Как только появился первый автомобиль, появились первые проблемы с балансировкой колес. С годами скорость движения на дорогах увеличивалась, покрытие на дорогах менялось, и соответственно менялось отношение к дисбалансу.

Что такое дисбаланс колеса?

Дисбалансом считается наличие неуравновешенных вращающихся масс: ступиц, тормозных барабанов, ободов и особенно шин затрудняет управление автомобилем. Данный дисбаланс снижает срок службы амортизаторов, подвески, рулевого управления, шин, безопасность движения и увеличивает расходы на техническое обслуживание.

Любое колесо – это объект вращения, имеющий симметричную форму, благодаря которой центр тяжести должен лежать на оси вращения, а все точки поверхности колеса в сечениях должны быть равноудалены от неё.

Какое колесо считается отбалансированным?

Колесо считается отбалансированным, когда ось его вращения является и главной центральной осью инерции. Однако, как диски, так и автомобильные шины, выпускаются с определенными допустимыми погрешностями. Из этого можно сделать вывод, что любое колесо практически всегда несимметрично, а, значит, имеет дисбаланс.

Какие виды дисбаланса существуют?

Существует два вида дисбаланса: статический и динамический.

Статический дисбаланс – это неравномерное распределение масс по оси вращения, при этом колесо бьет в вертикальной плоскости. При вращении колеса неуравновешенная масса создает свою центробежную силу F, которая при вращении колеса создаёт переменный по направлению вращающий момент на оси, что ведет к разбиванию подвески. Такой дисбаланс устраняется приложением силы Fу равной силе F по величине, но противоположной по направлению. Это достигается прикреплением дополнительного грузика в точке противоположной точке нахождения неуравновешенной массы. Это и называется статической балансировкой.

Динамический дисбаланс появляется из-за неравномерного распределение масс в плоскостях колеса. При динамическом дисбалансе на колесо действует пара противоположно направленных сил F, действующих на определенном плече относительно плоскости вращения колеса. Динамическая балансировка проводится на специальных балансировочных стендах. В основном при балансировке колеса мы сталкиваемся с комбинированным дисбалансом (“комбинация” статического и динамического дисбалансов).

Из-за чего возникает дисбаланс?

Иногда, дисбаланс колеса может возникать из-за его конструкционных особенностей – переменного шага рисунка протектора шины, наличием вентильного отверстия в диске, люком для регулировки тормозов в тормозном барабане, либо технологичности изготовления – неточности геометрической формы, отклонения размеров, неоднородности материалов и т.д.

Самое большое влияние на дисбаланс колеса оказывает автомобильная 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.

Можно выделить несколько основных факторов, влияющих на дисбаланс 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.

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

Дисбаланс колес в сборе с шинами целесообразно проверять через каждые 2-3 000 км, а через каждые 10 тысяч – колеса с шинами необходимо балансировать заново.

В этом разделе мы хотим дать несколько полезных советов на тему возникновения вибраций колёс на автомобиле и способах их решения. Сразу отметим, что 90% случаев вибраций на руле и на кузове автомобиля дают его колёса. Поэтому здесь мы будем разбирать случаи возникновения именно колёсных вибраций и расскажем о том, как решить эти проблемы. В первую очередь, у Вас должно быть понимание, что колесо по дороге катится, а не скачет, только при одновременном выполнении ряда условий, а именно: колесо (а это и шина и диск) должно быть ровное, точно отбалансированно и правильно отцентрованно на ступице. Далее опишем по порядку причины вибраций, способы их устранения, и расскажем чем сможем вам помочь.

Причина 1 Дисбаланс колеса.

Это самое банальное, что происходит при вибрации колёс. В результате дисбаланса колесо вращается неравномерно, а с рывками, отсюда и вибрации на руле и кузове. Наиболее типичная скорость проявления дисбаланса 80-120км/ч. Отметим ещё, все автомобили имеют различный конструктив и поэтому одному автомобилю достаточно 10-15г, чтобы пошла дрожь по рулю и кузову, а на другом и 60-100г не чувствуется. Проблема начинается после замены шин, неудачной балансировки, попадания в яму, деформации шины в результате неправильного её использования, длительной стоянки автомобиля без движения, после стоянки на спущенном колесе, после мойки авто, когда с колеса смывают грузики и не только.

