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.
Биение колеса: причины и последствия
Проблема балансировки колес возникла с появлением первых автомобилей. При низких скоростях и плохих дорогах она практически оставалась незаметной. Ситуация со временем изменилась кардинально. Поэтому ее актуальность резко возросла.
Зачастую водители наблюдают признаки разбалансировки колес. Как следствие, происходит биение руля. Биение диска колеса вызывается смещением его посадочных полок при вращении. Смещение бывает двояким: параллельно радиусу или оси вращения диска. В первом случае имеет место радиальное, во втором — осевое биение.
Биение колеса можно проверить с помощью специального индикатора. Он прижимается к поверхности вращающегося колеса. Прибор регистрирует смещение колеса в радиальном или осевом направлении. Показания снимаются в миллиметрах. Величину биения колеса визуально оценить нельзя. Точность измерения индикатора не менее 0,05 мм.
Радиальное биение колеса связано со статическим дисбалансом. Диск принимает яйцеподобную форму. Колебания колеса происходят вверх-вниз. Вращение такого колеса сопровождается наличием переменного вращающего момента на ось. В итоге — необратимое повреждение подвесок, покрышек, рулевого механизма.
Осевое биение колеса — результат смещения диска вдоль горизонта. Специалисты называют такое смещение «восьмёркой». Осевое смещение диска вызвано неравномерным распределением масс в плоскостях. Отрицательные последствия этого дефекта:
Дисбаланс колеса вызывается наличием несимметричных крутящихся масс. В частности, это могут быть ступицы, тормозные барабаны. Поскольку колесо является телом вращения, ему необходимо придать симметричную форму. Процедура балансировки состоит в уменьшении дисбаланса колеса до допустимого предела.
Баланс нарушается из-за износа резины и различных деформаций диска. Могут быть и другие причины, искажающие форму колеса. Правильно сбалансированное колесо — условие безопасного движения. Центральная ось инерции такого колеса совпадает с осью его вращения. Процесс изготовления колес и покрышек связан с определенными погрешностями. Поэтому, колесо не бывает сбалансированным изначально.
Принято различать статический и динамический дисбаланс. Статический дисбаланс имеет свои особенности. Неуравновешенная масса служит источником вращающего момента. Другими словами, колесо будет совершать колебательное движение. Оно будет продолжаться до достижения неуравновешенной массой крайней нижней точки. Колесо ведет себя подобно маятнику.
Устранение статического дисбаланса осуществляется укреплением уравновешивающего груза. Место крепления этого груза — точка, противоположная неуравновешенной массе. Так производят статическую балансировку колеса.
Причиной динамического дисбаланса является неуравновешенность по ширине колеса. Он проявляется только в процессе его вращения. Это приводит к смещению оси инерции и оси вращения. Вращение такого колеса сопровождается возникновением центробежных сил. Устранение динамического баланса возможно путем закрепления уравновешивающих грузов. Динамическая балансировка проводится на специальной установке.
К причинам, вызывающим динамический дисбаланс, в частности, относятся:
Главная причина биения колеса и дисбаланса — неоднородность шины, потому что она находится на наибольшем удалении от оси вращения. Кроме того, обладает большей массой и сложной структурой. В нее входят различные материалы: резина, такни, стальные проволоки. Чем дальше частица от оси, тем сильнее влияет на дисбаланс.
Биение на скорости
Почему происходит биение колеса на скорости? Выделим три наиболее характерных режима движения автомобиля:
Биение колеса на малой скорости может быть вызвано рядом причин. В числе основных факторов следует назвать:
Биение на больших скоростях — следствие нарушения балансировки. При налипании на колесо кусков грязи балансировка нарушается. Такое часто наблюдается после езды по грунтовой дороге. Под действием налипшего снега или льда происходит то же самое. Возможна и другая причина. Образование окатышей внутри покрышки.
