Радиальное и осевое биение колеса
Торцевое (осевое) биение колеса возникает при вращении и выглядит как колебательное движение хампов колесного диска в плоскости, параллельной оси вращения.
Радиальное биение возникает в аналогичных условиях, но означает колебательные движения колесного диска в вертикальной плоскости.
На рисунке слева Вы можете видеть схематичное изображение обоих видов биения.
Большие значения торцевого биения часто являются результатом ударов колеса при боковом столкновении с бордюром. Иногда это можно видеть при заносе джипа на скользкой дороге. Превышающее значение радиального биения появляется в результате сильного фронтального удара по колесу, то есть при столкновении выбоиной или ямой. Но чаще всего, последствием «хорошего» удара будет наличие обоих видов биения. В ярко выраженных случаях стальной диск получает замятины на закраинах обода, сколы и заметные невооруженным глазом «восьмерки» при качении.
Что считать превышением?
В соответствии с отечественным стандартом ГОСТ Р 50511-93 биение колесного диска легкового автомобиля в области прилегания шины (хампов) должно быть не более 0.5 мм в любом виде биения. Этот стандарт распространяется также и на внедорожники.
Не пытайтесь установить величину биения стального диска визуально, поскольку в данном случае зрение не позволит точно оценить размер отклонения. В некоторых случаях, при таких небольших размерах биения как 0.3 мм у обывателя появляется убеждение в его запредельном размере. Для точного замера должен использоваться часовой или электронный индикатор, который располагается на оси симметрии колесного диска джипа.
Самые частые причины биения
Значительная часть причин биения не связана с изменением геометрии литого диска внедорожника, а относится к производственным или эксплуатационным:
Другими словами, не всегда следует обвинять себя или предыдущего владельца машины в недопустимой величине биения. Причина может быть более прозаичной и не требовать больших вложений для своего устранения.
Полезная информация
При изготовлении легкосплавных дисков присутствует много особенностей, влияющих на дисбаланс. Если для проверки на балансировочном станке для определения дефекта по Российскому стандарту (ГОСТ Р 50511-93) нет допустимой величины дисбаланса, то на практике мы поддерживаем внутренние стандарты производителей колесных дисков. Данные предприятия являются поставщиками дисков на конвейеры мировых и Российских производителей автомобилей, и их внутренний стандарт может быть применён на диски, поставляемые на наш автомобильный рынок. Во избежание ситуации, связанной с дисбалансом, наша компания приняла решение донести до сведения покупателей предельные величины дисбаланса.
В случае выявления недопустимого биения нового диска составляется акт о заводском дефекте, и диск возвращается производителю для проверки и замены на диск надлежащего качества в соответствии с Российским стандартом ГОСТ Р 50511-93.3. При этом покупатель не несёт никаких затрат за замену на диск надлежащего качества.
Также при эксплуатации шин и дисков появляются такие моменты, когда внешние факторы влияют на биение рулевого колеса. Это налипание на внутреннюю часть диска (грязи и льда), появляется биение рулевого колеса на скорости (от 80 до 120 км/ч), которое устраняется мойкой колеса и последующей перебалансировкой.
Также деформация диска и шины влияет на балансировку, в результате замятия диска и появления грыжи на шине происходит дисбаланс всего колеса и дискомфорт при управлении автомобилем.
Дисбалансом также может послужить такой фактор, как неполное прилегание шины к диску при монтаже и последующая неправильная балансировка, это происходит из-за невысокой квалификации работников шиномантажа. Для правильной посадки шины на диск должна использоваться специальная монтажная паста и для полного прилегания бортового кольца шины к ободу диска нужно избыточное давление в шине при монтаже, а также специальное приспособление для монтажа низкопрофильной шины или шины с усиленной боковиной (RunFlat). Как правило в обычном (придорожном Ш/М) работают малоквалифицированные работники и хорошего качества работы можно не ожидать, поэтому мы рекомендуем обращаться в проверенные или известные Ш/М с квалифицированными работниками, потому что многие работники Ш/М даже не знают элементарных обозначений на шине такие как outside (наружняя сторона шины) и inside (внутренняя сторона шины), а также цветные обозначения (красные, жёлтые, зелёные и белые) на борту, которые указывает производитель для удобства монтажа и балансировки, например (жёлтая) точка обозначает самое лёгкое место в шине и её нужно совмещать с вентилем в диске для лучшей оптимизации, а красная точка обозначает самое тяжёлое место в шине и её нужно ставить напротив вентиля в диске, также самые опытные работники Ш/М делают оптимизацию путём прокручивания шины на диске для уменьшения дисбаланса.