• Решение – правильная балансировка колеса . Подробнее о правильной балансировке здесь.
• Чем можем помочь: снимем колёса, отмоем и правильно отбалансируем.

Причина 2 Налипшие на обод колеса грязь или снег

По большому счёту налипшие грязь и снег приводят к тому же эффекту, что и не точная балансировка, только величина вибраций бывает значительно выше. Грязь образовывается после езды по бездорожью, а снег налипает после проезда сугробов или парковки в них. Многие автовладельцы недоумевают, как кучка снега может давать вибрации колёс на автомобиле начиная с 60км/ч, а ответ прост. При балансировке среднего колеса используются грузики в диапазоне 20-60 грамм. А кусок льда размером с половину обода колеса и толщиной 2-3см весит в разы больше. Часто бывает, что слой грязи или снега равномерно расположился на ободе колеса и не даёт дисбаланса, а потом на мойке промывают только половину обода и получаются сильнейшие вибрации колёс.

• Решение – удаление с колеса всего лишнего. Можно обратиться на мойку и скорее всего вам помогут, грязь и снег смоют, вибрации пропадут, однако не на всех колёсах можно промыть обод без снятия колеса.
• Чем можем помочь: снимем колёса, тщательно отмоем в специальном аппарате для мойки колёс. Можем отбалансировать для лучшего результата.

Причина 3 Деформированный диск (кривой, битый, назвать можно как угодно)

Диск, имеющий биение в результате попадания в яму или ДТП в зависимости от величины повреждения будет давать вибрации на руле и кузове. Как правило, в результате удара появляются не только деформации колеса, но и меняется дисбаланс в худшую сторону. Ощущения как от езды на неотбалансированных колёсах.

• Решение 1 – если деформация диска небольшая (1-2мм в радиальном или осевом направлении), вполне возможно будет достаточно качественно отбалансировать колесо.
• Решение2 – ремонт диска (правильное). Правка литых или прокатка стальных на специальных стендах с доведением геометрии диска до нормы.
• Чем можем помочь: снимем колёса, тщательно отмоем, разберём, восстановим геометрию дисков, соберём назад и точно отбалансируем.

ВАЖНО! Не пытайтесь отремонтировать колёсный диск молотком или другими подручными средствами, в большинстве случаев вы лишаетесь возможности качественно и правильно отремонтировать свой диск в дальнейшем , потому что чаще всего бьют не туда куда надо и посадочные места для шины по -прежнему остаются деформированными, особенно это касается стальных дисков.

Причина 4 Нарушенная геометрия шины (кривые шины)

Шины могут быть «кривыми» в двух случаях. Первый – брак, шина изначально такой была. Второй случай – дефекты возникшие в результате неправильной эксплуатации (автомобиль стоял без движения, стоял на спущенном колесе, шина эксплуатировалась с неправильным давлением, перегрузом, не по сезону, попадания в ямы). Если на протекторе образовался провал в результате стоянки на спущенном колесе, то такая шина ещё имеет шанс раскататься и принять прежнюю форму. Симптом таких колёс похож на плохо отбалансированные.

• Решение – повторная балансировка колёс.

Если на протекторе образовалась шишка или так называемая радиальная грыжа, которая быстро растёт и лысеет, то с этим уже ничего не сделать. Чаще всего встречается на шинах NOKIAN, особенно зимних. Вибрации на руле похожи на раскачивание из стороны в сторону, а если проблемная шина стоит сзади, то автомобиль как-будто бы пританцовывает начиная со скорости 10-20км/ч.

• Решение – точная диагностика и замена таких шин.
• Чем можем помочь: снимем колёса и дадим 100% диагноз. Далее либо балансируем, либо меняем на исправные шины.

Причина 5 Колесо не отцентрованно на ступице.

Эффект при отсутствии центровки колеса на ступице такой же как от дисбаланса, только может быть ещё сильнее и вибрация колёс и руля проявляется на меньших скоростях. Чаще всего встречается на неоригинальных дисках, где диаметр ступичного отверстия больше диаметра выступающей части ступицы хотя бы на 1мм. Для диагностики нужно открутить на поднятом автомобиле колесо, прижать диск к ступице и движениями колеса вверх-вниз определить наличие люфта. Если диск садится плотно и не шевелится, то причина вибраций на руле и кузове иная, если есть люфт 1 мм и более, то, скорее всего, причина в этом.