Биение колес при торможении возможно из-за:
Биение передних колес ощущается сильнее. Ездить с нарушенной балансировкой небезопасно. Помимо вибрации, изнашиваются шины, диски, элементы подвески. Автомобиль может потерять устойчивость, что приведет к аварийной ситуации.
Биение задних колес влияет на устойчивость вождения в меньшей степени. Часто спрашивают: «Нужно ли балансировать задние колеса?». Обязательно! Дисбаланс и здесь приводит к неравномерному износу покрышек. Последствия биения задних колес не менее пагубны. Диски и подвески ускоренно разрушаются. Поэтому, их нельзя оставлять без внимания.
Информация предоставляется исключительно в справочных целях и не является публичной офертой. Мы не являемся магазином, не продаем и не осуществляем доставку товаров. Через наш сервис Вы можете найти нужные товары, перейти в магазин и оформить заказ на сайте продавца.
Бьет колесо при езде: основные причины и способы устранения
Вопросы, рассмотренные в материале:
Когда бьет колесо при езде, то водителя это заставляет беспокоиться. Его прямая обязанность – внимательно следить за состоянием своего железного товарища, и этот фактор точно не может остаться без внимания, ведь от него зависит его собственная безопасность.
Если вы хотите узнать основные причины биения колеса на малой, большой скорости и при торможении, а также разобраться, что в этих случаях можно сделать, читайте нашу статью до конца. Мы даем не только советы, но и приводим отзывы реальных автовладельцев на этот счет.
Виды биения колеса и их последствия
Биение колеса – это отклонение его диска от оси во время езды. При этом различают осевое и радиальное смещение. Водитель отмечает появление ударов или вибрации. Причем при возрастании скорости явление это становится все отчетливее.
Разберемся в видах биения колеса при езде более тщательно.
Актуально владеть информацией о возможных последствиях рассматриваемых дефектов. Результатом осевого биения колеса при езде могут быть такие неполадки, как:
Результаты воздействия радиального биения на автомобиль примерно такие же, но больше всего в данном случае страдает подвеска.
Выделяют статический и динамический дисбаланс. Они различаются, прежде всего, по методу ликвидации дефекта.
Статический дисбаланс возникает, когда вращающий момент вызывает неуравновешенная масса на колесе. Простыми словами, вращение без затруднений возможно до тех пор, пока неуравновешенная масса не займет крайнее свое положение. Поэтому колесо совершает маятникообразные движения.
Динамический дисбаланс обусловлен наличием неуравновешенности по ширине. Это можно заметить только на вращающемся диске. При наличии дефекта ось вращения колеса отличается от центральной оси инерции. Между этими двумя осями есть вполне различимый угол. Из-за наличия двух центров массы в различных частях диска наблюдается динамический дисбаланс. При езде такое колесо бьет, так как на него действуют направленные в противоположные стороны центробежные силы.
5 основных причин, почему бьет колесо при езде
Самое простое проявление вибрации колеса. Выражается в неравномерном вращении, с явно заметными рывками, что будет передаваться на кузов и руль в виде вибрации. Чаще всего дисбаланс заметен на скоростях от 80 до 120 км/ч. В данном вопросе существенную роль играет конструкция автомобиля. К примеру, одной модели хватит и 10–15 г для появления вибрации на рулевом механизме и кузове. Другая же спокойно переносит дисбаланс в 60–100 г.
Дефект появляется после установки новых шин, неправильной балансировки, как последствия преодоления ям на дороге, а также после повреждения шины из-за нарушения правил ее эксплуатации. Пагубно воздействуют на резину долгий простой машины, стоянка автомобиля на спущенных шинах. Случается, что при посещении автомойки с колес смывают балансировочные грузики.
Чтобы устранить проблему, достаточно корректно отбалансировать проблемное колесо.
Нередка и другая жизненная ситуация. После преодоления заснеженных участков дороги бьет переднее колесо при езде на скорости 50–70 км/ч. Какова же причина этого?
