LABOLATORIUM Z POJAZDÓW MECHANICZNYCH

TEMAT:

WYWAśANIE KÓŁ

WYKONAŁ:

XXXXXXXXXX

GDAŃSK 2002

Pierwszych informacji o niewywaŜeniu koła dostarcza obserwowanie

zachowania pojazdu podczas jazdy na drodze oraz wygląd bieŜnika 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 zuŜycia bieŜnika równomiernie rozmieszczonych na

obwodzie. Wystąpienie tycz objawów, a szczególnie wibracji koła kierownicy

świadczy juŜ o znacznym stopniu niewywaŜenia, które moŜe w rezultacie

doprowadzić

do

zagroŜenia

bezpieczeństwa

ruchu

drogowego.

Niebezpieczeństwo wynika z odciąŜania koła pod wpływem niewywaŜonej

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

doprowadzić do utraty przyczepności i wypadku. NiewywaŜenie jest zjawiskiem

szkodliwym dla samochodu, bowiem zwiększa dynamiczne obciąŜenie łoŜysk

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

wywaŜania koła najczęściej powstają w wyniku niedokładnego wykonania

opony i tarczy koła, nierównomiernego zuŜywania się bieŜnika czy z

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

objawów niewywaŜenia kół, naleŜy sprawdzać ich wywaŜenie w ramach

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

przekładaniu starych opon lub zamontowania nowych względnie po zgubieniu

cięŜarka z tarczy koła.

Wirująca, nie zróŜnicowana masa koła moŜe wywołać drgania w kierunku

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

kierunku poziomym, wokół sworznia zwrotnicy (b).

Toczące się, niewywaŜone 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

NiewywaŜenie Przedstawione na rysunku (a), wywołujące pionowe

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

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

Ŝe najcięŜszy jego punkt zajmie połoŜenie najniŜsze. CięŜarki wywaŜające

naleŜałoby umieścić naprzeciwko najcięŜszego punktu, tak dobierając ich masę,

aby koło pozostawało w bezruchu w kaŜdym nadanym mu połoŜeniu.

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

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

powodujący głównie poziome drgania koła, moŜna usunąć wprowadzając koło

w ruch obrotowy i równowaŜąc cięŜarkami powstające wówczas siły i

momenty.

Schematyczne przedstawienie

działania niewywaŜenia i sposobu

Jego usunięcia:

a- koło statycznie niewywaŜone

( środek masy koła nie

pokrywa się z osią jego obrotu)

b- koło statycznie wywaŜone, ale

umieszczenie cięŜarka po

jednej stronie tarczy spowodo-

wało nie wywaŜenie dynami-

czne (główna oś bezwładności

koła nie pokrywa się z osią

jego obrotu)

c- koło wywaŜone statycznie i

dynamicznie

1- oś bezwładności koła;

2- nadmiar masy powodujący

niewywaŜenie;

3- cięŜarek wywaŜający;

Oba rodzaje niewywaŜania będą szczególnie silnie odczuwane, jeŜeli

wystąpią w przednich kołach zawieszonych niezaleŜnie. Natomiast najmniejsze

oddziaływanie niewywaŜenia (tylko statyczne) wystąpi w tylnym zawieszeniu o

osi sztywnej. Do ustalenia wielkości i połoŜenia masy nierównowaŜnej, a

następnie jej usunięcia słuŜą wywaŜarki, wykonane jako urządzenie stacjonarne

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

pozostaje na pojeździe).

3

WywaŜanie koła wymontowanego z samochodu

Ten sposób wywaŜania koła, z uŜyciem wywaŜarki stacjonarnej, cechuje

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

uzyskania pełnego efektu wywaŜania. Ta druga cecha wynika z

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

hamulcowego jak równieŜ przyjęcia osi wywaŜarki za bazę pomiarową. Po

15zamontowaniu wywaŜonego koła do samochodu moŜe, więc się okazać, Ŝe

nadal istnieje niewywaŜenie, które moŜe powodować bęben hamulcowy lub

niecentrycznie z osią obrotu zamocowana tarcza koła.

Wśród wywaŜarek stacjonarnych najbardziej rozpowszechnione są

wywaŜarki z elektronicznym systemem, wyrównowaŜania. Siły odśrodkowe

wywołane masą niewyrównowaŜoną powodują zmienne drgania podpory

spręŜystej. Za pomocą odpowiedniego czujnika są one przetwarzane na impuls

elektryczny o częstotliwości proporcjonalnej do obrotów koła i amplitudzie

proporcjonalnej do niewywaŜenia. W najnowszych konstrukcjach wywaŜarek

stosuje się rozwiązanie z niewahliwie łoŜyskowaną podporą.

