Центровка колеса автомобиля это
Колеса необходимо балансировать как при замене и ремонте, так и периодически в процессе эксплуатации (зимние – каждые 5 тыс. км, летние – каждые 10 тыс. км). Об этом знают прак-тически все автовладельцы, однако некоторые из них уже успели побывать в ситуациях, когда балансировка не давала положительного результата. Почему это происходило и что нужно знать о станках.
Многие считают, что колеса можно отбалансировать на любом шиномонтажном посту. На самом деле это не так. Не все используемое в Украине балансировочное оборудование может справиться с любой конструкцией и размером диска и колеса.
Оборудование для балансировки можно классифицировать по разным критериям. Оно бывает стационарным и передвижным. Стационарное представляет собой станки, которые позволяют определить величину дисбаланса только снятого с автомобиля колеса. Эти станки бывают с электрическим и ручным приводом. На первых колесо раскручивается электродвигателем, а на вторых – вручную. Способ вращения колеса на точность балансировки не влияет.
Балансировочные станки различают и по степени универсальности, которая зависит от количества схем размещения грузов. Более простые могут работать со всеми стальными и тремя — четырьмя разновидностями литых дисков, станкам посложнее под силу балансировать диски любой конструкции. Более того, программа последних позволяет размещать грузики в любых точках. Стоит заметить, что из-за неравномерной плотности отливки колеса с литыми дисками иногда очень сложно балансировать.
Электроника «навороченных» стендов обычно выполняет целый ряд полезных функций. Например, деление больших грузов на более мелкие и их разнесение по разным точкам. Этот режим задействуется, если колесо имеет большой дисбаланс. В таком случае стенд указывает не одну точку установки груза, а несколько. Еще одна полезная функция – режим оптимизации, в котором электроника проводит анализ дисбаланса диска и покрышки, после чего выбирает их оптимальное положение относительно друг друга, обеспечивая минимальный дисбаланс. При этом на диск нужно вешать гораздо меньшие грузы.
Передвижное оборудование – это специальные подкатные стенды, которые позволяют балансировать колеса, установленные на автомобиле. Преимущество этого оборудования заключается в том, что оно дает возможность отбалансировать колеса с учетом работы других вращающихся масс – ступицы, тормозного диска (барабана). Как правило, данное оборудование применяется для финишбалансировки после того, как колесо было отбалансировано на стационарном стенде. В Украине встречается редко.
Что влияет на точность
На качество балансировки колес влияет множество факторов – исправность оборудования, точность его настройки, квалификация балансировщика и т. д. Теперь по порядку о каждом. Одна из распространенных неисправностей стендов – износ посадочных конусов, поверхность которых в процессе эксплуатации под действием различных факторов может принимать форму эллипса. В результате диск занимает неправильное положение, поэтому дисбаланс колеса вы-числяется неверно. Отрицательный результат получают также при попытках балансировки ко-леса с деформированным диском. В таких случаях правильность выполнения операции иногда можно перепроверить повторным тестированием колеса, повернув его на несколько десятков градусов. Если стенд опять показал наличие дисбаланса, значит, колесо не отбалансировано.
Другая встречающаяся неисправность – износ подшипников вала, на который «садится» колесо. Появляющийся в результате люфт приводит к искажению показаний датчиков, поэтому точно отбалансировать колесо на таком стенде невозможно. Проверить люфт вала иногда не удается, однако о его наличии можно судить по тому, как производится набивка грузиков – на стенде или в снятом состоянии. Если это делается на вывешенном на стенде колесе, то вероятность на-личия люфта в подшипниках будет велика. Причина – при нанесении ударов разбивается подшипник. Согласно инструкции по эксплуатации данных стендов, такая операция должна прово-дится после снятия колеса с вала и установки на пол. На станке допускается фиксирование грузиков только легким постукиванием.
