WikiDer > Баланс шин

Tire balance
25 г цинк вес шины

Баланс шин, также называемый разбалансировка шин или же дисбаланс шин, описывает распределение массы в автомобиле шина или весь колесо (в том числе обод), на котором он установлен.

Когда колесо вращается, асимметрия в его распределении массы может привести к тому, что оно будет прикладывать периодические силы и крутящие моменты к оси, что может вызвать нарушения движения, обычно в виде вертикальных и поперечных колебаний, и это также может вызвать руль колебаться. Частота и величина этого нарушения езды обычно возрастают со скоростью, и подвески автомобилей может возбудиться, когда частота вращения колеса равна резонансная частота подвески.

Баланс шин измеряется на заводах и в ремонтных мастерских двумя методами: статическими балансирами и динамическими балансирами. Шины с большим дисбалансом подлежат понижению или выбраковке. Когда шины устанавливаются на колеса в точке продажи, их снова измеряют на балансировочная машина, и корректирующие веса применяются для противодействия их объединенному дисбалансу. Шины могут быть повторно сбалансированы, если водитель почувствует чрезмерную вибрацию. Балансировка шин отличается от регулировка углов установки колес.

Статический баланс

Физика дисбаланса шин

Статическая балансировка требует, чтобы центр масс колеса располагался на оси вращения, обычно в центре оси, на которой оно установлено. Статическую балансировку можно измерить с помощью статического балансировочного станка, на котором шина помещена на вертикальный невращающийся шпиндель. Если центр масс шины не расположен на этой вертикальной оси, то сила тяжести вызовет отклонение оси. Количество отклонение указывает величину дисбаланса, а ориентация отклонения указывает угловое положение дисбаланса. На заводах по производству шин статические балансиры используют датчики установлен на шпиндельный узел. В магазинах розничной торговли шинами статические балансиры обычно представляют собой невращающиеся пузырьковые балансиры, где величина и угол дисбаланса указываются центральным пузырьком на масляном стеклянном визирном указателе. В то время как некоторые очень маленькие магазины, в которых нет специализированного оборудования, все еще занимаются этим процессом, они были в значительной степени заменены в более крупных магазинах на машины.

Динамический баланс

Динамический баланс требует, чтобы главная ось момента инерции шины была выровнена с осью, вокруг которой шина вращается, обычно с осью, на которой она установлена. На заводе по производству шин шина и колесо устанавливаются на испытательное колесо балансировочного станка, сборка вращается со скоростью 100 об / мин (от 10 до 15 миль в час с недавними высокочувствительными датчиками) или выше, 300 об / мин (от 55 до 60 миль в час с типичной низкой чувствительностью. датчики), а силы неуравновешенности измеряются датчиками. Эти силы разделяются на статические и парные значения для внутренней и внешней плоскостей колеса и сравниваются с допуском на дисбаланс (максимально допустимые производственные пределы). Если шина не проверена, она может вызвать вибрацию подвески транспортного средства, на котором она установлена. В магазинах по продаже шин шина / колесо в сборе проверяются на балансировочном станке, который определяет величину и угол дисбаланса. Затем на внешний и внутренний фланцы колеса устанавливаются противовесы.[1]

Хотя динамический баланс теоретически лучше статического, поскольку можно измерить и исправить как динамический, так и статический дисбаланс, его эффективность оспаривается из-за гибкости резины. Шина в машине свободного вращения может не испытывать таких же центробежных деформаций, тепловых деформаций, веса и изгиба, как на транспортном средстве. Таким образом, динамическая балансировка может создавать новые непреднамеренные дисбалансы.[2]

Для динамической балансировки традиционно требовалось снимать колесо с автомобиля, но датчики, установленные в современных автомобилях, например, антиблокировочная система тормозов, включить оценку дисбаланса во время движения.[3]