Также на биение колеса может влиять такой фактор, как неправильный подбор диска к конкретному автомобилю, например несовпадение центрального отверстия диска к вашему автомобилю, что приведёт к смещению диска на оси автомобиля, которое приведёт к биению рулевого колеса, а также к откручиванию крепёжных элементов диска на автомобиле, что может привести к АВАРИИ. Здесь мы привели лишь малую часть того, что может повлиять на дисбаланс и биение легкосплавных дисков, но наши менеджеры помогут вам в квалифицированном подборе и решении проблем с возникающими вопросами.
Износ тормозных дисков
Износ тормозных дисков является неизбежным результатом воздействия на его поверхность фрикционного материала тормозных колодок. Зависит от исправности тормозной системы, условий эксплуатации машины, стиля вождения ее владельца, пробега, при котором используются диски, их качества и типа, а также сезонности, поскольку на работу тормозов оказывают отрицательное воздействие грязь, влага и химические реагенты, рассыпанные на дорогах. Допуск износа тормозных дисков, часто, сам их производитель, указывает непосредственно на поверхности изделия.
Признаки износа тормозных дисков
Определить износ дисков по косвенным признакам, то есть, по поведению автомобиля достаточно сложно. Однако имеет смысл проверить толщину дисков в следующих случаях:
При возникновении одного или нескольких из перечисленных выше дефектов необходимо обязательно проверить исправность работы тормозной системы, а также оценить состояние ее элементов, в том числе обратить внимание на износ тормозных дисков.
| Неисправности | Залипание дисков | Занос автомобиля при торможении | Свист тормозов | Вибрация руля в процессе торможения | Рывки в процессе торможения |
|---|---|---|---|---|---|
| Что сделать | |||||
| Заменить тормозные колодки | ✔ | ✔ | ✔ | ✘ | ✘ |
| Проверить работу тормозного суппорта. Проверить поршни и направляющие на коррозию и наличие смазки | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Проверить толщину и общее состояние тормозного диска, наличие биения при торможении | ✔ | ✘ | ✔ | ✔ | ✘ |
| Проверить состояние фрикционных накладок на колодках | ✘ | ✔ | ✘ | ✘ | ✘ |
| Проверить ступичные подшипники. Проверить состояние механизмов рулевого управления, а также подвески | ✘ | ✘ | ✘ | ✔ | ✔ |
| Проверить шины и диски колес | ✘ | ✘ | ✘ | ✔ | ✘ |
Какой износ тормозных дисков
Любой автовладелец должен знать, какой износ тормозных дисков допустимый, при котором их еще можно безопасно эксплуатировать, а какой уже предельный, и стоит сменить диски.
Дело в том, что при превышении максимального износа тормозных дисков существует вероятность возникновения аварийной ситуации. Так, в зависимости от конструкции тормозной системы тормозной поршень может либо заклинить, либо он попросту вывалиться из своего посадочного места. А если это случится на большой скорости — это очень опасно!
Допустимый износ тормозных дисков
Итак, какой допустимый износ тормозных дисков? Нормы износа тормозных дисков прописывает каждый производитель. Данные параметров зависит от мощности двигателя автомобиля, размера и вида тормозных дисков. Предельный износ будет отличаться для различных типов дисков.
Например, толщина нового тормозного диска для популярного автомобиля Шевроле Авео составляет 26 мм, а критический износ наступает при снижении соответствующего значения до 23 мм. Соответственно допустимый износ тормозного диска составляет 24 мм (по одной единице с каждой из сторон). В свою очередь производители дисков наносят информацию о пределе износа непосредственно на рабочую поверхность диска.
Делается это одним из двух методов. Первый — непосредственная надпись на ободке. Например, MIN. TH. 4 мм. Другой метод — метка в виде выемки на торцевой части диска, но с внутренней ее стороны (чтобы колодка не чиркала по ней). Как показывает практика, второй метод удобнее, поскольку при увеличении износа вплоть до критического диск начинает тормозить рывками, что будет наглядно ощущаться водителем при торможении.