В данном случае виновником дисбаланса является налипший снег. Из-за него в комплексе диск-шина изменился центр масс, и при вращении теперь оно отклоняется от идеальной окружности.
Рассмотрим скорость 50 км/час. Например, автомобиль Toyota LC200 оснащен стандартными покрышками 285/55R20. При заданной скорости эти шины делают 5,3 оборота каждую секунду. Попытайтесь представить эту впечатляющую скорость, с которой вращается полностью собранное колесо.
Более того, во время вращения на шину и диск не должно попасть что-то, способное существенно изменить стандартизированные показатели. 
Можно сказать, что снег и грязь способны вызывать такой же эффект, как нарушенная балансировка. Однако в данном случае вибрация может быть более сильной. При езде по грунтовым дорогам на колеса налипает грязь, снег можно подцепить при преодолении сугробов или стоянки в заснеженных местах.
Случается, что водитель не понимает, как может небольшое количество снега вызвать биение переднего колеса при езде на скорости от 60 км/ч и выше. Между тем объясняется все очень просто. В среднем во время балансировки на колесо прикрепляют грузики от 20 до 60 грамм. Между тем вес куска льда или грязи, налипшего на половине окружности диска слоем до 2-3 см, значительно больше.
Бывает и так, что снег или грязь достаточно одинаково распределяются по окружности колеса, и никакого дисбаланса не возникает. Однако затем во время мытья машины загрязнение смывается только с части колеса. Вот тогда отмечается очень сильная вибрация.
Для исправления ситуации нужно тщательно очистить колесо от загрязнений. Эту проблему с радостью решат на автомойке, удалив с обода грязь и снег. Однако в некоторых моделях колес промывка обода без демонтажа существенно затруднена.
При повреждении диска в результате наезда на препятствие или попадания в аварию величина дефекта напрямую влияет на силу вибраций, вызываемых им на кузове и рулевом механизме.
Чаще всего вместе с деформацией колеса вследствие удара ухудшается его дисбаланс. При езде такие колеса бьют так же, как и неотбалансированные.
Выход 1 – при небольших деформациях, составляющих 1-2 мм в осевую или радиальную сторону, проблема решается тщательной балансировкой колеса.
Выход 2 – ремонт диска. Это более правильный путь. Работу производят на специальных стендах, дающих возможность довести геометрические параметры литых и стальных дисков до стандартных.
Внимание! Ремонт диска колеса при помощи молотка и других бытовых инструментов недопустим. Иначе велика вероятность нанести диску еще больше повреждений, с которыми не справятся даже на сервисе. Практика показывает, что чаще всего удары наносят неточно, а посадочные места шины и вовсе не удается исправить кустарными методами, особенно это присуще стальным дискам.
Если отсутствует центровка колеса на ступице, то колесо при езде бьет так же, как и при дисбалансе. При этом вибрация зачастую еще более сильная и появляется даже на малой скорости. Проблема присуща неоригинальным дискам, у которых диаметр посадочного отверстия зачастую превышает диаметр выступающего элемента ступицы на 1 мм или более.
Эта проблема может быть обнаружена своими силами. Нужно поднять автомобиль около исследуемого колеса, значительно ослабить затяжку колесных болтов и, прижав колесо к ступице, покачать его вниз и вверх, прислушиваясь к наличию люфта. При отсутствии каких-либо перемещений колеса следует поискать источник проблемы в другом месте. Если же наблюдается люфт от 1 мм, то, вероятнее всего, причина найдена.
Устранить этот дефект можно при помощи использования центровочных колец. Нередко решают заменить диск или же пытаются как можно точнее установить его на ступицу вручную и равномерно затянуть болты.
Рекомендуем
Правильная геометрия шин нарушается в результате двух обстоятельств. Первое – это заводской брак в покрышке. Второе – это повреждение как итог неправильного использования. Например, длительный простой транспорта, стоянка при спущенном колесе, езда на шинах с неправильным давлением, перегрузка автомобиля, использование несоответствующих сезону покрышек, наезд на дорожные препятствия и ямы.
