Балансування коліс - види балансування
Розрізняють два види балансування - статичну та динамічну.
Дисбаланс, про який ми говоримо, тому й називається статичним, що визначають його, коли колесо перебуває в спокійному і ненавантаженому стані, простіше кажучи — надано саме собі. Ось дещо абстрактний, але простий приклад. Переднє колесо велосипеда, як відомо, дуже легко обертається на підшипниках. Будучи піднесене, воно починає хитатися подібно до маятника і зупиняється важким місцем вниз. Якщо тепер у верхній, легкій частині прикріпити до обода якийсь вантаж і підібрати потрібну його масу, можна домогтися, що у колеса настане стан байдужої рівноваги. Іншими словами, воно буде статично відбалансоване.
У автомобіля складніше. Тут колеса прокручуються досить тяжко, тому на місці нічого зробити не можна. Інша річ, якщо виготовити пристосування у вигляді спрощеної маточини, що сидить на дуже легких і «ніжних» шарикопід шипниках (його схема показана на рис. 1, а розміри рукодільний автомобіліст легко визначить за місцем). Зняте з машини колесо встановлюють на цю маточину і знаходять важке місце, після чого на протилежному боці обода закріплюють стандартні балансувальні грузики, домагаючись рівноваги. Грузики треба розміщувати тана зовнішній, і на внутрішній сторонах колеса так, щоб загальна маса противаги поділилася між ними приблизно порівну (про причини поговоримо нижче).
Описаний метод (його називають балансуванням з горизонтальною віссю обертання) покладено в основу цілого ряду промислових виробів, які можна зустріти в магазинах. Якихось особливих переваг у них немає, і грамотна саморобка нічим не гірша, проте її виготовлення потребує кваліфікованих токарних робіт.
Ось чому широкого поширення набула інша система - балансування з вертикальною віссю обертання, яка свого часу була запропонована автолюбителем В. Бєлугіним (ЗР, 1978 № 12). її дія полягає в наступному.
Припустимо, що ми кладемо колесо плашмя, причому так, що його єдиною опорою є точка (вістря якогось штиря), розташована на осі обертання. Звичайно, воно відразу ж стане хилитися у бік найважчого місця. Але якщо точка опори знаходиться вище центру ваги колеса, воно не перекинеться і не впаде, а зависне в похилому положенні. Величина цього нахилу визначатиметься двома факторами — дисбалансом колеса та відстанню від опори до центру тяжіння. У випадку, коли дисбалансу взагалі немає, колесо має розташуватися строго горизонтально (до цього, власне, треба прагнути).
Пристосування, що дозволяє балансувати колесо на основі описаного принципу, влаштовано гранично просто і складається з двох деталей - фланця і опорного гвинта із загостреною кінцевою частиною. Опорою, на яку ставлять пристрій разом з колесом, може послужити будь-який відповідний металевий предмет. Враховуючи, що при зменшенні відстані від опори до центру ваги колесо при тому самому дисбалансі нахиляється на більший кут, під час роботи можна збільшуватичутливість пристрою, ввертаючи опорний гвинт у фланець. Підібрані балансувальні грузики, як згадувалося раніше, треба розміщувати симетрично на зовнішній та внутрішній сторонах колеса.
Існує й інший варіант балансування з вертикальною віссю обертання (пропозиція В. Веретенникова - ЗР, 1984 № 12), що є, по суті, технологічним різновидом того, що описаний вище. Як випливає зі схеми (рис, 3), у цьому випадку регулювальний гвинт забезпечений маленьким вушком, за яке його (разом з фланцем і колесом, що перевіряється) підвішують за допомогою якогось гнучкого елемента — шнура, ланцюжка, міцної капронової нитки і т.п Зрозуміло, що вушко повинно розташовуватися вище за центр ваги колеса. Виявляють легке місце колеса і навішують балансувальні вантажі в тому самому порядку. У певних умовах цей варіант може виявитися кращим.
Коротко зупинимося на тому, від чого залежить точність статичного балансування.
Перш за все, колесо слід ретельно очищати від бруду, що налип. Ця вимога, за всієї його банальності, недаремно висунута на перше місце.
Геометричні розміри колеса повинні бути правильними. Під цим мається на увазі, що бічне та радіальне биття обода, а також радіальне биття протектора шини не повинні бути більше одного міліметра. Справа не тільки в тому, що деформації спричиняють дисбаланс. Зрештою, відбалансувати деформоване колесо можна, але підвищене биття саме собою дає в експлуатації приблизно той же негативний ефект, що й підвищений дисбаланс.
Зрештою, кілька слів про динамічний дисбаланс. Суть цього явища ось у чому. Уявімо колесо, у якого є певні скупчення маси (простіше кажучи, важкі місця), розташовані так, що пристатичної перевірки колесо перебуває у стані байдужої рівноваги. Екстремальний випадок такого роду показано на рис. 4. Коли таке колесо обертається, зазначені малюнку маси стають джерелом відцентрових сил. У цьому прикладі ці сили рівні за величиною, спрямовані в протилежні сторони, але все ж таки не врівноважуються, оскільки кожна діє на певному плечі щодо середньої площини обертання колеса.
Виходить, статично відбалансоване колесо також може бути причиною шкідливих вібрацій. Але становище аж ніяк не безвихідне. Краще, звичайно, коли колесо відбалансоване на стенді і вантажі на ньому розташовані так, що не відзначається жодних вібрацій під час руху машини. Але якщо в ході статичного балансування ми вішаємо грузики на обидві сторони колеса, динамічний дисбаланс практично буде настільки невеликий, що їх можна знехтувати. Якщо, звичайно, триматися в межах тих швидкісних режимів, які допускаються правилами руху та здоровим глуздом.
Насамкінець варто нагадати одну просту річ. Цвяхів у нас на дорогах вистачає, тому латати і монтувати шини доводиться не так вже й рідко. Роблять це часто поспіхом; положення покришки щодо обода не відзначають і ставлять її як доведеться. А зовні все виглядає пристойно — адже вантажі на обіді залишилися, хоча тепер вони, можливо, лише збільшують дисбаланс. Найчастіше саме тут криється розгадка багатьох казусних явищ. Тому візьміть за правило перед тим, як демонтувати шину, помітити її крейдою — найпростіше біля золотника камери.