Что касается барабанных тормозных дисков, то у них по мере своего износа они не уменьшаются, а увеличиваются в своем внутреннем диаметре. Поэтому чтобы определить какой у них износ нужно проверять внутренний диаметр и смотреть, чтобы он не превышал допустимые нормы. Максимально допустимый рабочий диаметр тормозного барабана выштампован на его внутренней стороне. Как правило это 1-1,8 мм.
На многих ресурсах в интернете и в некоторых автомагазинах указывается, что износ тормозного диска не должен превышать 25%. На самом же деле износ ВСЕГДА измеряется в абсолютных единицах, то есть, в миллиметрах! Для примера приведем таблицу, аналогичную тем, которые приводятся для различных автомобилей в их технической документации.
| Название параметра | Значение, мм |
|---|---|
| Номинальная толщина тормозного диска | 24,0 |
| Минимальная толщина диска при максимальном износе | 21,0 |
| Максимально допустимый износ одной из плоскостей диска | 1,5 |
| Максимальное значение биения диска | 0,04 |
| Минимально допустимая толщина фрикционной накладки тормозной колодки | 2,0 |
Как определить износ тормозных дисков
Проверка износа тормозных дисков довольно не сложная, главное иметь под рукой штангенциркуль либо микрометр, а если таких инструментов нет, то в крайнем случае можно воспользоваться линейкой или монеткой (об этом ниже). Толщина диска измеряется в 5… 8 точках по кругу и если она меняется значит кроме износа тормозной площади имеется кривизна, либо неравномерность истирания. Следовательно необходимо не только будет менять его при пределе, но и выяснить причину из-за которой происходит неравномерный износ тормозного диска.
Как проверяется
Для того, чтобы узнать степень износа лучше всего демонтировать колесо так как толщину диска иначе не измерить, а если требуется проверка износа задних тормозных барабанов, то придется снимать полностью весь тормозной механизм. При проведении дальнейшей проверки необходимо учитывать, что диски изнашиваются с обеих сторон — внешней и внутренней. Причем не всегда равномерно, поэтому требуется узнать степень изношенности диска по двум сторонам диска, но об этом ниже.
Перед проверкой обязательно нужно знать информацию о том, какая толщина нового тормозного диска для конкретного автомобиля. Ее можно узнать в технической документации либо на самом диске.
Предельный износ тормозных дисков
Значение максимально допустимого износа будет зависит от начального размера диска и мощности двигателя автомобиля. Обычно общий износ всего диска для легковых автомобилей составляет порядка 3…4 мм. А для конкретных плоскостей (внутренней и внешней) около 1,5…2 мм. При таком износе уже нужно их менять. Для тормозных дисков, состоящих из одной плоскости (обычно устанавливается на задние тормоза), процедура будет аналогичной.
Проверка износа тормозных дисков подразумевает проверку толщины обеих плоскостей диска, величины буртика, а затем сравнение этих данных с номинальным значением, которое должен иметь новый диск, или рекомендуемыми параметрами. Также оценить общий характер истирания рабочей области диска, а именно, равномерность, наличие борозд и трещин (размер трещин не должен быть больше чем 0,01 мм).
При плановом осмотре необходимо смотреть величину канавок выработки и их структуру. Небольшие регулярные канавки это нормальный износ. Рекомендована замена дисков в паре с колодками если имеются глубокие нерегулярные канавки. При коническом износе тормозного диска нужно обязательно его менять и выполнить проверку тормозного суппорта. Если на диске заметны трещины или другая коррозия и изменение цвета, то обычно связано с тепловыми явлениями, возникающими из-за частых и чрезмерных изменений температуры диска. Они приводят к шуму при торможении и снижают эффективность торможения. Поэтому диск желательно также заменить и желательно ставить более качественные с улучшенным отведением тепла.
Заметьте, что при износе диска по окружности образуется некий бортик (колодки по нему не трут). Поэтому при измерении нужно мерить именно рабочую поверхность. Делать это проще с помощью микрометра, поскольку его «обхватывающие» рабочие элементы позволяют с ним не прикасаться. В случае использования штангенциркуля под его измерители нужно подложить какие-либо предметы, толщина которых совпадает с износом колодок (например, кусочки жести, металлические монеты и прочее).
