Изготовить идеальное по форме и распределению масс автомобильное колесо можно, но оно будет отличаться запредельной стоимостью. Поэтому проще допустить некоторые погрешности и отклонения, а затем их скомпенсировать финишной балансировкой перед установкой на автомобиль уже после монтажа шины на диск. Если этого не сделать, то на достаточно высокой скорости колесо начнёт вибрировать, что нарушит управляемость и вызовет интенсивный износ шин и элементов подвески.
Отчего вибрирует разбалансированное колесо
В простейшем случае один из участков колеса оказывается тяжелее прочих, а при вращении на него воздействует большая центробежная сила. Колесо стремится отклониться в сторону тяжёлого участка, но он постоянно меняет своё положение по мере вращения, такие условия вызывают вибрацию в такт каждого оборота. Этот эффект называют статическим дисбалансом, хотя он и не имеет к статике особого отношения.
Несколько сложнее природа дисбаланса динамического. Колесо не является диском, скорее его надо представлять в форме цилиндра. Если неравномерность распределения масс проявляется не только по окружности, но и по ширине колеса (высоте цилиндра), то центробежные силы будут пульсировать и в поперечном направлении. По порядку величины они меньше, чем радиальные, но опасней, поскольку вызывают курсовые колебания колёс. Машина как бы виляет на дороге с частотой вращения. Особенно это проявляется на широких колёсах из-за увеличения плеча приложения паразитных колебаний.
Если статический дисбаланс достаточно легко устранить простым нахождением самой тяжёлой точки свободно вращающейся детали, то диагностика и ликвидация динамического потребует специального оборудования. Колесо можно идеально сбалансировать и лишить тяжёлых точек, но вибрация на ходу останется.
Причины дисбаланса могут быть как врождёнными (от производителя), так и приобретёнными в процессе эксплуатации:
- неравномерность распределения материала при изготовлении диска и шины;
- складывание допустимых погрешностей раздельно по диску и покрышке;
- отклонения составляющих колеса от идеального геометрического размера, в том числе и по установочным точкам центровки относительно оси вращения;
- механические дефекты, возникающие после ударов;
- неравномерный износ протектора;
- попадание прилипающей грязи на диск, а также посторонних предметов в полость покрышки при монтаже;
- искусственные добавки в шину герметиков или даже воды, некоторые считают, что так колесо можно сделать «самобалансирующимся».
Процессы несут саморазвивающийся характер, добавочный износ вызывает свой дисбаланс и так далее, поэтому вмешательство должно быть незамедлительным.
Диагностика и устранение проблем
Первым и основным признаком является вибрация в ходовой части автомобиля синхронно с частотой вращения колёс. Наблюдаются резонансные явления, обычно в диапазоне скоростей со средней величиной около 80 км/ч, при малых скоростях вибрации отсутствуют, точнее не замечаются. Проявление резонанса характеризуется тем, что с дальнейшим ростом скорости эффект уменьшается.
Для предотвращения ускоренного разрушения ступичных подшипников, подвески и самих шин, колёса необходимо снять и отправить на балансировочный станок. Существуют и аппараты, балансирующие прямо на автомобиле, но это скорее экзотика.
Мастер на стенде без труда находит точки дисбаланса обоих видов и определяет места закрепления балансировочных грузиков. Масса и распределение компенсационных балансиров также фиксируется приборами стенда. Остаётся только подобрать их из набора и закрепить, скобой под обод в устаревшем варианте или приклеиванием к внутренней поверхности обода. Динамический дисбаланс устраняется закреплением грузиков снаружи и изнутри диска в различных пропорциях.
Работу по балансировке необходимо проводить:
- при обнаружении подозрительных вибраций;
- после любых ремонтных работ с дисками и шинами;
- перед установкой на автомобиль обновлённых колёс, где были заменены шины или диски;
- профилактически, поскольку шины в любом случае не могут изнашиваться идеально равномерно, эту процедуру желательно проводить ежегодно, даже если внешние проявления отсутствуют.
Перед работой удаляются все предметы, застрявшие в протекторе колеса или налипшие на диск.
Возможно нарушение геометрии после сильного удара в колесо. В этом случае диск мог получить незаметную на глаз деформацию, но за счёт его массивности это выливается в значительный дисбаланс. Как правило, такие колёса отбалансировать уже не удаётся, хотя возможен ремонт с прокаткой диска, то есть восстановлением его точной геометрии. Окончательный диагноз за опытным мастером.
В процессе эксплуатации грузики могут отрываться и теряться, мало кто сохраняет все фотографии их расположения и сверяет реальность с задокументированным образцом, отсюда и желательность проведения ежегодной профилактики на стенде.
В особых случаях всё же рекомендуется произвести окончательную балансировку колёс, уже установленных на автомобиль. Более сложное стендовое оборудование будет учитывать особенности работы колеса в сборе со ступицами, приводами и крепежом. Нарушения могут возникнуть где угодно, поэтому разрешить проблему, когда идеально настроенное колесо всё же вызывает вибрации автомобиля на высоких скоростях, приходится комплексно. Условия в таком случае максимально приближены к реальным.
Бывают случаи, когда масса требуемых грузиков превышает разумный предел для данного типа колеса и автомобиля. Определяет это специалист, а результатом может быть всё же попытка отбалансировать или выявить причину и забраковать шину или диск. Если всё же принято решение эксплуатировать дальше, то на такое колесо должны быть введены существенные ограничения по скорости. Полностью устранить проблему балансировкой уже невозможно, даже если будет установлен весь набор противовесов.
Не всегда причиной вибраций являются колёса. Точный их источник определяется специалистом по диагностике ходовой части автомобиля, он может порекомендовать для локализации неисправности поменять колёса местами, установить другой комплект или совершить иные тестовые действия. В автомобиле достаточно вращающихся деталей.
В случае внезапного возникновения сильных вибраций необходимо не двигаться на балансировку, а произвести осмотр колёс. Часто случается ослабление затяжки болтов крепления, потеря отдельного крепежа, налипание на диски грязи и льда. Если перед этим был сильный удар, то возможно повреждение корда шины с образованием вздутия, что даст точно такой же эффект сильной вибрации. Такое колесо подлежит немедленной замене на запасное, а затем и на новое на ближайшем шиномонтаже.
