Wywa¿anie kó³

LABOLATORIUM Z POJAZDÓW MECHANICZNYCH
TEMAT:
WYWAśANIE KÓŁ
WYKONAŁ:
XXXXXXXXXX
GDAŃSK 2002
Pierwszych informacji o niewywaŜeniu koła dostarcza obserwowanie
zachowania pojazdu podczas jazdy na drodze oraz wygląd bieŜnika opon.
Objawia się to drganiem kół, stukami w zawieszeniu a w zawieszeniu przednim
poprzez układ kierowniczy przenosi się na koło kierownicy. Na oponach
powstają miseczkowate zuŜycia bieŜnika równomiernie rozmieszczonych na
obwodzie. Wystąpienie tycz objawów, a szczególnie wibracji koła kierownicy
świadczy juŜ o znacznym stopniu niewywaŜenia, które moŜe w rezultacie
doprowadzić
do
zagroŜenia
bezpieczeństwa
ruchu
drogowego.
Niebezpieczeństwo wynika z odciąŜania koła pod wpływem niewywaŜonej
masy powodując chwilowe zmiany siły tarcia, co szczególnie na zakrętach moŜe
doprowadzić do utraty przyczepności i wypadku. NiewywaŜenie jest zjawiskiem
szkodliwym dla samochodu, bowiem zwiększa dynamiczne obciąŜenie łoŜysk
kół i zawieszenia, tym samym przyśpieszając zuŜywanie tych zespołów. Błędy
wywaŜania koła najczęściej powstają w wyniku niedokładnego wykonania
opony i tarczy koła, nierównomiernego zuŜywania się bieŜnika czy z
umieszczonych na dętce łatek. Dlatego teŜ, nie czekając na pojawienie się
objawów niewywaŜenia kół, naleŜy sprawdzać ich wywaŜenie w ramach
okresowej obsługi technicznej (zgodnie z zaleceniami producenta), a takŜe po
przekładaniu starych opon lub zamontowania nowych względnie po zgubieniu
cięŜarka z tarczy koła.
Wirująca, nie zróŜnicowana masa koła moŜe wywołać drgania w kierunku
pionowym, wokół zawieszenia wahaczy (a) lub, jeŜeli koła są kierowane, w
kierunku poziomym, wokół sworznia zwrotnicy (b).
Toczące się, niewywaŜone koło drga w kierunku
Pionowym (a) lub poziomym (b).
Uzyskanie spokojnego toczenia się koła wymaga takiego wyrównania mas
uczestniczących w ruchu obrotowym, aby oś bezwładności oraz środek masy
pokrywały się dokładnie z osią obrotu.
2
NiewywaŜenie Przedstawione na rysunku (a), wywołujące pionowe
drgania koła, moŜna usunąć w sposób stateczny tzn. bez konieczności
wprawiania koła w ruch obrotowy. UłoŜyskowane koło ustawi się zawsze tak,
Ŝe najcięŜszy jego punkt zajmie połoŜenie najniŜsze. CięŜarki wywaŜające
naleŜałoby umieścić naprzeciwko najcięŜszego punktu, tak dobierając ich masę,
aby koło pozostawało w bezruchu w kaŜdym nadanym mu połoŜeniu.
CięŜarki powinno się mocować po obu stronach tarczy koła w celu uniknięcia
niewywaŜenia dynamicznego (b i c). Ten drugi rodzaj niewywaŜenia
powodujący głównie poziome drgania koła, moŜna usunąć wprowadzając koło
w ruch obrotowy i równowaŜąc cięŜarkami powstające wówczas siły i
momenty.
Schematyczne przedstawienie
działania niewywaŜenia i sposobu
Jego usunięcia:
a- koło statycznie niewywaŜone
( środek masy koła nie
pokrywa się z osią jego obrotu)
b- koło statycznie wywaŜone, ale
umieszczenie cięŜarka po
jednej stronie tarczy spowodowało nie wywaŜenie dynamiczne (główna oś bezwładności
koła nie pokrywa się z osią
jego obrotu)
c- koło wywaŜone statycznie i
dynamicznie
1- oś bezwładności koła;
2- nadmiar masy powodujący
niewywaŜenie;
3- cięŜarek wywaŜający;
Oba rodzaje niewywaŜania będą szczególnie silnie odczuwane, jeŜeli
wystąpią w przednich kołach zawieszonych niezaleŜnie. Natomiast najmniejsze
oddziaływanie niewywaŜenia (tylko statyczne) wystąpi w tylnym zawieszeniu o
osi sztywnej. Do ustalenia wielkości i połoŜenia masy nierównowaŜnej, a
następnie jej usunięcia słuŜą wywaŜarki, wykonane jako urządzenie stacjonarne
(koło musi być wymontowane z samochodu do badania) lub dostawne (koło
pozostaje na pojeździe).