Rozwiązania konstrukcyjne nowoczesnych wywaŜarek stacjonarnych

umoŜliwiają m.in.:

- Uzyskanie wysokiej czułości układu pomiarowego; dokładność wskazań

niewywaŜenia jest regulowana dwu- lub trzystopniowo (dla wywaŜenia

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

dokładność wskazań miejsca niewywaŜenia dochodzi do 1,5◦;

- ObniŜenie prędkości obrotowej wału wywaŜarki, dzięki czemu uległy

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

wyhamowywania; zwiększa to równieŜ trwałość urządzenia;

- Pokazywanie na tablicy wskaźników lokalizacji niewywaŜenia w sposób

graficzny – za pomocą wielu diod świetlnych, rozmieszczonych kołowo

na rysunku obręczy

- Pomiar niewywaŜenia dla obu płaszczyzn w jednym przebiegu

pomiarowym; parametry niewywaŜenia są wyświetlane jednocześnie ( w

przypadku dwóch wskaźników cyfrowych) lub zapamiętywanie i

wyświetlanie kolejno dla obu płaszczyzn ( w przypadku jednego

wskaźnika);

- WywaŜenie kół z tarczami ze stopu aluminiowego i róŜnym systemem

mocowania cięŜarków wywaŜających;

- Zatrzymanie koła po wyhamowaniu dokładnie w takim połoŜeniu, aby

miejsce niewywaŜenia znalazło się u góry (np. w wywaŜarce Geodyna

88),

- Realizację specjalnego programu optymalizacji warunków toczenia się

koła (opatentowanego przez firmę Hofmann i stosowanego w

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

4

nierównomierności biegu kompletności, koła, które pozostaje po jego

wywaŜeniu (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 obciąŜeniem;

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 bieŜnika opony brud i zakleszczone kamienie. Usunąć cięŜarki

poprzednio umieszczone na tarczy koła. JeŜeli 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, jeŜeli nie zostało to

wykonane przed zdjęciem koła z samochodu. Jak równieŜ 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

PowyŜej 13

2

4

Dla kół wyposaŜonych 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 moŜna

wywaŜyć w sposób zapewniający spokojne jego toczenie się po drodze.

Bicie promieniowe koła moŜna ograniczyć przestawiając oponę w

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

z najniŜszym miejscem tarczy.

Nadmierne

bicie

boczne

moŜe

być

wynikiem

niewłaściwego

zamontowania opony lub skrzywienia tarczy koła.

5

Bicie promieniowe koła (a) moŜna ograniczyć przestawiając

oponę w stosunku do tarczy koła w ten sposób, aby

najwyŜsze miejsce opony pokryło się z najniŜszym

miejscem tarczy (b).

Uwaga. Koło z nadmiernym biciem lub wyrobionymi otworami centrującymi

będzie wykazywało po wywaŜeniu, odkręceniu i powtórnym jego

zamocowaniu w innym juŜ połoŜeniu nawet kilkudziesięciogramowe

niewywaŜenie.

- Zamocowanie koła na wrzecionie wywaŜarki stosując odpowiednią tarczę

centrującą.

- Na tablicy wywaŜarki wybrać odpowiednie nastawy dla badanego koła:

szerokość i średnicę koła, odległość wewnętrznej krawędzi tarczy koła od

pierwszego łoŜyska wału wywaŜarki. Odległość ta wprowadzona jest do

układu pomiarowego przez dosunięcie ręką zderzaka nastawnika do

obrzeŜa tarczy koła i cofnięcia go do pozycji wyjściowej oraz wybranie

typu felgi oraz cięŜarka wywaŜającego.

- Zamknąć osłonę zabezpieczającą

- Włączyć napęd wywaŜarki

- Po zatrzymaniu koła dobrać wielkość cięŜarka i miejsce mocowania wg

wskazań cyfrowego wyświetlacza i zespołu diod.

- Po zamocowaniu cięŜarków powtórzyć pomiar sprawdzając prawidłowość

wywaŜenia koła. NiewywaŜenie 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 niŜsza i wynosi 5 g.

Uwaga. Po nałoŜeniu cięŜarków i powtórnym włączeniu wywaŜarki moŜe

zdarzyć się, Ŝe mierniki wskaŜą pewne niewywaŜenie w okolicach miejsca.,

w którym został juŜ zamontowany cięŜarek korekcyjny. Spowodowane jest

to niedoskonałością wskazań miernika połoŜenia niewywaŜenia lub

wadliwym załoŜeniu cięŜarka. W celu usunięcia tego szczątkowego

niewywaŜenia wystarczy przesunąć uprzednio zamontowany cięŜarek o 1-2

działki w kierunku wskazanym przez miernik.

6

WywaŜanie koła na samochodzie

Bardziej słuszne jest wywaŜanie kół razem ze współpracującymi

elementami mechanizmu jezdnego, a więc bez zdejmowania go z

samochodu. Ten sposób wywaŜenia pozwala uwzględnić ewentualne

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

mogą powstać pomimo duŜej dokładności wykonania tych elementów.

Zaleca się go stosować dla kół mocowanych na zawieszeniu typu Mc

Pherson.

Wszystkie obracające się elementy układu jezdnego

mogą mieć niewywaŜenia, które w większym

lub mniejszy stopniu się sumują.

Na ćwiczeniu wywaŜeniu poddane zostało koło o charakterystyce:

Obręcz – 6 J x 15 H2

Opona – 195/65 R15

Po dokonaniu wywaŜenia wartość niewywaŜenia wynosiła:

Po stronie frontowej – 25g

Po stronie tylnej – 5g

CięŜarki na obręczy zostały umieszczone wg poniŜszego rysunku

Front tył

7

- wentyl

- cięŜarek

Wnioski:

Przeprowadzane wywaŜanie było proste szybkie bez konieczności dodatkowych

przeliczeń.

8