Набивание грузиков и рихтовка диска непосредственно на валу стенда иногда приводят к еще одной неисправности. Под действием ударных нагрузок смещаются пьезодатчики, от которых, собственно, и зависит точность определения дисбаланса. Из этого следует простой вывод: если балансировщик со всей силой «доводит до ума» диск молотком или набивает грузики, поищите другой пост шиномонтажа.
О настройках
Практически каждый стенд калибруется на несколько уровней точности балансировки – 1 грамм, 5 граммов, 10 граммов. Какой же она должна быть? По ряду причин (доступность грузиков массой, кратной 5 граммам, несложность операции, соответствие точности балансировки большинству машин) оборудование автосервиса чаще всего откалибровано на вес 5 граммов. Для автомобилей, ездящих с умеренной скоростью, этой точности вполне достаточно. 10-граммовой калибровки для колес современных машин уже многовато – такой вес оказывает негативное воздействие на уровень комфорта и износ деталей. В точности 1 грамм нуждаются высокоскоростные автомобили, владельцы которых могут себе позволить периодически загонять стрелку спидометра за отметку 200 км/ч. О таких разных настройках авто-владельцы, как правило, не знают, поэтому мастера шиномонтажных постов балансируют колеса на свое усмотрение, не интересуясь скоростными режимами езды.
Для проведения точной балансировки программа станка должна располагать данными о размере диска – диаметр, ширина, внутренний вылет до первой плоскости коррекции. На полуавтоматическом оборудовании эти данные вносит сам балансировщик, обмерив диск специальными линейками. Некоторые «спецы» либо вообще этого не делают, либо устанавливают размеры «на глаз». Если обмеры проигнорировали, стенд определяет величину дисбаланса и контрольные места с большой погрешностью, что и является причиной биения колеса на высоких скоростях. Дорогостоящие станки-автоматы определяют размеры самостоятельно, но только после того, как оператор дотронется специальными щупами до контрольных точек диска. Если он не сделал этого, результат балансировки, как и в предыдущем случае, может оказаться неточным.
На точности балансировки сказывается способ и место, где установлен станок. Одно из требований по эксплуатации данного оборудования – наличие фундамента и жесткого крепления, которые не допускают появления вибраций станка при работе. Если жесткость не обеспечена, возможны искажения результатов измерений, а отсюда и неточность балансировки. Иногда оборудование может вибрировать и при наличии фундамента – например, если пост шиномонтажа установлен вблизи железнодорожной ветки или трамвайной линии. Проезжающие составы или трамваи являются источниками вибрации, которая и может повлиять на точность работы оборудования. Поэтому при балансировке колес на таком посту нужно проследить, чтобы при выполнении работ транспорт не был причиной «землетрясений». На работоспособность электроники стенда могут оказывать влияние электромагнитные поля, источником которых становятся проложенные рядом провода силовой электропроводки и электротрансформаторы.
Искажает точность и нарушенная геометрия диска или шины. Для получения максимально точного результата боковое биение диска (в месте посадки покрышки) и радиальное биение протектора не должны превышать 1 мм. Так что погнутые диски сначала следует восстановить на специальном оборудовании (но не молотком) или же заменить новыми, а новые шины проверить на станке.
Еще один немаловажный фактор, влияющий на определение дисбаланса, – это чистота диска и покрышки. Грязь, даже ровным слоем покрывшая поверхность, также способна негативно повлиять на точность балансировки. Поэтому перед проведением этой операции оператор должен хорошо очистить от грязи диск и покрышку. Металлическая щетка для этого не совсем годится, так как она повредит лакокрасочное покрытие диска.
Варианты центровки колеса
Система центровки с использованием заднего (реже переднего) конуса, зажимной гайки и прижимной чашки.
Данная система центровки колес обеспечивает выигрыш, главным образом, в скорости и точности выполнения операций.
Балансируя колесо на своем балансировочном стенде, проведите следующий эксперимент. Закрепите колесо на валу балансировочного стенда в произвольном положении. Отбалансируйте колесо. Получили нули? ОК! Снимите колесо. Проверните вал. Снова закрепите колесо на валу в произвольном положении. Нажмите кнопку «СТАРТ». Не требует ли Ваш балансировочный стенд разместить еще один грузик на только что Вами же отбалансированном колесе?