3
WywaŜanie koła wymontowanego z samochodu
Ten sposób wywaŜania koła, z uŜyciem wywaŜarki stacjonarnej, cechuje
znaczna dokładność samego pomiaru oraz, co jest jego wadą, brak gwarancji
uzyskania pełnego efektu wywaŜania. Ta druga cecha wynika z
nieuwzględnienia podczas pomiaru innych mas obrotowych niŜ koła, np. bębna
hamulcowego jak równieŜ przyjęcia osi wywaŜarki za bazę pomiarową. Po
15zamontowaniu wywaŜonego koła do samochodu moŜe, więc się okazać, Ŝe
nadal istnieje niewywaŜenie, które moŜe powodować bęben hamulcowy lub
niecentrycznie z osią obrotu zamocowana tarcza koła.
Wśród wywaŜarek stacjonarnych najbardziej rozpowszechnione są
wywaŜarki z elektronicznym systemem, wyrównowaŜania. Siły odśrodkowe
wywołane masą niewyrównowaŜoną powodują zmienne drgania podpory
spręŜystej. Za pomocą odpowiedniego czujnika są one przetwarzane na impuls
elektryczny o częstotliwości proporcjonalnej do obrotów koła i amplitudzie
proporcjonalnej do niewywaŜenia. W najnowszych konstrukcjach wywaŜarek
stosuje się rozwiązanie z niewahliwie łoŜyskowaną podporą.
Rozwiązania konstrukcyjne nowoczesnych wywaŜarek stacjonarnych
umoŜliwiają m.in.:
- Uzyskanie wysokiej czułości układu pomiarowego; dokładność wskazań
niewywaŜenia jest regulowana dwu- lub trzystopniowo (dla wywaŜenia
precyzyjnego do 1g, dla normalnego do 5g i dla zgrubnego do 10g);
dokładność wskazań miejsca niewywaŜenia dochodzi do 1,5◦;
- ObniŜenie prędkości obrotowej wału wywaŜarki, dzięki czemu uległy
skróceniu czas rozbiegu koła, czas pomiaru (do 3 s) i czas
wyhamowywania; zwiększa to równieŜ trwałość urządzenia;
- Pokazywanie na tablicy wskaźników lokalizacji niewywaŜenia w sposób
graficzny – za pomocą wielu diod świetlnych, rozmieszczonych kołowo
na rysunku obręczy
- Pomiar niewywaŜenia dla obu płaszczyzn w jednym przebiegu
pomiarowym; parametry niewywaŜenia są wyświetlane jednocześnie ( w
przypadku dwóch wskaźników cyfrowych) lub zapamiętywanie i
wyświetlanie kolejno dla obu płaszczyzn ( w przypadku jednego
wskaźnika);
- WywaŜenie kół z tarczami ze stopu aluminiowego i róŜnym systemem
mocowania cięŜarków wywaŜających;
- Zatrzymanie koła po wyhamowaniu dokładnie w takim połoŜeniu, aby
miejsce niewywaŜenia znalazło się u góry (np. w wywaŜarce Geodyna
88),
- Realizację specjalnego programu optymalizacji warunków toczenia się
koła (opatentowanego przez firmę Hofmann i stosowanego w
wywaŜarkach Geodyna 88 i 100); program ma na celu usunięcia
4
nierównomierności biegu kompletności, koła, które pozostaje po jego
wywaŜeniu (nawet całkowitym) i wynika z istniejącego bicia bocznego i
promieniowego opony i tarczy koła (por. rys. 6.15); pomiar odbywa się po
wprawieniu koła w ruch obrotowy z przystawionym obciąŜeniem;
uzyskany wynik pokazuje punkt na oponie, który musi zostać przesunięty
względem otworu pod zawór w tarczy, koła, aby było zapewnione
spokojne toczenie się koła po nawierzchni drogi.
Wykonanie pomiaru
- Po podniesieniu samochodu wymontować koło. Ciśnienie powietrza w
oponie powinno być zgodne z ciśnieniem określonym w instrukcji
fabrycznej.
- Usunąć z bieŜnika opony brud i zakleszczone kamienie. Usunąć cięŜarki
poprzednio umieszczone na tarczy koła. JeŜeli koło ma zamontowaną
nową oponę, sprawdzić czy stopka opony jest prawidłowo osadzona na
obręczy oraz czy oznaczenie „miejsca lekkiego” opony (kolorowa kropka
na boku opony) znajduje się przy zaworze dętki.
- Sprawdzić boczne i promieniowe bicie, koła, jeŜeli nie zostało to
wykonane przed zdjęciem koła z samochodu. Jak równieŜ sprawdzić, czy
otwory centrujące tarczy koła nie są nadmiernie wyrobione.
