LABOLATORIUM Z POJAZDÓW MECHANICZNYCH

TEMAT:

WYWAśANIE KÓŁ

WYKONAŁ:

XXXXXXXXXX

GDAŃSK 2002

Pierwszych informacji o niewyważeniu koła dostarcza obserwowanie

zachowania pojazdu podczas jazdy na drodze oraz wygląd bieżnika opon.

Objawia się to drganiem kół, stukami w zawieszeniu a w zawieszeniu przednim

poprzez układ kierowniczy przenosi się na koło kierownicy. Na oponach

powstają miseczkowate zużycia bieżnika równomiernie rozmieszczonych na

obwodzie. Wystąpienie tycz objawów, a szczególnie wibracji koła kierownicy

świadczy już o znacznym stopniu niewyważenia, które może w rezultacie

doprowadzić

do

zagrożenia

bezpieczeństwa

ruchu

drogowego.

Niebezpieczeństwo wynika z odciążania koła pod wpływem niewyważonej

masy powodując chwilowe zmiany siły tarcia, co szczególnie na zakrętach może

doprowadzić do utraty przyczepności i wypadku. Niewyważenie jest zjawiskiem

szkodliwym dla samochodu, bowiem zwiększa dynamiczne obciążenie łożysk

kół i zawieszenia, tym samym przyśpieszając zużywanie tych zespołów. Błędy

wyważania koła najczęściej powstają w wyniku niedokładnego wykonania

opony i tarczy koła, nierównomiernego zużywania się bieżnika czy z

umieszczonych na dętce łatek. Dlatego też, nie czekając na pojawienie się

objawów niewyważenia kół, należy sprawdzać ich wyważenie w ramach

okresowej obsługi technicznej (zgodnie z zaleceniami producenta), a także po

przekładaniu starych opon lub zamontowania nowych względnie po zgubieniu

ciężarka z tarczy koła.

Wirująca, nie zróżnicowana masa koła może wywołać drgania w kierunku

pionowym, wokół zawieszenia wahaczy (a) lub, jeżeli koła są kierowane, w

kierunku poziomym, wokół sworznia zwrotnicy (b).

Toczące się, niewyważone koło drga w kierunku

Pionowym (a) lub poziomym (b).

Uzyskanie spokojnego toczenia się koła wymaga takiego wyrównania mas

uczestniczących w ruchu obrotowym, aby oś bezwładności oraz środek masy

pokrywały się dokładnie z osią obrotu.

2

Niewyważenie Przedstawione na rysunku (a), wywołujące pionowe

drgania koła, można usunąć w sposób stateczny tzn. bez konieczności

wprawiania koła w ruch obrotowy. Ułożyskowane koło ustawi się zawsze tak,

że najcięższy jego punkt zajmie położenie najniższe. Ciężarki wyważające

należałoby umieścić naprzeciwko najcięższego punktu, tak dobierając ich masę,

aby koło pozostawało w bezruchu w każdym nadanym mu położeniu.

Ciężarki powinno się mocować po obu stronach tarczy koła w celu uniknięcia

niewyważenia dynamicznego (b i c). Ten drugi rodzaj niewyważenia

powodujący głównie poziome drgania koła, można usunąć wprowadzając koło

w ruch obrotowy i równoważąc ciężarkami powstające wówczas siły i

momenty.

Schematyczne przedstawienie

działania niewyważenia i sposobu

Jego usunięcia:

a- koło statycznie niewyważone

( środek masy koła nie

pokrywa się z osią jego obrotu)

b- koło statycznie wyważone, ale

umieszczenie ciężarka po

jednej stronie tarczy spowodo-

wało nie wyważenie dynami-

czne (główna oś bezwładności

koła nie pokrywa się z osią

jego obrotu)

c- koło wyważone statycznie i

dynamicznie

1- oś bezwładności koła;

2- nadmiar masy powodujący

niewyważenie;

3- ciężarek wyważający;

Oba rodzaje niewyważania będą szczególnie silnie odczuwane, jeżeli

wystąpią w przednich kołach zawieszonych niezależnie. Natomiast najmniejsze

oddziaływanie niewyważenia (tylko statyczne) wystąpi w tylnym zawieszeniu o

osi sztywnej. Do ustalenia wielkości i położenia masy nierównoważnej, a

następnie jej usunięcia służą wyważarki, wykonane jako urządzenie stacjonarne

(koło musi być wymontowane z samochodu do badania) lub dostawne (koło

pozostaje na pojeździe).

