О дисбалансе и биениях колеса

     Проблема балансировки колес возникла со времени появления автомобилей. Однако пока скорость движения была мала, а покрытия дорог – несовершенны, даже значительные дисбаланс и биения колес мало волновали. Но с возрастанием скоростей и улучшением покрытий дорог ситуация в корне изменилась.

     Дисбаланс – наличие неуравновешенных вращающихся масс: ступиц, тормозных барабанов, ободьев и особенно шин затрудняет управление автомобилем, снижает срок службы амортизаторов, подвески, рулевого управления, шин, безопасность движения, увеличивает расходы на техническое обслуживание.

     Колесо любого транспортного средства является объектом вращения. Оно должно иметь симметричную форму, а это означает, что все точки поверхности колеса в сечениях должны быть равноудалены от оси его вращения, а центр тяжести – лежать на этой оси.

     Колесо считается уравновешенным (отбалансированным), когда ось его вращения является и главной центральной осью инерции. Но… как само колесо, его составные части, так и резиновую шину изготовляют с определенными допускаемыми отклонениями от номинальных значений параметров, поэтому оно практически всегда несимметрично, а, значит, и неуравновешенно.

     Различают два основных вида неуравновешенности – статическую и динамическую. Статическая это такая неуравновешенность колеса, когда главная центральная ось инерции (О1 - О1), на которой находится центр тяжести колеса (ЦТ), параллельна оси вращения (О – О), но не совпадает с ней.
 

Дисбаланс колеса: а) - статический, б) - динамический
Дисбаланс колеса: а) - статический, б) - динамический


     В этом случае сила тяжести неуравновешенной массы (mн) такого колеса создаст вращающий момент: свободно установленное на оси колесо начнет вращаться (колебаться подобно маятнику) и остановится только тогда, когда неуравновешенная масса (mн) займет крайнее нижнее положение. Значит, чтобы уравновесить данное колесо статически надо с диаметрально противоположной стороны колеса установить корректирующую массу -уравновешивающий груз (mу). Такое уравновешивание называется статической балансировкой.

     Динамический дисбаланс обусловлен неуравновешенностью по ширине колеса и может быть обнаружен только при вращении его. У такого колеса ось вращения хотя и проходит через центр тяжести, но с главной центральной осью инерции образует некоторый угол α. Неуравновешенные массы колеса в этом случае приводятся к двум массам (mн), лежащим в диаметральной плоскости. При вращении колеса в местах расположения центров тяжести неуравновешенных масс возникнут центробежные силы (Рц), которые, действуя в противоположных направлениях, создадут пару сил с моментом вращения М=Р α . Он-то и характеризует величину динамического дисбаланса.

     Теперь для уравновешивания колеса надо на закраинах обода в плоскости действия указанной пары сил с внутренней и с наружной стороны колеса укрепить соответствующие уравновешивающие грузики (mу), тем самым устранить динамический дисбаланс.

     Дисбаланс колеса является следствием либо его конструкции – наличием вентильного отверстия в диске, переменного шага рисунка протектора шины, люком для регулировки тормозов в тормозном барабане, либо технологичности изготовления – неточности геометрической формы, отклонения размеров, неоднородности материалов и т.д.

     Точность изготовления деталей колеса оценивается радиальным и боковым биениями, овальностью, местными отклонениями формы. На дисбаланс оказывают влияния биения, овальность – практически не влияет.

     Радиальное биение характеризуется разностью расстояний от любых точек беговой дорожки протектора шины до оси вращения колеса. Боковое биение – разностью расстояний боковой поверхности за один оборот колеса от плоскости, перпендикулярной к оси вращения колеса.