Если значение толщины диска в целом либо какой-либо из его плоскостей ниже допустимой — диск нужно менять на новый. Эксплуатировать изношенный тормозной диск нельзя!
Если у вас нет под рукой микрометра, а с помощью штангенциркуля проверять неудобно по причине наличия бортика, то можно воспользоваться металлической монетой. Например, по официальным Центрального Банка России толщина монеты номиналом 50 копеек и 1 рубля составляет 1,50 мм. Для других стран соответствующую информацию можно найти на официальных сайтах центральных банков соответствующих стран.
Для проверки толщины тормозного диска с помощью монеты необходимо приложить ее к рабочей поверхности диска. В большинстве случаев критический износ одной поверхности диска находится в пределах 1,5. 2 мм. С помощью штангенциркуля таким образом можно узнать толщину износа как одной половины диска, так и общую толщину всего диска. Если бортик не износился измерять можно прямо от него.
От чего зависит износ тормозных дисков
Степень износа тормозных дисков зависит от многих факторов. Среди них:
Обратите внимание, что обычно износ передних тормозных дисков всегда превышает износ задних так как на них оказывается значительно большее усилие. Поэтому ресурс передних и задних тормозных дисков разный, но при этом и разные требования к допуску износа!
В среднем же, для стандартного легкового автомобиля, используемого в городских условиях, проверку диска необходимо выполнять примерно через каждые 50…60 тысяч километра пробега. Следующий осмотр и замер износа делают в зависимости от процента износа. Многие современные диски для легковых автомобилей легко работают на протяжении 100…120 тысяч километров пробега при средних условиях эксплуатации.
Причины неравномерного износа тормозных дисков
Иногда при замене тормозных дисков можно увидеть, что старые имеют неравномерный износ. Перед тем, как устанавливать новые диски, необходимо разобраться с причинами, почему же тормозной диск стирается неравномерно, и соответственно, устранить их. Равномерность износа диска сильно влияет на эффективность торможения! Так, неравномерная выработка тормозного диска может быть вызвана следующими факторами:
Обратите внимание, что протачивать тормозной диск, на котором имеется неравномерный износ, допускается, но не рекомендуется. Это зависит от его состояния, степени износа, а также рентабельности процедуры. О том, что диск имеет искривление подскажет стук, возникающий во время торможения. Поэтому прежде чем стачивать борозды с поверхности диска обязательно необходимо измерять его биение и износ. Допустимое значение искривления диска составляет 0,05 мм, а биение возникает уже при искривлении 0,025 мм. Станки позволяют проточить диск с допуском 0,005 мм (5 микрон)!
Заключение
Износ тормозных дисков нужно проверять примерно через каждые 50…60 тысяч километров пробега, либо при возникновении проблем в работе системы торможения автомобиля. Для проверки значения величины износа нужно демонтировать диск и воспользоваться штангенциркулем либо микрометром. Для большинства современных легковых автомобилей допустимый износ диска составляет 1,5…2 мм на каждой плоскости или около 3…4 мм по всей толщине диска. При этом нужно всегда оценивать износ внутренней и внешней плоскостей дисков. Внутренняя сторона диска всегда имеет чуть больший износ (на 0,5 мм).
Биение и дисбаланс колеса
Друзья, всем доброго дня!
Сегодня поговорим о важных параметрах – биение и дисбаланс колеса.
Биение — это отклонение от идеальной формы окружности, и является составляющей частью дисбаланса колеса в целом.
Применительно к диску, биение должно проверяться на 4-х поверхностях (см. схему).
Простыми словами – там, где фиксируется шина на диске, там и замеряется биение.
Существует два вида контроля биения диска – осевое и радиальное.
Биение измеряется относительно отверстия колеса и привалочной плоскости ступицы колеса.
— Осевое биение показывает насколько диск может отклоняться при движении в направлении оси автомобиля. Обычно, осевое биение нарушается при боковом ударе колеса о бордюр, к примеру.
— Радиальное биение показывает максимальное отклонение от окружности при движении диска. Обычно радиальное биение становится выше заданных значений при сильном ударе, который вызывает искривление обода диска. Место удара колеса на развернутой диаграмме обычно выглядит как пик, где высота пика – это и есть величина деформации диска.