3

Wyważanie koła wymontowanego z samochodu

Ten sposób wyważania koła, z użyciem wyważarki stacjonarnej, cechuje

znaczna dokładność samego pomiaru oraz, co jest jego wadą, brak gwarancji

uzyskania pełnego efektu wyważania. Ta druga cecha wynika z

nieuwzględnienia podczas pomiaru innych mas obrotowych niż koła, np. bębna

hamulcowego jak również przyjęcia osi wyważarki za bazę pomiarową. Po

15zamontowaniu wyważonego koła do samochodu może, więc się okazać, że

nadal istnieje niewyważenie, które może powodować bęben hamulcowy lub

niecentrycznie z osią obrotu zamocowana tarcza koła.

Wśród wyważarek stacjonarnych najbardziej rozpowszechnione są

wyważarki z elektronicznym systemem, wyrównoważania. Siły odśrodkowe

wywołane masą niewyrównoważoną powodują zmienne drgania podpory

sprężystej. Za pomocą odpowiedniego czujnika są one przetwarzane na impuls

elektryczny o częstotliwości proporcjonalnej do obrotów koła i amplitudzie

proporcjonalnej do niewyważenia. W najnowszych konstrukcjach wyważarek

stosuje się rozwiązanie z niewahliwie łożyskowaną podporą.

Rozwiązania konstrukcyjne nowoczesnych wyważarek stacjonarnych

umożliwiają m.in.:

- Uzyskanie wysokiej czułości układu pomiarowego; dokładność wskazań

niewyważenia jest regulowana dwu- lub trzystopniowo (dla wyważenia

precyzyjnego do 1g, dla normalnego do 5g i dla zgrubnego do 10g);

dokładność wskazań miejsca niewyważenia dochodzi do 1,5◦;

- Obniżenie prędkości obrotowej wału wyważarki, dzięki czemu uległy

skróceniu czas rozbiegu koła, czas pomiaru (do 3 s) i czas

wyhamowywania; zwiększa to również trwałość urządzenia;

- Pokazywanie na tablicy wskaźników lokalizacji niewyważenia w sposób

graficzny – za pomocą wielu diod świetlnych, rozmieszczonych kołowo

na rysunku obręczy

- Pomiar niewyważenia dla obu płaszczyzn w jednym przebiegu

pomiarowym; parametry niewyważenia są wyświetlane jednocześnie ( w

przypadku dwóch wskaźników cyfrowych) lub zapamiętywanie i

wyświetlanie kolejno dla obu płaszczyzn ( w przypadku jednego

wskaźnika);

- Wyważenie kół z tarczami ze stopu aluminiowego i różnym systemem

mocowania ciężarków wyważających;

- Zatrzymanie koła po wyhamowaniu dokładnie w takim położeniu, aby

miejsce niewyważenia znalazło się u góry (np. w wyważarce Geodyna

88),

- Realizację specjalnego programu optymalizacji warunków toczenia się

koła (opatentowanego przez firmę Hofmann i stosowanego w

wyważarkach Geodyna 88 i 100); program ma na celu usunięcia

4

nierównomierności biegu kompletności, koła, które pozostaje po jego

wyważeniu (nawet całkowitym) i wynika z istniejącego bicia bocznego i

promieniowego opony i tarczy koła (por. rys. 6.15); pomiar odbywa się po

wprawieniu koła w ruch obrotowy z przystawionym obciążeniem;

uzyskany wynik pokazuje punkt na oponie, który musi zostać przesunięty

względem otworu pod zawór w tarczy, koła, aby było zapewnione

spokojne toczenie się koła po nawierzchni drogi.

Wykonanie pomiaru

- Po podniesieniu samochodu wymontować koło. Ciśnienie powietrza w

oponie powinno być zgodne z ciśnieniem określonym w instrukcji

fabrycznej.

- Usunąć z bieżnika opony brud i zakleszczone kamienie. Usunąć ciężarki

poprzednio umieszczone na tarczy koła. Jeżeli koło ma zamontowaną

nową oponę, sprawdzić czy stopka opony jest prawidłowo osadzona na

obręczy oraz czy oznaczenie „miejsca lekkiego” opony (kolorowa kropka

na boku opony) znajduje się przy zaworze dętki.

- Sprawdzić boczne i promieniowe bicie, koła, jeżeli nie zostało to

wykonane przed zdjęciem koła z samochodu. Jak również sprawdzić, czy

otwory centrujące tarczy koła nie są nadmiernie wyrobione.

