Как узнать какое колесо бьет на скорости

Опубликовано: 20.04.2024

Друзья, всем доброго дня!
Сегодня поговорим о важных параметрах – биение и дисбаланс колеса.
Биение — это отклонение от идеальной формы окружности, и является составляющей частью дисбаланса колеса в целом.
Применительно к диску, биение должно проверяться на 4-х поверхностях (см. схему).

Простыми словами – там, где фиксируется шина на диске, там и замеряется биение.
Существует два вида контроля биения диска – осевое и радиальное.
Биение измеряется относительно отверстия колеса и привалочной плоскости ступицы колеса.
— Осевое биение показывает насколько диск может отклоняться при движении в направлении оси автомобиля. Обычно, осевое биение нарушается при боковом ударе колеса о бордюр, к примеру.
— Радиальное биение показывает максимальное отклонение от окружности при движении диска. Обычно радиальное биение становится выше заданных значений при сильном ударе, который вызывает искривление обода диска. Место удара колеса на развернутой диаграмме обычно выглядит как пик, где высота пика – это и есть величина деформации диска.

Обычно после ударов происходит общая деформация колеса, как осевая так и радиальная. Если сила удара превысила упругие свойства материала колеса, то деформация остается в виде вмятин, или колесо может иметь «восьмерку» при движении, и т.д. Поэтому упругие свойства материала колеса очень важны для снижения остаточной деформации колеса после ударов. Соответственно перед эксплуатацией колеса рекомендуется проверить биение как самого диска, так и в сборе с шиной, при шиномонтаже.

Так какие же значения должны быть на дисках, чтобы не возникало рулевого биения.
Российский Технический Регламент оговаривает максимальное значение не выше 0,5 мм, как в осевом, так и в радиальном направлениях. Стандарт подразумевает, что если показатели не будут выше 0,5 мм, то диск не должен являться причиной биения рулевого колеса. Много это или мало?
В международной практике в области производства дисков нет единых значений биения
– у каждой страны они отличаются. Например, базовые требования Японии ограничивают данный показатель как 0,20 мм. Требования американской системы сертификации указывают на 0,3 мм. Европейские требования имеют предел в 0,25 мм.

Часто, каждый автопроизводитель устанавливает свои, более жесткие, значения данного показателя для поставщиков дисков.
Например: в нашей компании приняты нормы Европейских стандартов, которые ограничивают биение (по всем четырем поверхностям) не более 0,25 мм. Да, этого сложно добиться – приходится вводить дополнительные технологические операции, но клиент должен получать технически совершенный продукт. Несколько раз мы заключали договора с Европейскими потребителями из разряда гоночных команд и выполняли заказы с верхним пределом в 0,05 мм. При скоростях более 200 км/час каждая десятая доля мм ощущается не так, как при обычном городском режиме движения. Естественно, каждый раз это эксклюзив в чистом виде.

Да, порою непросто технологически добиться малых значений по биению, т.к. нужно учесть очень много факторов: от жесткости диска до его массы. Очень часто даже форма вентильного отверстия оказывает существенное значение на биение и соответственно дисбаланс.

С дисками разобрались, далее несколько слов о шинах.

Часто, после езды по снегу на нерасчищенных дорогах, мы замечаем, что при разгоне на скорости 50-70 км/час у нас появляется биение на рулевом колесе. В чем причина?
Причина простая – снег в колесе нарушил балансировку колеса в сборе, т.е. в системе диск-шина произошли изменения, которые приводят к большому отклонению от правильной формы окружности.

Что такое скорость 50 км/час. Для примера, если взять стандартную шину 285/55R20 для автомобиля Toyota LC200, то скорость вращения равна 5,3 оборота в секунду. Т.е. колесо в сборе за 1 секунду движения должно совершить 5,3 полных оборота. Попробуйте мысленно такое вращение представить.
Так вот, в эту вращающуюся систему и не должно попасть ничего такого, что выходило бы за рамки установленных стандартами показателей.