• Решение – либо установка центровочных колец, либо замена дисков, либо установка на глаз с максимальной точностью и равномерная затяжка крепежа.
• Чем можем помочь: снимем колёса и определим размеры ступицы автомобиля и диска, сообщим владельцу, если необходимые кольца есть в наличии – установим. Балансировка колёс для профилактики – по желанию.

Причина 6 Грязь и коррозия на привалочной плоскости колёсного диска.

Привалочная плоскость – это то, чем колесо прилегает к ступице автомобиля и тормозному диску. Тут существует два варианта. Первый – когда диск чистый и правильно отбалансирован. При установке на грязную ступицу диск не садится на место, возникает осевое биение или, проще говоря, восьмёрка.

Второй вариант, более распространённый. Ступичная часть авто в нормальном состоянии, а на привалочной плоскости диска грязь и коррозия. Диск сам по себе может быть ровным, а из-за грязи и коррозии неправильно устанавливается на балансировочный стенд.
Разница в дисбалансе такого колеса в грязном и чистом виде может отличаться в разы.

• Решение – чистка ступицы и повторная балансировка
• Чем можем помочь: снимем колёса, очистим ступицы, правильно отбалансируем колёса.

Причина 7 Геометрия колеса изменяется при нагреве

Очень редкая и труднодиагностируемая проблема. При стандартной диагностике всё в норме, шины и диски ровные, отбалансированны и отцентрованы на ступице, однако вибрации колёс на автомобиле продолжаются. Дело в том, что в редчайших случаях геометрия шины нарушается только при разогреве (при езде на автомобиле), а при остывании возвращается в норму.

• Решение – замена шины
• Чем можем помочь: произведём стандартную диагностику колёс, далее произведём диагностику ходовой и только потом будем смотреть геометрию разогретых шин сразу же на автомобиле не снимая колёс (на подъёмнике).

Альтернатива – установка аналогичных колёс, на которых доподлинно известно отсутствие вибраций. Далее когда исключена ходовая часть, исключаются проблемные шины.

Остальные причины

Так как в абсолютном большинстве случаев виновными в вибрациях на руле и кузове оказываются колёса и эти проблемы мы хорошо знаем и решаем, то выше всё подробно описано. Однако есть и другие причины. Далее перечислим вкратце частые причины вибраций (основные по ходовой части), которые зачастую мы также имеем возможность определить и устранить.

• Биение приводных валов и ШРУСов
• Биение карданных валов (в том числе изношенные крестовины)
• Биение тормозных дисков
• Изношенные резиновые и шарнирные соединения ходовой
• Подклинивающие тормозные механизмы
• Неисправность трансмиссии (КПП)
• Грязь или коррозия между ступицей и колесом или ступицей и тормозным диском (как правило, вибрация возникает после слесарных работ)

Новые колесные диски точно освежат внешний вид машины, неправильно подобранные или установленные - заставят поволноваться, вызвав биение колес. Если вы уверены, что покрышки не деформированы, диски ровные и на шиномонтаже колеса были правильно собраны и , значит, проблема в неточной посадке дисков.

Подбирая диски, всегда обращайте внимание на диаметр их центрального отверстия: в идеале он должен совпадать с диаметром посадочного пояска на ступице. Если центральное отверстие меньше, установить диски просто не получится, если больше - для установки понадобятся центровочные кольца, или проставки.

Сила колец

Сегодня можно найти проставки разных размеров, под любые . Самые простые - пластиковые. Но их изготавливают также и из различных сплавов на основе алюминия (из силумина или дюраля). Несмотря на то, что нагрузка на центровочные кольца небольшая, они рано или поздно изнашиваются или деформируются, а значит их необходимо периодически менять.

Ездить без проставок, если диаметры отверстия в диске и посадочного пояска на ступице не совпадают, нельзя. Иначе неправильная установка колесного диска даст большую нагрузку на подвеску и может привести к серьезным поломкам, вплоть до разрушения отдельных деталей подвески.