В 7 случаев из 10 вес и местоположение грузика требуется изменить. Вы спросите в чем причина? Причина заключается в том, что центровка колеса на валу балансировочного стенда так и не была произведена надлежащим образом. Колесо можно считать отбалансированным только в том случае, если балансировочный стенд показывает «ноль» в различных положениях колеса на валу, т.е. не требует менять вес и месторасположение балансировочных грузиков (воспроизводимость или повторяемость параметров). Проблемы с воспроизводимостью параметров возникают на колесах со стальными и легкосплавными дисками по разным причинам. Но поскольку, в целом, задача заключается в том, чтобы колесо плавно вращалось на автомобиле, ясно, что мы должны произвести его центровку на балансировочном стенде так же, как оно будет отцентровано на ступице автомобиля. Так спросите себя, когда в последний раз Вы видели машину с конической ступицей?
Правильно произвести центровку на валу балансировочного стенда с применением заднего конуса, а, следовательно, точно отбалансировать колесо на стальном диске мешают несколько различных факторов:
• центральное отверстие диска зачастую имеет некруглую форму вследствие неточностей, возникающих при производстве диска; • центральное отверстие имеет эксцентриситет, т.е. смещено от центра диска. К примеру, смещение центрального отверстия от оси колеса весом 20 кг всего на 0,3 мм, приведет к возникновению силы дисбаланса, равной 7,6 кг;
• центральное отверстие диска имеет острые края, врезающиеся в конус;
• на колесо, расположенное на валу балансировочного стенда действует сила тяжести.
Очевидно, что все эти факторы не позволяют расположить колесо на балансировочном стенде строго по центру и перпендикулярно относительно вала, что приводит к плохой воспроизводимости параметров. Идеальной центровке колеса на легкосплавном диске также мешают несколько факторов. В отличие от стальных, легкосплавные диски имеют точную форму и место расположения центрального отверстия. Но центровка колеса при помощи конуса не позволяет использовать эти преимущества.
Конус никогда не соприкасается с точной цилиндрической частью центрального отверстия легкосплавного диска, поскольку он контактирует с фаской центрального отверстия, которая имеет грубо обработанную поверхность.
Во время эксплуатации колеса фаска и ступичная часть диска подвергаются быстрому и грубому механическому износу. Вследствие этого, при затягивании зажимной гайки, между конусом и фаской центрального отверстия возникают силы трения, которые не позволяют колесу занять строго перпендикулярное положение относительно вала балансировочного стенда. Чтобы не повредить дорогостоящие легкосплавные диски, многие устанавливают передний ко-нус. В этом случае конус давит на относительно небольшую площадь и он никогда не сможет заставить колесо занять перпендикулярное положение относительно вала, а только будет способствовать перекосу колеса на валу и, в результате этого, грузик будет размещен не там где надо, а точность установки колеса будет низкой.
При эксплуатации балансировочного стенда происходит постепенный износ вала и конуса, вследствие чего увеличиваются зазоры между валом, конусом и центральным отверстием дис-ка, которые влекут за собой возникновение радиального биения. Износ диаметра вала и внутреннего диаметра конусов не должен превышать 0,022 мм.
Все балансировочные стенды устроены так, что они делят колесо точно пополам в вертикальной плоскости, таким образом, происходит балансировка в двух плоскостях. Итак, если колесо сидит не абсолютно перпендикулярно относительно вала, балансировочный стенд будет делить колесо неравномерно и требовать от оператора разместить грузик не там, где нужно.
Система центровки колес на валу при помощи конуса, зажимной гайки и фланцевого адаптера.
Следует заметить, что в данном случае конус обеспечивает лишь предварительную центровку колеса. Окончательную центровку обеспечивает фланцевый адаптер.
