Короткі теоретичні відомості
При сучасних високих швидкостях руху автомобілів велике значення має зрівноважування коліс. Це можна пояснити тим, що велика питома вага матеріалу, значна віддаленість мас від вісі і нерівномірний розподіл маси шин при великих швидкостях можуть спричинити виникнення неврівноважених сил і моментів. Дія цього явища особливо несприятлива для керованих коліс, оскільки навантаження, що виникають, не тільки спричинюють спрацьовування деталей ходової частини, а й можуть порушити стійкість руху. Неврівноваженість коліс виникає як під час їх виготовлення, так і в разі нерівномірного спрацьовування. Тому балансування коліс треба перевіряти систематично. Якщо підвіска незалежна, то неврівноваженість обертових мас може спричинити вертикальні коливання навколо шворнів.
Балансування коліс є частиною технологічного процесу ТО автомобілів. Розрізняють статичне і динамічне балансування. Для стійкого руху колеса потрібно, щоб вісь його інерції збігалася з віссю обертання. Цього можна досягти динамічним балансуванням, яке цілком врівноважує всі вільні сили і моменти. Є два способи балансування: при знятому колесі з автомобіля і безпосередньо на автомобілі. Кожний метод має свої недоліки і переваги.
Основними перевагами балансування поза автомобілем є висока точність вимірювань, мала потреба в площах, незалежність операцій від положення автомобіля. Недоліки: неможливість усунути неврівноваженість ходової частини автомобіля, а також те, що неправильне центрування коліс на автомобілі (а його дуже важко витримати, ба гайки не дають змоги досягти точного центрування) може порушити їхню врівноваженість. Крім того, на цю роботу витрачається багато часу. Обладнання більш дороге порівняно з тим, яке застосовують для балансування на автомобілі.
Врівноважуючи колеса на автомобілі, можна врівноважити і інші обертові деталі (гальмовий барабан, диск, тощо) що дає змогу усунути дефекти, які не можуть бути виявлені іншими методами. На виконання цієї роботи витрачається значно менше часу, оскільки немає потреби знімати всі колеса. Передні колеса балансуються кожне на своїй маточині, і задні – на одній із маточин передніх коліс. Недоліком балансування на автомобілі є неможливість точно визначити масу потрібного калібрувального тягарця.
Для балансування коліс на автомобілі потрібно:
підняти домкратом передню частину автомобіля, послабити затягування підшипників маточини переднього колеса, розшплінтувавши і відкрутивши на два-три прорізи регулювальну гайку;
зняти з обода колеса балансувальні тягарці;
повільно повернути колесо проти годинникової стрілки і відпустити; коли воно зупиниться, нанести крейдою вертикальну мітку на верхній точці колеса;
повернути поштовхом колесо за годинниковою стрілкою і після його зупинки також позначити верхню точку вертикальною міткою;
визначити середину найкоротшої відстані між мітками. Це і буде найлегше місце колеса;
установити по обидва боки найлегшого місця колеса балансувальні тягарці масою 30 г;
поштовхом повернути колесо. Якщо після його зупинки тягарці перебуватимуть у нижньому положенні, то їхня маса для балансування колеса достатня. Якщо ж тягарці опиняться у верхньому положенні, то потрібно замінити їх більш важкими – 40 г і, обертаючи колесо, пересвідчитися, що, коли воно зупиняється, тягарці перебувають у нижньому положенні;
відсовуючи тягарці на однакові відстані від середньої мітки, слід домогтися рівноваги колеса, коли воно після поштовху рукою зупинятиметься в різних положеннях;
розпочати балансування наступного колеса.
Щоб виявити динамічну неврівноваженість коліс, застосовують спеціальні верстати (стаціонарні і пересувні). Розглянемо методику балансування коліс на одному із таких стаціонарних верстатів як В‑340 (Рис. 2.1).
Робота верстату полягає в обчисленні маси калібрувальних тягарців за величиною сил, що діють на вал при обертанні колеса. Балансування настає під час обертання вала верстата із закріпленим на ньому колесом з наступним усуненням дисбалансу балансувальними тягарцями в двох площинах корекції при динамічному, та в одній площині при статичному балансування. Неврівноважена маса колеса спричиняє механічні коливання вала, які після перетворення електронними пристроями реєструються приладами, що показують неврівноважену масу і місце встановлення калібрувальних тягарців.
Верстат має систему калібрування і цифрового вводу геометричних розмірів обода колеса, що дозволяє балансувати автомобільні колеса масою до 40 кг.
Статичне балансування застосовується для вузькопрофільних коліс (ширина обода до 50 мм), що мають площину корекції, яка проходить через центр маси колеса. При статичному балансуванні визначається і зменшується головний вектор дисбалансу колеса.
Динамічне балансування застосовується для балансування нормальних і широкопрофільних коліс (відстань між площинами корекції не менше 50 мм). При динамічному балансуванні зменшується як моментна, так і статична неврівноваженість.
Рисунок 2.1 – Верстат балансувальний В-340
1 - блок балансування; 2-упор; 3 – вал; 4 – конус; 5 – кільце;
6 – рукоятка; 7 – блок обробки інформації.
Колесо, що балансують закріплюється на валу верстату 3 за допомогою рукоятки 6, яка також служить для розкрути колеса. Базування колеса забезпечується упором 2. Розкручене колесо діє на вал з якого в блок балансування 1 передаються механічні коливання. Опрацьовані дані передаються в блок обробки інформації 7 і на цифрових індикаторах відображаються дані про масу і місце встановлення калібрувальних тягарців.