Смотри в оба

Предлагаем один раз все увидеть. Сначала покажем, когда центровочное кольцо не нужно. Ставим диск на ступицу и смотрим, как он плотно садится: диаметр ступицы соответствует центральному отверстию диска, зазор между ними практически отсутствует.

А теперь смотрите, что произойдет, когда мы установим на ступицу диск, центральное отверстие которого больше ее диаметра. Между посадочным пояском и отверстием в диске есть зазор, и довольно большой. Именно это становится причиной неправильной установки диска и вызывает биение. Значит, здесь не обойтись без проставки.

• Как разбортировать колесо своими руками, показано

С вибрациями и ударами по рулю при движении сталкивался каждый водитель, во многих случаях виновато биение колеса, а точнее его неправильная балансировка. Колесо должно быть идеальной формы. Также может оказывать влияние размер и другие факторы. Но, чаще всего проблема решается простой балансировкой. Давайте рассмотрим, что такое балансировка, какой она бывает и как правильно ее сделать.

Биение колеса – что это. Виды биения колеса

• Осевое биение заключается в горизонтальном смещении колеса. Обычно такое поведение диска называют «восьмеркой». Обычно вызывается дисбалансом распределение массы на плоскости.
• Причиной радиального биения является статический дисбаланс. При этом, диск начинает напоминать по форме яйцо. Колебательные движения происходят вверх-вниз. Обычно сопровождается переменным вращающимся моментом.

• повреждение рулевого механизма и ходовой;
• повышенный износ протектора, что приводит к быстрому выходу из строя покрышки.

Как проявляется биение колеса

• Механические повреждения и деформации деталей подвески. На самом деле колесо состоит не только из диска и покрышки, тут есть ступица, тормозной суппорт и диск. Если они деформированы, это также может вызвать биение.
• Деформация колесного диска. В процессе эксплуатации может происходить изменение геометрии диска.
• Неравномерный износ покрышек. В первую очередь речь идет об износе протектора в пределах одного колеса. Но, на практике встречается еще и проблема с неравномерным износом покрышек на разных колесах одной оси. Если одно колесо имеет износ рисунка больше на 1,5 мм, это также вызовет биение.
• Неправильная замена колеса. На самом деле причина достаточно частая. Водители зачастую при установке запаски окончательную затяжку колеса производят после опускания домкрата. Это может вызывать смещение диска на миллиметры относительно оси, соответственно появляется биение.

Как проверить колесо на биение

Последствия биения колеса

Со времен появления первых автомобилей, их владельцы сталкивались с проблемой балансировки колес. Раньше, скорость движения и качество дорог были не высоки, поэтому проблемы балансировки мало кого волновали. Со временем все кардинально изменилось.

Под дисбалансом колеса понимается наличие неуравновешенных крутящихся масс - ступиц, тормозных барабанов и др. По причине дисбаланса значительно затрудняется управление машиной, понижается срок эксплуатации амортизаторов, подвески, руля и безопасность движения в целом. Все это, следовательно, повышает расходы на тех. обслуживание автомобиля.

Так как колесо является вращающимся объектом любого автомобиля, оно должно обладать симметричной формой. Каждая точка вращения колеса должна быть равноудалена от оси вращения. Центр тяжести колеса при этом, должен находиться на этой самой оси.

Под балансировкой колеса понимается процесс уменьшения до допустимого уровня дисбаланса колеса, ступицы и диска, крепления колеса и элементов подвески.

Причинами нарушения баланса являются: износ резины, деформации диска и прочие причины, нарушающие форму колеса.

Колесо можно назвать правильно сбалансированным, если ось его вращения совпадает с главной центральной осью инерции. При изготовлении колес и резины, допускаются определенные погрешности от номинальных значений. По этой причине, любое колесо не сбалансировано изначально.

Существуют два вида неуравновешенности колес - статическая и динамическая.

При статической неуравновешенности главная ось инерции (O1-O1) параллельна оси вращения (О-О), но с ней не совпадает.

Дисбаланс колес может быть:
- статический;
- динамический.

В случае статического дисбаланса , тяжесть неуравновешенной массы (mH) создает вращающий момент. То есть, свободно вращающееся колесо, будет двигаться до тех пор, пока неуравновешенная масса не займет крайнего нижнего положения. В этом случае движение колеса будет подобно маятнику.