     Итак, проблема дисбаланса и биений связана с качеством изготовления неуравновешенных вращающихся масс автомобиля. Создать идеальное колесо без дисбаланса и биений практически невозможно. Поэтому на практике при производстве каждой детали колесного узла и шины вводятся определенные ограничения, допуски, исходя из условий их работы и возможностей изготовления. Самую большую «лепту» в дисбаланс колеса вносит шина. Она наиболее удалена от центра вращения, имеет большой вес, сложную многокомпонентную структуру, изготовлена из различных материалов: резины, тканей, стальной проволоки и т.п. Чем дальше от центра лишняя масса материала покрышки, тем большее влияние на дисбаланс она оказывает.

     Если шина камерная, то общий дисбаланс ее складывается из дисбалансов покрышки и ездовой камеры, который также зависит от их взаимного расположения. В камере разная толщина стенки, ее стык, особенно если он укреплен стыковочной ленточкой, вентиль оказывают влияние на дисбаланс. Поэтому чтобы его уменьшить, при изготовлении камеры вентиль устанавливают на сторону, противоположную стыку, камеру вставляют в покрышку таким образом, чтобы вентиль камеры совпал с легким местом покрышки. Однако дисбаланс камеры намного меньше дисбаланса покрышки. Основные факторы, влияющие на дисбаланс и биение покрышек:
     • стык протектора, неравномерность его толщины по длине окружности, переменный шаг рисунка протектора, в зимних ошипованных шинах – шипы (в новой покрышке и по мере их выпадения);
     • стыки в слое корда, стыки слоев корда в каркасе и брекере;
     • стык герметизирующего слоя в бескамерной шине;
     • неконцентричность бортовых колец, большой нахлест проволоки в бортовом кольце;
     • непостоянство углов наклона нитей корда в слоях каркаса и брекера;
     • расхождение нитей корда в слоях;
     • точность изготовления пресс-формы;
     • разная толщина боковых стенок и боковин;
     • сгруппированные в одном месте маркировка обозначений на боковине покрышки и пр.

     Большинство из перечисленных факторов, оказывающих влияние на дисбаланс, внешне себя не проявляют: они, так сказать, внутренние. Возможные проявления некоторых из них, которые можно обнаружить воочию, представлены на фото 1.
 

Фото 1. Переменный шаг рисунка протектора как «источник» дисбаланса покрышки
Переменный шаг рисунка протектора как «источник» дисбаланса покрышки  
Переменный шаг рисунка протектора как «источник» дисбаланса покрышки  


Фото 2. Стыки слоя каркаса, как «источники» дисбаланса покрышки
Фото 2. Стыки слоя каркаса, как «источники» дисбаланса покрышки а) – одиночный стык
Фото 2. Стыки слоя каркаса, как «источники» дисбаланса покрышки б) – два стыка
Фото 2. Стыки слоя каркаса, как «источники» дисбаланса покрышки в) – два стыка рядом


     Повышение требований к технологической точности всех процессов производства шин и деталей колеса – непременное условие улучшения их качества, а значит и снижение дисбаланса и биений.

     Но поскольку избежать дисбаланса и биений невозможно, ГОСТ 4754-97 регламентирует требования к этим показателям.

     При эксплуатации автомобиля дисбаланс колес в сборе с шинами целесообразно проверять через каждые 2-3 тыс. км, а через каждые 10 тысяч колеса с шинами необходимо балансировать заново.




Выписка из ГОСТ 4754- 97 ШИНЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ, ПРИЦЕПОВ К НИМ, ЛЕГКИХ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОБУСОВ ОСОБО МАЛОЙ ВМЕСТИМОСТИ (Технические условия)

5.1.7 При вкладывании камеры в покрышку легкое место покрышки должно быть совмещено с вентилем камеры и отмечено на покрышке меткой в виде круга диаметром 5-10 мм, нанесенного прочной несмываемой краской так, чтобы она не закрывалась ободом колеса.

5.1.8 Динамический дисбаланс шин в сборе с колесом должен устраняться корректирующей массой, указанной в таблице 4, с каждой стороны обода колеса.

Т а б л и ц а 4.