Фланцевый адаптер
Фланцевый адаптер центрует колесо по крепежным отверстиям диска, что позволяет имитировать положение колеса на ступице автомобиля. По мере затягивания зажимной гайки, давление равномерно распределяется через пальцы фланцевого адаптера по крепежным отверстиям диска, и таким образом колесо садится на вал балансировочного стенда строго вертикально, в результате чего обеспечивается почти идеальная точность установки. А поскольку крепежные отверстия диска как на стальных, так и на легкосплавных дисках более точны, чем центральное отверстие, то воспроизводимость параметров также значительно повышается.
Фланцевые адаптеры являются одними из самых точных из производимых на сегодняшний день. При помощи фланцевых адаптеров можно балансировать колеса легковых и внедорожных автомобилей, микроавтобусов и легких грузовиков с любым количеством крепежных отверстий на диаметре от 95 мм до 165 мм. Так как фланцевые адаптеры контактируют с диском только в том месте, где будет находиться головка болта или гайки, опасности повредить покрытие дисков нет. В принципе, один дорогой легкосплавный диск может стоить столько же, сколько комплект фланцевых адаптеров.
Фланцевые адаптеры — первое средство борьбы с дисбалансом, и каждый владелец балансировочного стенда должен иметь полный комплект этих адаптеров. Фланцевые адаптеры можно приобрести по отдельности или в виде комплектов Фланцевый адаптер состоит из плиты с различными PCD (диаметр расположения крепежных отверстий) и комплекта пальцев. Для удобства работы каждая плита фланцевого адаптера имеет свой индивидуальный номер, а каждый диаметр расположения крепежных отверстий, размещенный на фланцевом адаптере обозначен соответствующими для данного размера цифрами. Пальцы фланцевого адаптера имеют разную длину и форму головки исходя из особенностей крепежа колеса для каждого конкретного автомобиля. Фланцевые адаптеры могут применяться на всех балансировочных стендах, производимых на сегодняшний день в мире, включая отечественные.
Центровочные ступичные кольца: почему они бесполезны?
Нередко мы ставим на автомобиль не оригинальные, а универсальные колесные диски, или подходящие от других моделей и марок. Но иногда параметры крепежных отверстий, вылета, ширины и прочего совпадают, а вот центральное отверстие, «дырка» – больше, чем надо. Многие пребывают в уверенности, что диаметр ступицы и «дырки» в диске должны строго совпадать и покупают так называемые «центровочные кольца» – совершенно бессмысленный аксессуар.
П ри вдумчивом изучении вживую крепления колесного диска к ступице конусными болтами (или конусными или полусферическими гайками — неважно) почти любой технарь понимает, что центровочные кольца — совершенно бессмысленная деталь. Но не всегда это удается объяснить на словах, без «наглядной демонстрации». Поэтому давайте посмотрим на несколько простейших, но вполне доходчивых схематичных картинок.
Поскольку у штатного оригинального диска центральное отверстие обычно совпадает по диаметру с выступающей частью ступицы, многие думают, что равенство этих диаметров — обязательный и необходимый фактор. Но это не так! Центральное отверстие и его диаметр не играют совершенно никакой роли в центровке и фиксации колеса. Колесо центрируется и фиксируется только конусной частью болтов, и ничем иным.
Вот мы ставим штатный диск (диаметр его центрального отверстия совпадает с диаметром выступающей части ступицы) на ступицу и затягиваем болты с конусами (с конусными гайками все обстоит точно так же). Колесо село на свое место безупречно, тут никаких вопросов нет.
Теперь для сравнения на одной картинке рядом — диск с «дыркой» штатного диаметра и диск с увеличенной «дыркой»:
Вот центровочное кольцо на своем месте, и создается иллюзия, что это необходимая деталь.