Известно (!), что колесо состоит из двух основных элементов – диска и шины, то при сборе самого колеса, шина также влияет на конечный показатель дисбаланса. Я думаю, что многие сталкивались со случаями, когда при забортовке шин мастер шиномонтажа «прокручивает» шину относительно диска, чтобы получить минимальные значения.
Наверняка Вы обращали внимание на цветные круглые пятна диаметром 10-15 мм на шинах. Эти пятна, нанесенные на боковую поверхность шины ближе к диску, бывают желтыми, красными, зелеными, белыми и т.д. В зависимости от цвета и производителя шин эти пятна несут разную информацию:
Желтым пятном, как правило, помечается самая легкая зона шины. При первом шиномонтаже это пятно рекомендуется совместить с ниппелем колеса – таким образом колесо в сборе будет более уравновешенным и потребует меньше компенсирующих грузиков при балансировке. Очевидно, что разница в весе разных частей шины в качественной новой покрышке минимальна (но она существует), и актуальность этой метки пропадет уже при первом экстренном торможении, так что уже при втором шиномонтаже эту метку можно не искать.
Метки любого другого цвета либо несут схожую смысловую нагрузку (например, красной меткой обычно помечена самая тяжелая часть шины, которую рекомендуется установить напротив ниппеля), либо предназначены для использования при первой установке шины на новый автомобиль в заводских условиях, поэтому практически никакой ценности ни для потребителя, ни для мастера шиномонтажа не несут.
В настоящем посте нет возможности раскрыть все особенности шинного производства, да и описывать это лучше специалистам, которые занимаются шинами. Я привел лишь минимально необходимую информацию, которая сформирует общие представления на что обращать внимание и как физически формируется система колеса.

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.

Затрясло машину — не паникуй: устранить причину, случается, проще пареной репы. Скажем, при езде по ровному асфальту колеблется руль. Всегда виноваты колеса! Особенно если машина с легким реечным управлением — например, переднеприводный ВАЗ. С колесом следует обращаться на «вы»: чем быстрей оно крутится, тем жестче требования к точности его формы, качеству балансировки и монтажа. Если балансировка «на троечку», при вращении колеса инерционная сила «тяжелого места» и вызывает тряску. А дальше простая арифметика. Допустим, за один оборот колесо проходит 2 м, трясет же сильней всего на 90 км/ч (25 м/с). Значит, резонансная частота колебаний — 12,5 Гц. Запомни: руль может успокоить лишь ювелирная балансировка передних колес. Тщательно ее делают не все и не везде, так что ищи опытных мастеров.

Картина вибраций не всегда проста. Если трясет лишь одно колесо, то все зависит от его дисбаланса и скорости вращения. Максимум — все на той же резонансной скорости. Но если всякий раз после поворота дороги руль трясет иначе, чем до него, значит, не в порядке оба передних колеса. Пройденные ими пути в повороте разные — взаимоположение «тяжелых мест» и их действие на руль меняются. Если с постоянной скоростью гнать круг за кругом по дорожке трека, вибрации будут нарастать и убывать.

Медленно вращая колесо, контролируем биение обода в поперечном направлении. Дополнительно проверим и шину. Биение свыше 0,5 мм нежелательно. Столь же важно ограничить и радиальное биение колеса. Только колесо правильной формы есть смысл балансировать.

Но иногда такое бывает и на прямом шоссе. А о причине немногие догадываются — это плохо сбалансированные колеса. разного размера! Объяснение элементарное: вот ты заменил свежей запаской колесо с протектором, изношенным на 1,5 мм. Если запаска проходит за оборот все те же 2 м, то работавшее колесо — 1,9906 м. С каждым оборотом «тяжелое место» одного колеса смещается относительно другого — и вибропортрет машины будет повторяться через 423 м пути. Конечно, чем больше разница в размерах шин, тем чаще повторы. Ну а все это могут дополнительно запутать скользкие дороги! Короче, если не хочешь головоломок — следи за балансировкой.

Увы, этим проблема не исчерпывается. Например, коленвал отлично уравновешен, а деформированное колесо, как его ни балансируй, продолжает сильно трясти. Ехать на таком «колесе» — увольте! Подайте круглое. Сравним (рис. 1, а, б) поведение деформированного колеса на гладком покрытии и исправного — на ухабистом. Если бугор на шине воспроизводит протяженность и высоту бугра на покрытии, то траектория оси колеса при медленном движении одна и та же. При высокой скорости могут быть свои нюансы, но все же тряска от кривой шины неизбежна.

Как на ходу узнать, что колесо или шина кривые? Если мягко водит руль или кузов покачивает при скоростях 5–10 км/ч, когда роль дисбаланса ничтожна, значит, хотя бы одно колесо повреждено. Все, что сказано выше про переменную тряску в поворотах и т. п., справедливо и для кривых колес.

Итак, одной балансировки колесу мало — важно, чтобы в контакте с дорогой у вращающегося колеса не было геометрических биений — радиальных, осевых и любых иных. А то ведь и совершенно круглое, оказавшись на деформированной ступице, может подкинуть загадку. Вот недавний случай. Водитель ощутил тряску руля — отдал колеса в балансировку. Сделали — опять трясет. Повторили — снова. Прибыл ко мне. Не без труда нашли причину — гнутая ступица! Потому исправное колесо и катилось зигзагом.