Обозначение шины Номинальный посадочный
диаметр обода, дюйм
Корректирующая масса, г.,
не более
Радиальная (всех обозначений)



215/80R16C
225/75R16C
12 50
13 60
14-16 70
16 140
16 160
Диагональная (всех обозначений)



175/80-16С
6,50-16С
13 80
14 100
15 140
16 120
16 150


5.1.9 Биение шин должно быть не более норм, указанных в таблице 5.

Т а б л и ц а 5

Обозначение шины Биение шин, мм, не более
радиальное боковое
Радиальная с посадочным диаметром, дюйм
12-14
15-16

1,0
1,5

1,5
2,0
Диагональная всех обозначений 2,0 3,0


Такая выписка из ГОСТ 4754-97 должна быть вывешена в каждой шиномонтажной мастерской.
 

Савосин В.С. (компания TOPOF.RU)
Заслуженный рационализатор РФ



отзывы (24)

  • Andrey Zaliznyak

    1 Сентября 2016 10:39

    Максим! Обратиться нужно в автосервис. Если после первой успешной балансировки биения не ушли, то явно проблема лежит глубже.
    Если стоят проставки, то биения могут быть от них. Это самый безобидный вариант. Удачи!

  • Максим

    1 Сентября 2016 08:06

    Всем привет. Проблема такая вибрация в руле и кузове у меня давно. Что только не перепробовал. Балансировку делал не помню уже сколько раз , что на зимней что на летней резине биение после 110-120 и выше. Чем выше тем сильнее. Ездил на кумхо солиус , щас переобул на новую нокиан и всё равно так же бьет. Подскажите пожалусто куда мне обратиться ?

  • Сергей

    7 Мая 2011 12:25

    У меня тоже стояли ВСМПО (пока не украли). Всё было отлично, не понимаю зачем нужны проставки, колесо центруется конусами крепежа. Если только для удобства установки, у кого болты.
    О дисбалансе. Читай коментарий от 28/01/2008. Столкнулся с этим дисбалансом ещё в бытность на Жигулях со штатными колёсами и именно на хорошей дороге(благо их у нас мало). Причём выяснил что трясёт не только меня. Нарыл в спец.литературе, в чём тут дело (есть такая литература, точнее была когда-то. Лечиться только заменой резины на более качественную.Так что капиталисты не зря часто меняют резину,и чтоб не трясло.Дороги слишком хорошие.

  • александр

    3 Мая 2011 20:56

    с дисками ВСМПО у меня такая же проблема...
    я знаю причину. и собираюсь бороться с изготовителем а точнее с продавцом бороться..причина в больших биениях посадочного места покрышки..( мне ответили всё в допуске---тоесть не более 1.5мм... но я то знаю что такое 1.5мм. на стальном японском не более 0.2мм.токари на этом ВСМПО дерьмо натуральное ни точить ни выставить правильно не могут.( за такие то деньги)

  • Анатолий

    16 Октября 2010 20:15

    У меня кованые диски ВСМПО и соответственно они приобретены с переходными кольцами под ступицу моей машины. После переобувки "резины" на эти диски и балансировки - на скорости свыше 120 чувствуется биение руля. Второй раз приехав с данной претензией на шиномонтаж - подвели к стенду и продемонстрировали, что всё идеально отбалансировано, но на машине не всё так идеально. С железной штамповкой такого не было. Может кольца, которые мне продали с дисками не соответствуют параметрам? Не знаю что делать, где "рыть". Посоветуйте пожалуйста пути решения данной проблемы, вроде и шиномонтаж выбрал один из лучших в городе и оборудование хорошее.

  • Силантий

    12 Октября 2010 01:57

    Вообще то 75 гр. на новое колесо, если ещё и на передок, как то многовато. Если это конечно не "Газель". А убрать биение помимо балансировки помогают пластиковые вставки. А вообще балансировке понашим дорогам вернее направлениям :) хватает на 2-2,5 ну 3 тысячи. Конечно это зависит и от качества резины (покрышки).