Теперь берем диск с отверстием нештатного, увеличенного размера, и ставим на ступицу без центровочного кольца. Неидеально, со смещением:
Затягиваем болты спокойно, равномерно, крест-накрест ручным ключом — без пневмогайковерта, способного иногда перекосить диск. Конусы болтов входят в конусы отверстий, и колесо автоматически встает строго по центру ступицы вне зависимости от наличия или отсутствия центровочного кольца и вне зависимости от диаметра центральной «дырки» в диске, которая может быть любой!
Важно отметить, что центровка конусами (или полусферами) — это старый, проверенный и очень часто применяемый в самых разнообразных механизмах прием, и в случае c колесами он использован в полной мере. Центровка диска центральным отверстием не дополняет конусный крепеж, она просто не предусмотрена инженерами, которые проектировали автомобиль!
Впрочем, помимо центровки «сферически в вакууме» популярный миф о центровочных колечках затрагивает поведение колеса в движении. Многим кажется, что из-за пустоты в том месте, где якобы должно находиться центровочное кольцо, диск может сместиться относительно ступицы от воздействия массы машины и езды по неровностям. Что появится дисбаланс, биение. И, соответственно, они ошибочно считают, что кольцо выполняет не только центрирующую, но и опорную роль.
Это еще более чудовищное заблуждение, которое легко развеивается, стоит только представить себе воздействующие (теоретически!) на центровочное кольцо силы, если бы оно выполняло опорную роль.
Из чего изготавливаются кольца? Из тоненького пластика или алюминия. То есть, из чрезвычайно мягких и пластичных материалов, категорически неспособных держать нагрузки, даже отдаленно сходные с теми, которые испытывает колесный диск в движении!
Теперь, помня о мягкости материала центровочного кольца, посмотрим на колесный диск в его естественном положении и предположим, что на кольцо воздействуют обозначенные стрелками силы.
Это чудовищные силы, приложенные к очень небольшой площади. Если бы проставка из пластикового колечка на самом деле выполняла хоть малейшую опорную роль, она должна была быть выполнена из прочной стали. А пластик или алюминий на первых же нескольких кочках серьезно бы деформировало — так, что повреждения нельзя было бы не заметить невооруженным глазом.
Однако после любого пробега даже хилая полиэтиленовая проставка не несет на себе никаких следов давления и ударов! Причина (вынуждены повторить в очередной раз) в том, что центруют и держат колесо исключительно конусные поверхности болтов, и не что иное. Роль кольца равна нулю, оно не влияет ни на биения колеса, ни на прочность крепления.
Поэтому смело приобретайте и ставьте нештатные колеса, если они устраивают вас по цене и подходят по всем размерным параметрам, кроме диаметра центрального отверстия. Никакие «центровочные кольца» для компенсации увеличенного отверстия вам не нужны!
А когда центровочные кольца все же нужны?
Упс… Вот так вот – внезапно…
Да, как ни странно, бывают ситуации, при которых центровочные кольца все же имеют пользу. Роль они все равно играют не несущую, но в процессе монтажа колеса важны.
К примеру, нельзя не отметить специфический крепеж дисков без конусов. Не сказать, что такое часто встречается, но самый простой и лежащий на поверхности пример – штатные штамповки Газели.
Поверхность диска с отверстиями под крепеж – плоская, гайки – плоские, а центровка – по ступице… Вряд ли кто-то встанет перед проблемой поиска нештатных аналогичных штамповок на «Газель», ибо ее диски недефицитны, но теоретически, при установке колес с увеличенной «дыркой» центрующая проставка была бы необходима.
Еще один, но не последний пример. В природе существуют хитрые болты крепления колес – со скользящими эксцентрическими конусами. Это тюнинговый аксессуар, позволяющий совместить ступицу и колесо с разной разболтовкой без заваривания и пересверливания отверстий и без «блинов», меняющих вылет. Например, поставить на ступицы 4х98 колеса 4х100. Такие хитрые болты – не самое лучше техническое решение, но, тем не менее, оно существует и иногда используется. Чтобы с такими болтами смонтировать без перекоса колесо, диаметр центрального отверстия которого больше ступицы, крайне желательно использовать центрирующее кольцо.