А вот типичная ошибка неопытного автомобилиста: навешивает вместо проколотого колеса запаску — и опускает машину при незатянутых болтах — после, мол, лучше затянутся! Ну а колесо под нагрузкой сместится относительно ступицы вверх, насколько позволят зазоры. Если теперь затянуть болты, трение не даст колесу сцентрироваться — и оно будет вращаться с эксцентриситетом е (рис. 2), обзаведется дисбалансом и будет лупить по дороге с амплитудой 2е.

Шишка на протекторе или бугор на покрытии? Как источники толчков, ударов, вибраций они, в сущности, равнозначны!

Правильно начинать не с балансировки, а с корректировки геометрии: радиальные и осевые геометрические биения шины должны быть как можно меньше. Лишь потом отправляйтесь балансировать.

Дисбаланс колес — наличие в автомобиле неуравновешенных крутящихся масс — ступиц, тормозных барабанов и прочих деталей. Дисбаланс отрицательно влияет на стабильность транспортного средства, снижает срок эксплуатации амортизаторов, руля и подвески. Расходы на техобслуживание автомобиля существенно повышаются. При возникновении серьезного дисбаланса требуется немедленно произвести балансировку колес.

Виды дисбаланса колеса

Статический. Возникает в том случае, когда центральная ось инерции параллельна оси вращения. Колесо становится неустойчивым и качается, подобно маятнику.
Динамический. Возникает в случае неуравновешенности по ширине колеса. Ось инерции пересекает ось вращения под определенным углом. Динамический дисбаланс можно определить только во время движения.

Главные факторы, влияющие на дисбаланс колеса:

стыки в слое корда;
неправильное (неточное) изготовление пресс-формы;
неодинаковая толщина стенок и боковин.

Дисбаланс колес: признаки

Бьет переднее колесо на скорости, бьет колесо при торможении. Этот признак указывает на дисбаланс одного из передних колес. Сопровождается выходом из строя подшипника ступицы.
Бьет заднее колесо, слабо бьет колесо на малой скорости. Данный признак указывает на дисбаланс задних колес, а также возможные проблемы с подвеской — стойки, сайлентблоки балки. Дисбаланс задних колес не обладает характерными чертами, тем не менее он также может привести к выходу из строя ступичных подшипников и привести к раннему износу покрышки.

Допустимый дисбаланс колеса

Идеально сбалансировать колесо невозможно. Поэтому существуют диапазоны допустимого дисбаланса, которые регулируются ГОСТом 4754-97. Помимо значений статического дисбаланса, в нем указаны технические условия эксплуатации шин и максимально допустимые показатели биения колес.

Когда нужно производить балансировку колес?

Балансировку колес необходимо производить при сезонной замене колес или шин, а также в случае внезапного удара, заноса, попадания в дорожную яму. Ведущие автопроизводители рекомендуют делать балансировку каждые 15 тыс. км пробега (но не реже раза в год). В случае, если водитель предпочитает двигаться по дорогам на большой скорости, балансировка колес производится каждые 8-9 тыс. км пробега. Нужно помнить, что даже незначительная проблема с колесами может спровоцировать дорожно-транспортное-происшествие.

Правильная балансировка колес позволит сохранить ресурс шины, сэкономить топливо и снизить затраты на ежегодное обслуживание ходовой части автомобиля.

Где производить балансировку?

Если вы хотите сэкономить время и при этом быть полностью уверенным в качестве проведенных работ — обращайтесь в недорогой шиномонтаж «Spbkoleso». Здесь вам сделают качественную балансировку за умеренную цену на оборудовании Hoffman. В интернет-магазине вы также можете приобрести колесные штампованные диски и диски Replica по доступным ценам.

С вибрациями и ударами по рулю при движении сталкивался каждый водитель, во многих случаях виновато биение колеса, а точнее его неправильная балансировка. Колесо должно быть идеальной формы. Также может оказывать влияние размер и другие факторы. Но, чаще всего проблема решается простой балансировкой. Давайте рассмотрим, что такое балансировка, какой она бывает и как правильно ее сделать.

Биение колеса – что это. Виды биения колеса

Биение колеса — смещение диска при движении, может быть радиальным или осевым. В любом случае, вы получите вибрацию или удары. Чем выше скорость, тем более заметной становится проблема.
Рассмотрим разновидности более подробно.