Если провал протектора был вызван продолжительным нахождением колеса в спущенном состоянии, то есть еще вероятность, что покрышка раскатается и примет первоначальные размеры. При движении такие шины ведут себя как неотбалансированные.
Исправить ситуацию можно, повторив процедуру балансировки проблемного колеса. 
Случается, что на протекторе появляются радиальные грыжи или шишки. Эти дефекты быстро растут и лысеют. Не существует способа отремонтировать данные повреждения. Наиболее подвержены возникновению таких неприятностей шины NOKIAN, чаще зимние. На руле вибрация отдается как покачивание в разные стороны. Если же шина с дефектом расположена на задней оси, то ощущается нечто похожее на пританцовывание автомобиля, уже начиная со скорости 10–20 км/ч.
Для устранения проблемы необходима дефектовка и замена шин.
Биение колеса при езде на малой, большой скорости и при торможении
Разберемся теперь, почему бьет переднее колесо при езде. Можно разбить все движение машины на три основных режима:
1. На малой скорости колесо может бить по нескольким причинам. Выделим самые существенные из них, а именно:
2. Если появляется биение колеса при езде на большой скорости, тут явно нарушена балансировка. Например, причиной может стать налипшая на колесо грязь. Ситуация вполне частая после передвижения по грунтовым дорогам. Похожий эффект создает налипший на колесо лед и снег. Также биение может быть спровоцировано окатышами, появившимися внутри шины.
3. При торможении возникновение биения может быть обусловлено такими обстоятельствами:
Биение колес спереди проявляется в большей мере. Стоит подчеркнуть, что эксплуатировать автомобиль с биением на колесах опасно. Это не только неприятная вибрация, но и преждевременный износ дисков, покрышек и деталей подвески. А это, в свою очередь, чревато потерей устойчивости транспортного средства, что может спровоцировать аварию.
Биение колес на задней оси меньше влияет на надежность управления автомобилем. Нередко возникает вопрос: «Нужно ли проводить балансировку задник колес?» Несомненно, нужно! Наличие дисбаланса, независимо от места установки, вызывает быстрый износ шин. Биение задних колес также способно натворить немало бед. Самое главное последствие – сокращение срока службы диска и деталей подвески. А потому нужно уделить внимание и задним колесам.
7 дополнительных причин биения колеса при езде
Наиболее частыми виновниками появления вибрации на рулевом механизме и корпусе авто оказываются именно колеса. Проблемы эти давно изучены, как и методы их устранения. Но бывают и другие причины возникновения вибраций. Приведем в кратком виде наиболее распространенные из них, в основном касающиеся ходовой. Эти причины также поддаются диагностике и ремонту.
Мнение автовладельцев о биении колеса при езде
«Проблема решается заменой поворотного кулака со ступицей, в качестве нового лучше выбрать контрактный. Других причин для стука там нет».
«Вероятнее всего, переднее колесо при езде бьет из-за неровной запрессовки подшипника. Также может быть сильно изношено его посадочное место. Ступица вполне допускает до пяти замен подшипника. Однако неаккуратной его посадки достаточно для появления биений. А вот сам вал деформировать очень сложно, ведь он большого диаметра и короткий. Согнуть его нереально».
«Подвешиваешь переднюю часть машины и снимаешь колесо. После чего раскручиваешь ступицу двигателем. При биении тормозного диска его тоже демонтируешь. Снова раскручиваешь ступицу. При наличии биений ее нужно заменить.
Предположу, что, скорее всего, виноваты неумелые руки или загрязнение между диском и ступицей.
Поэтому первым делом снимаем колесо и тормозной диск. Далее все места контактов чистим корщеткой. Если данных мер оказалось недостаточно, возвращаемся к предыдущему посту».