Dopuszczalne bicie koła (wg BN-75/3621-01)

Średnie tarczy koła [cale]

Dopuszczalne bicie promieniowe i boczne [mm]

tarczy koła

opony

do 13 włącznie

1,5

3

Powyżej 13

2

4

Dla kół wyposażonych w opony radialne o symbolach prędkości S,H,V

zaleca się, aby sumaryczne bicie promieniowe (opona + tarcza koła) wynosiło

maksymalnie ok. 1mm.

Koła z biciem promieniowym przekraczającym 2 mm nie można

wyważyć w sposób zapewniający spokojne jego toczenie się po drodze.

Bicie promieniowe koła można ograniczyć przestawiając oponę w

stosunku do tarczy koła w ten sposób, aby najwyższe miejsce opony pokryło się

z najniższym miejscem tarczy.

Nadmierne

bicie

boczne

może

być

wynikiem

niewłaściwego

zamontowania opony lub skrzywienia tarczy koła.

5

Bicie promieniowe koła (a) można ograniczyć przestawiając

oponę w stosunku do tarczy koła w ten sposób, aby

najwyższe miejsce opony pokryło się z najniższym

miejscem tarczy (b).

Uwaga. Koło z nadmiernym biciem lub wyrobionymi otworami centrującymi

będzie wykazywało po wyważeniu, odkręceniu i powtórnym jego

zamocowaniu w innym już położeniu nawet kilkudziesięciogramowe

niewyważenie.

- Zamocowanie koła na wrzecionie wyważarki stosując odpowiednią tarczę

centrującą.

- Na tablicy wyważarki wybrać odpowiednie nastawy dla badanego koła:

szerokość i średnicę koła, odległość wewnętrznej krawędzi tarczy koła od

pierwszego łożyska wału wyważarki. Odległość ta wprowadzona jest do

układu pomiarowego przez dosunięcie ręką zderzaka nastawnika do

obrzeża tarczy koła i cofnięcia go do pozycji wyjściowej oraz wybranie

typu felgi oraz ciężarka wyważającego.

- Zamknąć osłonę zabezpieczającą

- Włączyć napęd wyważarki

- Po zatrzymaniu koła dobrać wielkość ciężarka i miejsce mocowania wg

wskazań cyfrowego wyświetlacza i zespołu diod.

- Po zamocowaniu ciężarków powtórzyć pomiar sprawdzając prawidłowość

wyważenia koła. Niewyważenie szczątkowe nie powinno przekraczać 10

g dla średnicy tarczy kół do 13” włącznie wg BN –75/3621-01. Jednak dla

kół przednich napędzanych, prowadzonych na zawieszeniu typu Mc

Pherson wartość ta powinna być jeszcze niższa i wynosi 5 g.

Uwaga. Po nałożeniu ciężarków i powtórnym włączeniu wyważarki może

zdarzyć się, że mierniki wskażą pewne niewyważenie w okolicach miejsca.,

w którym został już zamontowany ciężarek korekcyjny. Spowodowane jest

to niedoskonałością wskazań miernika położenia niewyważenia lub

wadliwym założeniu ciężarka. W celu usunięcia tego szczątkowego

niewyważenia wystarczy przesunąć uprzednio zamontowany ciężarek o 1-2

działki w kierunku wskazanym przez miernik.

6

Wyważanie koła na samochodzie

Bardziej słuszne jest wyważanie kół razem ze współpracującymi

elementami mechanizmu jezdnego, a więc bez zdejmowania go z

samochodu. Ten sposób wyważenia pozwala uwzględnić ewentualne

niewyważenie bębna hamulcowego (lub tarczy hamulcowej) i piasty, które

mogą powstać pomimo dużej dokładności wykonania tych elementów.

Zaleca się go stosować dla kół mocowanych na zawieszeniu typu Mc

Pherson.

Wszystkie obracające się elementy układu jezdnego

mogą mieć niewyważenia, które w większym

lub mniejszy stopniu się sumują.

Na ćwiczeniu wyważeniu poddane zostało koło o charakterystyce:

Obręcz – 6 J x 15 H2

Opona – 195/65 R15

Po dokonaniu wyważenia wartość niewyważenia wynosiła:

Po stronie frontowej – 25g

Po stronie tylnej – 5g

Ciężarki na obręczy zostały umieszczone wg poniższego rysunku

Front tył

7

- wentyl

- ciężarek

Wnioski:

Przeprowadzane wyważanie było proste szybkie bez konieczności dodatkowych

przeliczeń.

8