Обычно после ударов происходит общая деформация колеса, как осевая так и радиальная. Если сила удара превысила упругие свойства материала колеса, то деформация остается в виде вмятин, или колесо может иметь «восьмерку» при движении, и т.д. Поэтому упругие свойства материала колеса очень важны для снижения остаточной деформации колеса после ударов. Соответственно перед эксплуатацией колеса рекомендуется проверить биение как самого диска, так и в сборе с шиной, при шиномонтаже.
Так какие же значения должны быть на дисках, чтобы не возникало рулевого биения.
Российский Технический Регламент оговаривает максимальное значение не выше 0,5 мм, как в осевом, так и в радиальном направлениях. Стандарт подразумевает, что если показатели не будут выше 0,5 мм, то диск не должен являться причиной биения рулевого колеса. Много это или мало?
В международной практике в области производства дисков нет единых значений биения
– у каждой страны они отличаются. Например, базовые требования Японии ограничивают данный показатель как 0,20 мм. Требования американской системы сертификации указывают на 0,3 мм. Европейские требования имеют предел в 0,25 мм.
Часто, каждый автопроизводитель устанавливает свои, более жесткие, значения данного показателя для поставщиков дисков.
Например: в нашей компании приняты нормы Европейских стандартов, которые ограничивают биение (по всем четырем поверхностям) не более 0,25 мм. Да, этого сложно добиться – приходится вводить дополнительные технологические операции, но клиент должен получать технически совершенный продукт. Несколько раз мы заключали договора с Европейскими потребителями из разряда гоночных команд и выполняли заказы с верхним пределом в 0,05 мм. При скоростях более 200 км/час каждая десятая доля мм ощущается не так, как при обычном городском режиме движения. Естественно, каждый раз это эксклюзив в чистом виде.
Да, порою непросто технологически добиться малых значений по биению, т.к. нужно учесть очень много факторов: от жесткости диска до его массы. Очень часто даже форма вентильного отверстия оказывает существенное значение на биение и соответственно дисбаланс.
С дисками разобрались, далее несколько слов о шинах.
Часто, после езды по снегу на нерасчищенных дорогах, мы замечаем, что при разгоне на скорости 50-70 км/час у нас появляется биение на рулевом колесе. В чем причина?
Причина простая – снег в колесе нарушил балансировку колеса в сборе, т.е. в системе диск-шина произошли изменения, которые приводят к большому отклонению от правильной формы окружности.
Что такое скорость 50 км/час. Для примера, если взять стандартную шину 285/55R20 для автомобиля Toyota LC200, то скорость вращения равна 5,3 оборота в секунду. Т.е. колесо в сборе за 1 секунду движения должно совершить 5,3 полных оборота. Попробуйте мысленно такое вращение представить.
Так вот, в эту вращающуюся систему и не должно попасть ничего такого, что выходило бы за рамки установленных стандартами показателей.
Известно (!), что колесо состоит из двух основных элементов – диска и шины, то при сборе самого колеса, шина также влияет на конечный показатель дисбаланса. Я думаю, что многие сталкивались со случаями, когда при забортовке шин мастер шиномонтажа «прокручивает» шину относительно диска, чтобы получить минимальные значения.
Наверняка Вы обращали внимание на цветные круглые пятна диаметром 10-15 мм на шинах. Эти пятна, нанесенные на боковую поверхность шины ближе к диску, бывают желтыми, красными, зелеными, белыми и т.д. В зависимости от цвета и производителя шин эти пятна несут разную информацию:
Желтым пятном, как правило, помечается самая легкая зона шины. При первом шиномонтаже это пятно рекомендуется совместить с ниппелем колеса – таким образом колесо в сборе будет более уравновешенным и потребует меньше компенсирующих грузиков при балансировке. Очевидно, что разница в весе разных частей шины в качественной новой покрышке минимальна (но она существует), и актуальность этой метки пропадет уже при первом экстренном торможении, так что уже при втором шиномонтаже эту метку можно не искать.
Метки любого другого цвета либо несут схожую смысловую нагрузку (например, красной меткой обычно помечена самая тяжелая часть шины, которую рекомендуется установить напротив ниппеля), либо предназначены для использования при первой установке шины на новый автомобиль в заводских условиях, поэтому практически никакой ценности ни для потребителя, ни для мастера шиномонтажа не несут.