Осевое биение заключается в горизонтальном смещении колеса. Обычно такое поведение диска называют «восьмеркой». Обычно вызывается дисбалансом распределение массы на плоскости.
Причиной радиального биения является статический дисбаланс. При этом, диск начинает напоминать по форме яйцо. Колебательные движения происходят вверх-вниз. Обычно сопровождается переменным вращающимся моментом.

Стоит рассмотреть, что может являться последствием подобного явления. При осевом биении основными последствиями являются следующие:

повреждение рулевого механизма и ходовой;
повышенный износ протектора, что приводит к быстрому выходу из строя покрышки.

Радиальное биение приводит примерно к тем же последствиям, только основная нагрузка приходится на подвеску.
Также стоит разделять динамический и статический дисбаланс. Тут имеются свои особенности, в первую очередь по способу устранения проблемы.
При статическом дисбалансе вращающий момент создается тяжестью неуравновешенной массы. Проще говоря колесо будет вращаться без помех до тех пор, пока неуравновешенная масса не окажется в своем крайнем положении. Таким образом, движение колесного диска напоминает маятник.
В случае динамического дисбаланса колесный диск имеет неуравновешенность по ширине. Наблюдать можно только во время вращения. В случае такой проблемы ось вращения совершенно не совмещается с основной центральной осью инерции. Фактически образуется некоторый угол между осями. При этом, наличие двух центров массы в разных частях колеса вызывает динамический дисбаланс. Во время движения, возникают центробежные силы, они действуют в противоположных направлениях и проявляются в виде биения колеса.

Как проявляется биение колеса

На практике водитель чаще всего замечает биение по ударам при движении. Причем бить колесо начинает даже на ровной дороге, и чем выше скорость, тем интенсивнее удары. Во многих случаях бить начинает в руль, который может начать вибрировать. Автомобиль становится менее управляемым.
Взаимосвязь скорости и усиления биения объясняется простой причиной. У дисбаланса имеется определенный период, например, два метра. Чем быстрее движется автомобиль, тем чаще повторяется причина биения, соответственно, чем выше скорость, тем заметнее проблема. Также влияет величина разбалансировки.
В некоторых случаях может проявляться при торможении. Тут речь идет скорее о статическом дисбалансе колеса. Свидетельством такого часто становится вибрация колес при работе с тормозом. Причиной зачастую становится разрушение подшипников ступицы или проблемы с тормозным механизмом.
Отдельно стоит разобрать причины появления разбалансировки. Перечислим основные из них.

Механические повреждения и деформации деталей подвески. На самом деле колесо состоит не только из диска и покрышки, тут есть ступица, тормозной суппорт и диск. Если они деформированы, это также может вызвать биение.
Деформация колесного диска. В процессе эксплуатации может происходить изменение геометрии диска.
Неравномерный износ покрышек. В первую очередь речь идет об износе протектора в пределах одного колеса. Но, на практике встречается еще и проблема с неравномерным износом покрышек на разных колесах одной оси. Если одно колесо имеет износ рисунка больше на 1,5 мм, это также вызовет биение.
Неправильная замена колеса. На самом деле причина достаточно частая. Водители зачастую при установке запаски окончательную затяжку колеса производят после опускания домкрата. Это может вызывать смещение диска на миллиметры относительно оси, соответственно появляется биение.

Как проверить колесо на биение

Важным моментом является диагностика этого явления. Сложность заключается в том, что биение шин диагностировать очень сложно. Заметные удары происходят только при большом уровне нарушения. Поэтому, рекомендуется периодически выполнять проверку. Обязательно проверяют и заднее и переднее колесо. Особенно важно проводить эту диагностику если меняете шины, или же имеется любая вибрация на руле.
Если есть подозрение не биение колеса. Сначала проверяют наличие геометрического дисбаланса. Для этого вывешивается колесо автомобиля, и при прокручивании специальным прибором замеряют уровень биения. Если параметр превышает 0,5 мм следует выявить и устранить причину. После того, как проверили наличие геометрического дисбаланса стоит снять колесо и на специальном станке выполнить балансировку. Это должно устранить биение практически полностью.

Последствия биения колеса

Самое очевидное последствие биения – быстрый износ покрышек. Они начинают стираться неравномерно, что ухудшает их технические характеристики.
Другой момент, который менее очевиден – повреждение подвески и рулевого управления. Биение характеризуется ударами по сопряженным с колесом элементам ходовой, а также рулевым механизмам. Это приводит к их быстрому выходу из строя.
Еще одна возможная проблема – ухудшение управляемости. При сильных ударах есть риск потерять контроль над автомобилем. Итогом может стать аварийная ситуация на дороге.

Читайте также: