stringtranslate.com

Баланс шин

Вес цинковой шины 25 г.

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

Когда колесо вращается, асимметрия в распределении его массы может привести к тому, что оно приложит периодические силы и крутящие моменты к оси, что может вызвать нарушения езды, обычно в виде вертикальных и поперечных вибраций, а также может вызвать колебания рулевого колеса . Частота и величина этого нарушения плавности хода обычно увеличиваются с увеличением скорости, и подвеска транспортного средства может прийти в возбуждение, когда частота вращения колеса равна резонансной частоте подвески.

Баланс шин измеряют на заводах и в ремонтных мастерских двумя методами: на статических балансировочных станках и на динамических балансировочных станках. Шины с большим дисбалансом снижаются или бракуются. Когда шины устанавливаются на колеса в точке продажи, их снова измеряют на балансировочном станке и применяют корректирующие грузы для противодействия их совокупному дисбалансу. Шины можно отбалансировать, если водитель чувствует чрезмерную вибрацию. Балансировка шин отличается от балансировки колес .

Статический баланс

Физика дисбаланса шин

Статическая балансировка требует, чтобы центр масс колеса находился на его оси вращения, обычно в центре оси, на которой оно установлено. Статический баланс можно измерить с помощью станка для статической балансировки, на котором шину помещают на вертикальный невращающийся шпиндель. Если центр массы шины не расположен на этой вертикальной оси, то сила тяжести приведет к отклонению оси. Величина отклонения указывает на величину дисбаланса, а ориентация отклонения указывает на угловое расположение дисбаланса. На заводах по производству шин в статических балансировочных станках используются датчики , установленные на шпинделе. В магазинах по продаже шин статические балансировочные устройства обычно представляют собой невращающиеся пузырьковые балансировочные устройства, где величина и угол дисбаланса указываются центральным пузырем маслонаполненного стеклянного смотрового указателя. Хотя некоторые очень маленькие магазины, в которых нет специализированного оборудования, все еще выполняют этот процесс, они в основном заменены более крупными магазинами с машинами.

Динамический баланс

Динамический баланс требует, чтобы главная ось момента инерции шины была совмещена с осью, вокруг которой вращается шина, обычно с осью, на которой она установлена. На шинном заводе шина и колесо монтируются на испытательном колесе балансировочной машины, узел вращается со скоростью 100 об/мин (от 10 до 15 миль в час с современными датчиками высокой чувствительности) или выше, 300 об/мин (от 55 до 60 миль в час с типичной низкой чувствительностью). датчики), а силы дисбаланса измеряются датчиками. Эти силы преобразуются в статические и парные значения для внутренней и внешней плоскостей колеса и сравниваются с допуском на дисбаланс (максимально допустимыми производственными пределами). Если шина не проверена, она может вызвать вибрацию подвески автомобиля, на котором она установлена. В шиномонтажных магазинах шина/колеса в сборе проверяются на балансировочном стенде, который определяет величину и угол дисбаланса. Затем балансировочные грузы устанавливаются на внешний и внутренний фланцы колеса. [1]

Хотя динамический баланс теоретически лучше статического баланса, поскольку как динамический, так и статический дисбаланс можно измерить и исправить, его эффективность оспаривается из-за гибкой природы резины. Шина в машине со свободным вращением может не испытывать такой же центробежной деформации, тепловой деформации, а также веса и развала, как на транспортном средстве. Таким образом, динамическое балансирование может создать новые непреднамеренные дисбалансы. [2]

Динамическая балансировка традиционно требовала снятия колеса с автомобиля, но датчики, установленные в современных автомобилях, например, антиблокировочная система тормозов , могут позволить оценить дисбаланс во время движения. [3]

Физика

В первом приближении, в котором не учитываются деформации, возникающие из-за его упругости, колесо представляет собой жесткий ротор , вынужденный вращаться вокруг своей оси. Если главная ось момента инерции колеса не совмещена с осью из-за асимметричного распределения массы, то необходим внешний крутящий момент, перпендикулярный оси, чтобы заставить колесо вращаться вокруг оси. Этот дополнительный крутящий момент должен обеспечиваться осью, и ее ориентация постоянно вращается вместе с колесом. Реакция на этот крутящий момент согласно третьему закону Ньютона распространяется на ось, которая передает его на подвеску и может вызвать ее вибрацию. Автомеханики могут снизить эту вибрацию до приемлемого уровня при балансировке колеса, добавляя небольшие грузы к внутреннему и внешнему ободу колеса, которые выравнивают главную ось с осью.

Вибрация автомобиля

Вибрация в автомобиле может возникать по многим причинам, например, из-за разбалансировки колес, несовершенной формы шин или колес, пульсации тормозов, а также изношенных или ослабленных компонентов трансмиссии, подвески или рулевого управления. Инородные материалы, такие как дорожная смола, камни, лед или снег, которые застряли в протекторе шины или иным образом прилипли к шине или колесу, также могут вызвать временный дисбаланс и последующую вибрацию. [4] [5]

Экологические последствия

Ежегодно автомеханики прикрепляют к колесам миллионы грузов, балансируя их. Традиционно эти гири делались из свинца ; По оценкам, до 500 000 фунтов (230 т) свинца, упавшего с колес автомобиля, попало в окружающую среду. [6] По данным Агентства по охране окружающей среды США , во всем мире ежегодно образуется более 20 000 тонн свинца, [7] и поэтому поощряется использование менее токсичных материалов. [8] В Европе свинцовые гири запрещены с 2005 года; в США некоторые штаты также запретили их. Альтернативой являются гири, изготовленные из свинцовых сплавов, включающих цинк или медь, или гири, вообще не содержащие свинца. [9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Барух, Хаим (2014). Прикладная динамика . Хобокен: CRC Press. п. 586. ИСБН 978-1-4822-5079-4. ОКЛК  908079666.
  2. ^ «Руководство по уходу за автомобилем: 14. Шины» . Популярная механика : 200. Май 1976.
  3. ^ Цзянбо Лу, Димитар Филев и Лен Джонсон (2011). «Обнаружение дисбаланса шин в режиме реального времени с использованием датчиков скорости колес ABS». SAE Int. Дж. Матер. Производитель . 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. Архивировано из оригинала 14 декабря 2019 г. Проверено 05 октября 2018 г. В итоге колеса могут оказаться покрыты льдом и снегом. Этот твердый кусок льда вызывает тряску рулевого колеса, поскольку добавленная масса, вращающаяся вместе с колесом, нарушает балансировку колеса.
  5. ^ «Сколько времени занимает выравнивание» . 18 апреля 2021 г.Суббота, 17 июля 2021 г.
  6. ^ Шнубель, Марк (2014). Сегодняшний техник: Учебное пособие по автомобильной подвеске и рулевому управлению и руководство по эксплуатации. Cengage Обучение. п. 607. ИСБН 9781305178410.
  7. ^ Национальная инициатива по весу колес без содержания свинца (NLFWWI). epa.gov. Проверено 26 июня 2012 г. (неактивная ссылка 21 января 2023 г.)
  8. ^ «Почтовая служба обязуется удалить 8000 фунтов свинца» . Американский переработчик . Январь 2009. с. БИ 2 . Проверено 3 мая 2016 г.
  9. ^ Жиль, Тим (2012). Автосервис: осмотр, обслуживание, ремонт. Cengage Обучение. п. 1167. ИСБН 9781133420682.