В настоящем посте нет возможности раскрыть все особенности шинного производства, да и описывать это лучше специалистам, которые занимаются шинами. Я привел лишь минимально необходимую информацию, которая сформирует общие представления на что обращать внимание и как физически формируется система колеса.
Дисбаланс и биение колесных дисков
Способы проверки, рекомендации
1. Превышение допустимых значений дисбаланса диска
В связи с особенностями процесса литья, все легкосплавные диски обладают большим или меньшим дисбалансом. Балансировочные станки предназначены именно для выравнивания суммарного дисбаланса диска в сборе с шиной, и даже самый большой дисбаланс, после выравнивания на балансировочном станке, не оказывает на механизмы автомобиля никакого отрицательного воздействия и не снижает комфортности управления автомобилем. Поскольку дисбаланс колеса в сборе может изменяться в процессе эксплуатации (налипание грязи на внутренней полке диска, проворот шины на диске, появление грыж на шине, изменение геометрической формы диска), мы настоятельно рекомендуем проводить балансировку колёс как минимум перед каждым эксплуатационным сезоном.
Поскольку Российский стандарт (ГОСТ Р 50511-93) не оговаривает величину допускаемого дисбаланса, то на практике обычно руководствуются внутренними стандартами заводов – производителей колесных дисков. Данные предприятия являются поставщиками легкосплавных дисков на конвейеры мировых производителей автомобилей и, по нашему мнению, их внутренний стандарт может быть распространен на диски, поставляемые на российский рынок.
Во избежание спорных ситуаций, связанных с высоким (по мнению клиента) дисбалансом дисков, наша компания приняла решение довести до сведения покупателей предельные величины дисбаланса для литых дисков из легких сплавов (Таблица №1).
Рис.1 Изменение массы грузов в зависимости от их расположения на примере одного 14 дюймового диска (поочередно: набивные, самоклеящиеся и режим «один груз»)
2. Биение (радиальное и осевое)
Под биением диска подразумевается колебательное смещение посадочных полок под шину при вращении диска: параллельно радиуса колеса – радиальное, параллельно оси вращения колеса – осевое (торцевое) (Рис. 2). Колебания при вращении внешних закраин диска, монтажного ручья или лицевой поверхности диска биением не считается и не оказывает на эксплуатационные характеристики никакого влияния.
Рис. 2 Направление радиального и осевого биений относительно оси вращения диска.
Согласно пункта 2.7 Российского стандарта (ГОСТ Р 50511-93) биение обода на участках прилегающих к шине, для легковых автомобилей, не должно превышать 0.5 мм (Рис. 3)
Рис. 3 Выдержка из ГОСТ Р 50511-93.
Наиболее частой ошибкой клиентов, в вопросе определения биения диска, является попытка визуально оценить степень биения диска на балансировочном станке. Это неправильно. Человеческий глаз не самый точный инструмент, и визуально биение в 0.3 мм воспринимается человеком, как критическое, хотя по факту таким не является.
Для проверки биения диска используйте любой индикатор, электронный или часового типа, на штативе имеющий точность измерения не ниже 0.05 мм. Проверка проводится посередине посадочной полки под шину. Индикатор устанавливается параллельно радиусу диска при проверке радиального биения (Рис.4), и параллельно оси вращения диска при проверке осевого (торцевого) биения. (Рис.5)
Рис. 4 Правильная и не правильная установка индикатора при проверке радиального биения диска
Рис. 5 Проверка осевого (торцевого) биения диска
Биение проверяется исключительно по внутренним поверхностям обода диска.
К сожалению, наиболее частой причиной биения диска на балансировочном станке или на автомобиле является не неправильная геометрия диска, а какие-либо внешние факторы, как то наплыв краски на привалочной плоскости, налипшая грязь и т.п. Помните, что перед установкой диска на балансировочный станок и на автомобиль необходимо тщательно проверять привалочную плоскость и центральное отверстие. Так же проверяйте фланец балансировочного станка, и привалочную плоскость со ступицей на автомобиле. Любая соринка, ржавчина, кусочек липкой ленты или небольшая капля краски на этих поверхностях может привести к перекосу диска и как результат к ложному биению и изменению общей геометрии комплекта «шина, диск, ступица».