Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вес цинковой шины 25 г

Баланс шины , также называемый дисбалансом шины или дисбалансом шины , описывает распределение массы внутри автомобильной шины или всего колеса (включая обод ), на котором оно установлено.

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 вызывать колебания рулевого колеса . Частота и величина этого возмущения при движении обычно увеличивается со скоростью, и подвеска транспортного средства может возбуждаться, когда частота вращения колеса равна резонансной частоте 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, они снова измеряются на балансировочном станке , и применяются корректирующие веса, чтобы нейтрализовать их совокупный дисбаланс. Шины могут быть повторно сбалансированы, если водитель почувствует чрезмерную вибрацию. Балансировка шин отличается от регулировки углов установки колес .

Статический баланс [ править ]

Физика дисбаланса шин

Статическая балансировка требует, чтобы центр масс колеса располагался на оси вращения, обычно в центре оси, на которой оно установлено. Статический баланс можно измерить с помощью статического балансировочного станка, в котором шина помещена на вертикальный невращающийся шпиндель. Если центр масс шины не расположен на этой вертикальной оси, то сила тяжести вызовет отклонение оси. Величина отклонения указывает на 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 [ править ]

Динамический баланс требует, чтобы главная ось момента инерции шины была совмещена 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, узел 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 при типичной низкой чувствительности 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 розничных магазинах шин,Шина / колесо в сборе проверяется 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, для антиблокировочной системы тормозов , позволяют оценить дисбаланс во время движения. [3]

Физика динамического баланса [ править ]

В первом приближении, не учитывающем деформации из-за своей упругости, колесо представляет собой жесткий ротор, который вынужден вращаться вокруг своей оси. Если главная ось момента инерции колеса не совпадает с осью из-за асимметричного распределения массы, то внешний крутящий момент, перпендикулярный оси, необходим, чтобы заставить колесо вращаться вокруг оси. Этот дополнительный крутящий момент должен быть обеспечен осью, и ее ориентация постоянно вращается вместе с колесом. Реакция на этот крутящий момент по третьему закону Ньютонаприкладывается 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 [ править ]

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]

Последствия для окружающей среды [ править ]

Каждый год автомобильные техники прикрепляют к колесам миллионы грузовиков, балансируя их. Традиционно эти утяжелители делали из свинца ; по оценкам, до 500 000 фунтов свинца, упав с колес автомобилей, оказались в окружающей среде. [5] По данным Агентства по охране окружающей среды США , во всем мире они составляют более 20 000 тонн свинца ежегодно [6], поэтому использование менее токсичных материалов приветствуется. [7] В Европе свинцовые гири запрещены с 2005 года; в США их также запретили некоторые штаты. Альтернативой являются гири 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. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  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 ( ссылка )
  3. ^ Джианбо Лу, Димитар Филев и Лен Джонсон (2011). «Обнаружение дисбаланса шин в реальном времени с помощью датчиков скорости вращения колес с АБС». AE Int. J. Mater. Manuf . 4 (1): 1036–1047. DOI : 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 . Проверено 5 октября 2018 . 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. ^ Schnubel, 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. B2 . Дата обращения 3 мая 2016 .
  8. ^ Жиль, Тим (2012). Автосервис: техосмотр, обслуживание, ремонт . Cengage Learning. п. 1167. ISBN 9781133420682.