колесо без дисбаланса и биений практически невозможно. Поэтому на практике при производстве каждой детали колесного узла и шины вводятся определенные ограничения, допуски, исходя из условий их работы и возможностей изготовления. Самую большую «лепту» в дисбаланс колеса вносит шина. Она наиболее удалена от центра вращения, имеет большой вес, сложную многокомпонентную структуру, изготовлена из различных материалов: резины, тканей, стальной проволоки и т.п. Чем дальше от центра лишняя масса материала покрышки, тем большее влияние на дисбаланс она оказывает.

Если шина камерная, то общий дисбаланс ее складывается из дисбалансов покрышки и ездовой камеры, который также зависит от их взаимного расположения. В камере разная толщина стенки, ее стык, особенно если он укреплен стыковочной ленточкой, вентиль оказывают влияние на дисбаланс. Поэтому чтобы его уменьшить, при изготовлении камеры вентиль устанавливают на сторону, противоположную стыку, камеру вставляют в покрышку таким образом, чтобы вентиль камеры совпал с легким местом покрышки. Однако дисбаланс камеры намного меньше дисбаланса покрышки. Основные факторы, влияющие на дисбаланс и биение покрышек:
• стык протектора, неравномерность его толщины по длине окружности, переменный шаг рисунка протектора, в зимних ошипованных шинах – шипы (в новой покрышке и по мере их выпадения);
• стыки в слое корда, стыки слоев корда в каркасе и брекере;
• стык герметизирующего слоя в бескамерной шине;
• неконцентричность бортовых колец, большой нахлест проволоки в бортовом кольце;
• непостоянство углов наклона нитей корда в слоях каркаса и брекера;
• расхождение нитей корда в слоях;
• точность изготовления пресс-формы;
• разная толщина боковых стенок и боковин;
• сгруппированные в одном месте маркировка обозначений на боковине покрышки и пр.

Большинство из перечисленных факторов, оказывающих влияние на дисбаланс, внешне себя не проявляют: они, так сказать, внутренние. Возможные проявления некоторых из них, которые можно обнаружить воочию, представлены на фото 1.

Фото 1. Переменный шаг рисунка протектора как «источник» дисбаланса покрышки

Фото 2. Стыки слоя каркаса, как «источники» дисбаланса покрышки
	а) – одиночный стык
	б) – два стыка
	в) – два стыка рядом

Повышение требований к технологической точности всех процессов производства шин и деталей колеса – непременное условие улучшения их качества, а значит и снижение дисбаланса и биений.

Но поскольку избежать дисбаланса и биений невозможно, ГОСТ 4754-97 регламентирует требования к этим показателям.

При эксплуатации автомобиля дисбаланс колес в сборе с шинами целесообразно проверять через каждые 2-3 тыс. км, а через каждые 10 тысяч колеса с шинами необходимо балансировать заново.

Выписка из ГОСТ 4754- 97 ШИНЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ, ПРИЦЕПОВ К НИМ, ЛЕГКИХ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОБУСОВ ОСОБО МАЛОЙ ВМЕСТИМОСТИ (Технические условия)

5.1.7 При вкладывании камеры в покрышку легкое место покрышки должно быть совмещено с вентилем камеры и отмечено на покрышке меткой в виде круга диаметром 5-10 мм, нанесенного прочной несмываемой краской так, чтобы она не закрывалась ободом колеса.

5.1.8 Динамический дисбаланс шин в сборе с колесом должен устраняться корректирующей массой, указанной в таблице 4, с каждой стороны обода колеса.

Т а б л и ц а 4.

Обозначение шины	Номинальный посадочный диаметр обода, дюйм	Корректирующая масса, г., не более
Радиальная (всех обозначений) 215/80R16C 225/75R16C	12	50
	13	60
	14-16	70
	16	140
	16	160
Диагональная (всех обозначений) 175/80-16С 6,50-16С	13	80
	14	100
	15	140
	16	120
	16	150

5.1.9 Биение шин должно быть не более норм, указанных в таблице 5.

Т а б л и ц а 5

Обозначение шины	Биение шин, мм, не более
	радиальное	боковое
Радиальная с посадочным диаметром, дюйм 12-14 15-16	1,0 1,5	1,5 2,0
Диагональная всех обозначений	2,0	3,0

Такая выписка из ГОСТ 4754-97 должна быть вывешена в каждой шиномонтажной мастерской.

Источник статьи: http://www.topof.ru/help/o-disbalanse-i-bieniyah-kolesa