Рекомендуем
«Встречал штампованные диски, где посадочное место для ступицы изготавливалось методом штамповки под прессом. В результате по краям наблюдался технологический буртик. Из-за этого диск не прилегал плотно к ступице и во время затяжки болтов смещался. При езде появлялось биение и очень сильная вибрация. На стенде этот диск проходил балансировку, но стоило повернуть его на оси станка – и процедуру нужно было начинать сначала.
Хорошим решением в данном случае будет исследование диска и шины на наличие биения при помощи индикаторной стойки».
Новые колеса — бьет руль
Солнце припекает. И когда в очередной раз ехал с открытом окном — словил себя на мысли что неплохо бы переобуться.
Поехал к мужичку, который посоветовал мне зимнюю резину (очень доволен ей остался). Поехал обсудить летнюю и что-нибудь взять.
Но сходу стало понятно что у него есть только Barum, и его он мне будет втюхивать. А барум с неприлично мягкой боковиной. Прямо до ужаса — мягче никогда не видел. Ну да ладно, пошел я дальше.
Зайдя в пару мест, посоветовавшись с ребятами на монтаже — остановился на Kleber 225/45/R17. Его и взял. Кстати, классный метод — на 3-4 шиномонтажа заехать и спросить «что в этом сезоне по моде?«
P.S. Советовали еще Motador, но его я не нашел.
И так, резина куплена, деньги уплочены — колеса обуты. А езжаю я спокойно (в основном). Но когда очень нужно — нарушаю (аккуратно нарушаю, уж простите меня за вольность).
Вообщем в 3-ей полосе МКАД МУНД разгоняюсь до 140. И понимаю что руль настолько сильно бьет, что держать его противно. Первая мысль — балансировка
2) Раскатка дисков
Решили только передние. Вообщем сделали, еще раз перебалансировали. Стало намного лучше! Визуально биение прошло, но все равно когда руки на руле — чувстовалось. Вывод был один — подвеска. Что ж еще…
3) Лезем в подвеску
И тут ждал сюрприз. Сайлентблоки передних рычагов были настолько мертвы, что мастер заявил «Это худшие в этом году»
Поменяли еще и рулевую тягу левую (или я не так назвал, вообщем то что в наконечник входит) — тоже была так себе.
Выехал и… блин, как она круто рулится стала. Едем на развал
4) Делаем развал
Найти в 9 вечера развал сложно, но я справился. После выехал на трассу — ничего не поменялось. Расстроенный, решил идти на риск — раскатка задних.
5) Раскатка дисков 2
На СТО меня были рады видеть и интересовались как после раскатки передних. Сделали — поставили, отблалансировали — поехал. Проблема осталась. Хоть и была сведена к нулю. Ровно на 118 км / ч начиналась вибрации на руле. Ничего не оставалось как ехать и ругаться за резину…
6) Наезд на продавца, моральное унижение и успех
Продавец находится рядом с шиномонтажом. Поговорил я с мастером — он считает что если все сделано — проблема в резине. Но предложил перебалансировать, просто посмотреть.
И тут оказывается что на передних не хватает по 15/25 мг. Вроде не много, и бить не должно — но поправили на всякий. Ударили по рукам и расстроенный я уехал. Резина за 75$ колесо, а занимаюсь какой-то фигней. Зимний Taurus за 50$ колесо так мне проблем не доставлял.
Выезжаю я на трассу и понимаю что машинка едет идеально. Перестало водить по сторонам и вибрации нет вообще (только то что от дороги). Для чистоты эксперимента выехал на прямую свежую дорогу, 170 км/ч — полет супер)
Набираю мастеру, рассказываю все — сходимся на том что на балансировке у тех, кто раскатывал диски, явно не калиброванный станок. Поезжаю еще тысячу-две, перебалансирую.
С кучей потраченных денег и удовлетворением, что все нормально — отправился в долгий путь.