Для того чтобы устранить статический дисбаланс необходимо в месте, противоположном месту нахождения неуравновешенной массы, укрепить уравновешивающий груз (my). Это называется статической балансировкой колеса.

Динамический дисбаланс выражается в неуравновешенности колеса по его ширине. Он заметен только при его вращении. При этом, ось вращения, проходящая по центру тяжести, не совпадает с главной центральной осью инерции. В результате чего, образуется некоторый угол α между осями.

Две массы (mH), лежащие в диаметральной плоскости должны быть приведены к неуравновешенным массам колеса. При вращении такого колеса возникают центробежные силы (Pц), действующие в противоположных направлениях, и, создающие две силы с моментом вращения M=P α. Полученное значение и является характеристикой величины динамического дисбаланса.

Для того, чтобы устранить динамический дисбаланс необходимо на закраинах обода, в месте действия указанных сил, с внутренней стороны и фасаде диска закрепить уравновешивающие грузы (my). Динамическую балансировку необходимо проводить на специальном станке.

Дисбаланс колеса может быть вызван особенностями его конструкции (наличие вентильного отверстия в диске, рисунок протектора шины и др.) или технологией изготовления (погрешности форм колеса, неоднородность материала и т.д.).

Радиальное и боковое биение, овальность и отклонения формы - главные оценки точности изготовления колеса. На баланс оказывают влияние только биения, овальность практически никакого влияния не оказывает.

Радиальное биение (RPO) - это разность расстояний от различных точек протектора покрышки до оси вращения колеса. Другими словами это отклонение округлости шины от идеального круга. Боковое (поперечное) биение - разность расстояния боковой поверхности, за один оборот колеса относительно поверхности, перпендикулярной оси вращения колеса.

Как уже известно, дисбаланс и биения возникают по причине качества производства неуравновешенных, вращающихся масс машины. Создать идеальное колесо практически невозможно. Поэтому, при изготовлении деталей колесного узла и шин устанавливаются определенные допуски и нормы. Шина - самая главная причина дисбаланса колеса, так как она наиболее отдалена от центра вращения, и имеет большую массу, сложную структуру и изготавливается из различных по составам материалов: резины, тканей и стальных проволок и т.п. Влияние на дисбаланс усиливается по мере отдаленности от центра колеса масс материалов шины.

Общий дисбаланс камерных шин складывается из дисбалансов покрышки и ездовой камеры. В самой камере, на баланс колеса влияют разность толщины стенок камеры, стыки и вентили. Поэтому для улучшения баланса вентиль устанавливается на противоположную сторону стыка. Камера устанавливается так, чтобы вентиль совпал с наиболее легким местом покрышки. Тем не менее, величина дисбаланса камеры значительно меньше дисбаланса покрышки.

Главными причинами, оказывающими влияние на величину дисбаланса и биения покрышек, являются:

Стык протектора. Неоднородность его толщины по длине колеса, переменный рисунок протектора, наличие шипов, для зимних шин;
- стыки слоев корда в каркасе и брекере;
- стык герметизирующего слоя для бескамерных шин;
- сильный нахлест проволоки в бортовом кольце;
- разница углов наклона нитей корда в каркасе и брекере;
- расхождение нитей корда в слоях покрышки;
- точность производства пресс-форм;
- различная толщина боковых стенок;
- маркировка на боковине покрышке, которая нанесена на одно место и т.п.

Большинство из названых факторов, влияющих на баланс, внешне себя никак не проявляют. Они относятся к внутренним причинам дисбаланса. Причины, которые можно заметить невооруженным взглядом.

Непременным условием повышения качества производимых колес, является ужесточение требований к технологии производства. Все эти меры, в итоге должны привести к снижению дисбаланса и биений.

Как было сказано выше, идеальное колесо сделать невозможно. Поэтому, существующий государственный стандарт 4754-97 устанавливает требования к показателям дисбаланса.

Правильная балансировка позволяет повысить комфорт езды. Но главное даже не удобство. Дисбаланс колеса создает ударную нагрузку на ступицу и подшипники. И нагрузка эта не слабая! Дисбаланс всего в 20 гр. на колесе размером 14 дюймов, при скорости движения 100 км/ч, создает нагрузку равную ударам трех килограммовой кувалды с частотой 800 ударов в минуту.