Физика динамического баланса

В первом приближении, которое не учитывает деформации из-за своей упругости, колесо представляет собой жесткий ротор который вынужден вращаться вокруг своей оси. Если главная ось колеса момент инерции не совмещен с осью из-за асимметричного распределения массы, то для того, чтобы заставить колесо вращаться вокруг оси, необходим внешний крутящий момент, перпендикулярный оси. Этот дополнительный крутящий момент должен создаваться осью, и ее ориентация постоянно вращается вместе с колесом. Реакция на этот крутящий момент Третий закон Ньютона прикладывается к оси, которая передает его подвеске и может вызвать вибрацию. Автомобильные техники могут снизить эту вибрацию до приемлемого уровня при балансировке колеса, добавив небольшие массы к внутреннему и внешнему ободам колеса, которые выравнивают главную ось с осью.

Вибрация автомобиля

Вибрация в автомобилях может возникать по многим причинам, таким как дисбаланс колес, несовершенная шина или форма колеса, пульсация тормозов, а также изношенные или ослабленные компоненты трансмиссии, подвески или рулевого управления. Посторонние предметы, такие как дорожная смола, камни, лед или снег, застрявшие в протекторе шины или иным образом приставшие к шине или колесу, также могут вызвать временный дисбаланс и последующую вибрацию.[4]

Экологические последствия

Каждый год автомобильные техники прикрепляют к колесам миллионы грузовиков, балансируя их. Традиционно эти гири делались из вести; по оценкам, до 500 000 фунтов свинца, упав с колес автомобилей, оказались в окружающей среде.[5] Согласно Агентство по охране окружающей среды СШАво всем мире их насчитывается более 20 000 тонны свинца ежегодно,[6] поэтому рекомендуется использовать менее токсичные материалы.[7] В Европе свинцовые гири запрещены с 2005 года; в США их также запретили некоторые штаты. Альтернативой являются гири, изготовленные из свинцовых сплавов, содержащих цинк или медь, или гири, не содержащие свинца.[8] Кроме того, продукты для внутренней балансировки шин являются реальной альтернативой балансировке шин. Это изделия, которые вставляются в шину, когда она прикреплена к ободу, что исключает использование утяжелителей с молотком или лент.[нужна цитата]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Барух, Хаим (2014). Прикладная динамика. Хобокен: CRC Press. п. 586. ISBN 978-1-4822-5079-4. OCLC 908079666.
  2. ^ Редакторы (май 1976 г.). «Руководство по уходу за автомобилем: 14. Шины». Популярная механика: 200.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  3. ^ Джианбо Лу, Димитар Филев и Лен Джонсон (2011). «Обнаружение дисбаланса шин в реальном времени с помощью датчиков скорости колес с АБС». AE Int. J. Mater. Мануф. 4 (1): 1036–1047. Дои:10.4271/2011-01-0981.
  4. ^ Kingston Heritage (19 февраля 2016 г.). "Что делать, если вашу машину трясет после снежной бури". Metroland Media Group Ltd. Получено 2018-10-05. Вы можете оказаться в снегу и льду в ваших колесах. Эта сплошная глыба льда вызывает дрожание рулевого колеса, потому что добавленная масса, вращающаяся вместе с колесом, нарушает баланс колеса.
  5. ^ Шнубель, Марк (2014). Сегодняшний техник: руководство по автомобильной подвеске и рулевому управлению и руководство по ремонту. Cengage Learning. п. 607. ISBN 9781305178410.
  6. ^ Национальная инициатива по весу бессвинцовых колес (NLFWWI). epa.gov. Проверено 26 июня 2012.
  7. ^ «Почтовая служба обязуется удалить 8000 фунтов свинца». Американский Ресайклер. Январь 2009. с. Би 2. Получено 3 мая 2016.
  8. ^ Жиль, Тим (2012). Автосервис: техосмотр, обслуживание, ремонт. Cengage Learning. п. 1167. ISBN 9781133420682.