  • Андрей

    6 Августа 2010 15:17

    В статье перепутаны понятия "парного" и "динамического" дисбаланса. Парный дисбаланс - это влияние момента (пары сил). Динамический дисбаланс - это совокупность парного (описанного в статье как "динамический") и статического дисбаланса.

  • Анатолий

    28 Апреля 2010 16:31

    Обул своего "коня" массой 1,7 тн в 31х10,5х15 А вот какое давление наиболее благоприятное не знаю... Подскажите. Спасибо.

  • admin

    24 Марта 2010 17:28

    Влияние колпаков на столько мало, что его можно не учитывать.

  • Владимир

    24 Марта 2010 17:04

    Добрый день.
    Не могли бы рассказать о влиянии декоративных колесных колпаков на балансировку колеса.Если возможно, то поподробнее.
    Заранее благодарен.

  • admin topof.ru

    17 Марта 2010 20:31

    Здесь ситуация непредсказуемая. Может быть количество грузов надо будет уменьшить, а может увеличить.

  • Виталий

    17 Марта 2010 15:38

    размер колес 195/65 15 зарания блогодарю.

  • Виталий

    17 Марта 2010 15:34

    Подскажите пожалуста купил новые диски литые и резину зделали балансировку на некоторых колесах до 75г. на шиномантаже говорят что через 1.5-2 тис.км. нада зделать опять балансировку и половину грузиков поснемают правда ли.

  • Олег

    2 Ноября 2009 20:47

    Гост 4754-97 регламентирует массу корректирующих грузиков, призванных уравновесить существующий дисбаланс шины в сборе с колесом! И если ГОСТ не оговаривает тип колес и, соответственно, тип грузиков (набивные или клеящиеся), значит шина должна балансироваться в пределах ГОСТа (не более 70 г) на любом диске и с любыми грузиками!!! Как говорится: "что не запрещено, то разрешено"! Если шиномонтаж не балансирует - возврат бракованных шин продавцу! А если при продаже продавец не разъяснил правила эксплуатации автомобильных шин в сопроводительной документации к товару, значит сделку купли-продажи можно признать недействительной по закону о ЗПП...

  • Андрей

    26 Октября 2009 15:36

    Добрый день!
    Столкнулся со следующей проблемой: купил новые шины Pirelli 235/70/16 смонтировал на новые диски - появилось биение на скорости 90-110(больше не езжу).Биение периодическое, разной силы ( чаще при в небольшом повороте). В шиномонтаже был не раз - бесполезно. Позже узнал что это свойства Pirelli -владельцы этих шин атакуют шиномонтажи - но бестолку - нормально отбалансировать их нельзя (нек.даже рекламации пишут).
    К Вам вопрос:
    Знаете ли Вы что-нибудь об этой проблеме?
    Влияет ли такой дисбаланс на износ рулевого и подвески? Очень хочется знать что делать.
    Заранее благодарен.

  • Алексей

    12 Октября 2009 13:53

    Прошу подсказать предельные величины динамического дисбаланса колесного диска (без шины) для 17 - го радиуса

  • Руслан

    20 Июня 2009 14:29

    Уважаемый Сергей. По видимому у вас на машине стоят легкосплавные диски у которых диаметр центрального отверстия больше диаметра вашей ступицы. Из-за чего колесо не равномерно центруется при зажатии. Обратитесь в спец магазин по продаже дисков и там вам подберут соответствующие адапторы.

  • Сергей

    28 Января 2008 18:19

    Есть дисбаланс который возникает только на очень хорошем покрытии. Трясти начинает на 110-120 км/час, как только съезжаешь на обычный асфальт всё пропадает, можно идти хоть 150, дисбаланса не будет.
    И хоть расстояния в квадрате, хоть квадраты расстояний - один чёрт.