Dopuszczalne bicie koła (wg BN-75/3621-01)
Średnie tarczy koła [cale]
do 13 włącznie
PowyŜej 13
Dopuszczalne bicie promieniowe i boczne [mm]
tarczy koła
opony
1,5
3
2
4
Dla kół wyposaŜonych w opony radialne o symbolach prędkości S,H,V
zaleca się, aby sumaryczne bicie promieniowe (opona + tarcza koła) wynosiło
maksymalnie ok. 1mm.
Koła z biciem promieniowym przekraczającym 2 mm nie moŜna
wywaŜyć w sposób zapewniający spokojne jego toczenie się po drodze.
Bicie promieniowe koła moŜna ograniczyć przestawiając oponę w
stosunku do tarczy koła w ten sposób, aby najwyŜsze miejsce opony pokryło się
z najniŜszym miejscem tarczy.
Nadmierne bicie boczne moŜe być wynikiem niewłaściwego
zamontowania opony lub skrzywienia tarczy koła.
5
Bicie promieniowe koła (a) moŜna ograniczyć przestawiając
oponę w stosunku do tarczy koła w ten sposób, aby
najwyŜsze miejsce opony pokryło się z najniŜszym
miejscem tarczy (b).
Uwaga. Koło z nadmiernym biciem lub wyrobionymi otworami centrującymi
będzie wykazywało po wywaŜeniu, odkręceniu i powtórnym jego
zamocowaniu w innym juŜ połoŜeniu nawet kilkudziesięciogramowe
niewywaŜenie.
- Zamocowanie koła na wrzecionie wywaŜarki stosując odpowiednią tarczę
centrującą.
- Na tablicy wywaŜarki wybrać odpowiednie nastawy dla badanego koła:
szerokość i średnicę koła, odległość wewnętrznej krawędzi tarczy koła od
pierwszego łoŜyska wału wywaŜarki. Odległość ta wprowadzona jest do
układu pomiarowego przez dosunięcie ręką zderzaka nastawnika do
obrzeŜa tarczy koła i cofnięcia go do pozycji wyjściowej oraz wybranie
typu felgi oraz cięŜarka wywaŜającego.
- Zamknąć osłonę zabezpieczającą
- Włączyć napęd wywaŜarki
- Po zatrzymaniu koła dobrać wielkość cięŜarka i miejsce mocowania wg
wskazań cyfrowego wyświetlacza i zespołu diod.
- Po zamocowaniu cięŜarków powtórzyć pomiar sprawdzając prawidłowość
wywaŜenia koła. NiewywaŜenie szczątkowe nie powinno przekraczać 10
g dla średnicy tarczy kół do 13” włącznie wg BN –75/3621-01. Jednak dla
kół przednich napędzanych, prowadzonych na zawieszeniu typu Mc
Pherson wartość ta powinna być jeszcze niŜsza i wynosi 5 g.
Uwaga. Po nałoŜeniu cięŜarków i powtórnym włączeniu wywaŜarki moŜe
zdarzyć się, Ŝe mierniki wskaŜą pewne niewywaŜenie w okolicach miejsca.,
w którym został juŜ zamontowany cięŜarek korekcyjny. Spowodowane jest
to niedoskonałością wskazań miernika połoŜenia niewywaŜenia lub
wadliwym załoŜeniu cięŜarka. W celu usunięcia tego szczątkowego
niewywaŜenia wystarczy przesunąć uprzednio zamontowany cięŜarek o 1-2
działki w kierunku wskazanym przez miernik.
6
WywaŜanie koła na samochodzie
Bardziej słuszne jest wywaŜanie kół razem ze współpracującymi
elementami mechanizmu jezdnego, a więc bez zdejmowania go z
samochodu. Ten sposób wywaŜenia pozwala uwzględnić ewentualne
niewywaŜenie bębna hamulcowego (lub tarczy hamulcowej) i piasty, które
mogą powstać pomimo duŜej dokładności wykonania tych elementów.
Zaleca się go stosować dla kół mocowanych na zawieszeniu typu Mc
Pherson.
Wszystkie obracające się elementy układu jezdnego
mogą mieć niewywaŜenia, które w większym
lub mniejszy stopniu się sumują.
Na ćwiczeniu wywaŜeniu poddane zostało koło o charakterystyce:
Obręcz – 6 J x 15 H2
Opona – 195/65 R15
Po dokonaniu wywaŜenia wartość niewywaŜenia wynosiła:
Po stronie frontowej – 25g
Po stronie tylnej – 5g
CięŜarki na obręczy zostały umieszczone wg poniŜszego rysunku
Front
tył
7
- wentyl
- cięŜarek
Wnioski:
Przeprowadzane wywaŜanie było proste szybkie bez konieczności dodatkowych
przeliczeń.
8