  • Савосин Валерий Семенович

    11 Июля 2007 22:26

    Александру. Вопрос о дисбалансе колес - извечный, да, динамический дисбаланс зависит от множества факторов, в том числе и от тех, о которых вы говорите, но... от меня-то что зависит? Я только констатирую существующее положение.
    Если я с Вами соглашусь, Вам станет легче?
    А что об этом знают и имеют ли вообще понятие те простые работники шиномонтажек, что в поте лица балансируют колеса и то не они сами, а в основном, импортные станки.
    Поэтому вопрос этот надо адресовать Техническому комитету по стандартизации шин № ТК-97. Но сейчас никто не станет заниматься изменениями ГОСТов, так как их статус ныне и далее носит рекомендательный характер. Нам остается только уповать на то, что будет утвержден Правительством РФ специальный технический регламент "О безопасности пневматических шин для транспортных средств", в котором может быть будут отражены новые нормы по динамическому дисбалансу шин исходя из того, на какой колесный диск будет смонтирована покрышка. Со своей стороны постараюсь сделать так, чтобы этот вопрос не остался без внимания разработчиков техрегламента. Спасибо.

  • Александр

    10 Июля 2007 21:05

    Владимир, - я то понимаю что ГОСТ есть стандарт и ссылаться больше не на что. Однако, думается мне что был он принят для наших отечественных производителей исходя из соотоветствующих норм и допусков по массам существующим на тот момент. Мне кажется что речь о общем дисбалансе колеса - которое зависит в т.ч. от положения точки приложения масс корректирующих грузиков, которые в традиционных стальных дисках существенно отличаются от возможного положения оного в литых. Сам знаю что на моих литых грузики устанавливаются ближе к оси (центру) вращения нежели в тпрадиционных стальным. Отсюда и масса грузов лезет больше. Не хочу быть "devil's advocat", но физика есть физика, а если мне не изменяет память (25 лет прошло) но сдесь пахнет квадратом расстояния....

  • СавосинВ.С.

    9 Июля 2007 19:58

    Александру
    Ссылаться на ГОСТы даже очень корректно, так как больше и сослаться не на что. Стандарт, какой бы он не был - это нормативный документ. ГОСТ 4754-97 стандарт межгосударственный, является он ТЕХНИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ, которых придерживаются все производители шин стран СНГ. Т.е. в вопросе о динамическом дисбалансе условились, что если корректирующая масса, которая должна устранять дисбаланс более установленной ГОСТом нормы, то покрышку надо браковать. Конечно, дисбаланс зависит от многих факторов, в том числе и от дисбаланса диска, но как показано в статье все прочие дисбалансы несоизмеримы с дисбалансом покрышки. Если представители Гудьира считают, что для их шин 185 г. нормально, пусть заявят об этом официально-документально. Тогда будем руководствоваться их нормами. Однако еще ни одна шинная инофирма таких данных не представляла.
    Поэтому мы исходим из того, что импортный товар, находящийся на таможенной территории Российской Федерации, должен соответствовать требованиям российских законов и нормативно-правовых документов, если инофирма-производитель официально не заявит, что ее продукция должна отвечать каким-то другим нормативным документам.

  • Александр

    3 Июля 2007 13:27

    Насколько корректно ссылаться на ГОСТы корректировчных масс, если величина дисбаланса зависит не только от массы груза, но и его расположения - т.е диаметра окружности вращения? Не удивлюсь если для устранения диисбаланса на штампованном колесе необходимо значительно меньше груза, чем на литом, у которого радиус окружности установки грузов МЕНЬШЕ!.
    Боюсь, что возможно представители Гудйера могут быть правы, в случае если диск- литой..., однако.

  • ВЛАДИМИР

    12 Декабря 2006 23:50

    Спасибо за информацию.

  • андрей федотов киев

    18 Августа 2006 00:11

    спасибо за таблицу гостов, а то наши представители good year утверждают, что балансировка колеса модели HP 215/65 R16 на 185 грамм это нормально!

все отзывы

оставить отзыв

Поделитесь своим мнением! Если хотите, зарегистрируйтесь или авторизируйтесь на сайте. Вы можете также войти через социальные сети Вконтакте или Facebook.

Шинный калькулятор