Wyważanie kół

Wyważanie kół Raven Media – Maciej Blum
Maciej Blum
21.3.2022

Elementy układu napędowego są wyważane indywidualnie w procesie produkcyjnym. Półosie napędowe mają charakterystyczne naspawane płytki, które gwarantują stałość wyważenia przez cały okres użytkowania. Tarcze hamulcowe są frezowane w taki sposób, aby zachować równomierny rozkład masy. Podobnie jest z kołami, które są wyważane przed montażem w samochodzie.

Każde wyważenie to proces pomiaru wirującej masy oraz korekcja, która polega na jej usunięciu (frezowanie materiału na tarczy hamulcowej) lub dodaniu w odpowiednim miejscu obracającego się elementu (ciężarek na kole). Należy pamiętać, że w przypadku pomiaru mamy do czynienia również z błędami pomiarowymi oraz tolerancjami pomiarowymi.

W najbardziej niekorzystnym przypadku może się zdarzyć, że mimo fabrycznego wyważenia półosi napędowych, tarcz hamulcowych i piast oraz prawidłowego wyważenia kół pojazdu po złożeniu tych wszystkich elementów otrzymamy sumaryczne niewyważenie na poziomie przekraczającym tolerancję. Będzie się to dawało we znaki podczas jazdy.

Wspomniane wcześniej tolerancje i błędy pomiarowe stanowią jedno ze źródeł drgań elementów wyważonych i złożonych razem. Kolejnym dość ważnym czynnikiem, który wpływa na ewentualne odchyłki w wyważeniu, jest sposób montażu koła na wyważarce.

>>>>Producenci i dystrybutorzy urządzeń do obsługi ogumienia<<<<

W samochodzie koło centrowane jest na walcowej powierzchni piasty, o którą opiera się walcowy otwór obręczy. Dodatkowo stożkowe powierzchnie śrub (nakrętek) ustawiają koło z odpowiednią dokładnością w stosunku do osi piasty. Powierzchnia płaska piasty odpowiada za prawidłowe ustawienie koła względem płaszczyzny obrotu piasty.

W tym miejscu należy zwrócić szczególną uwagę na czystość piasty i samej obręczy. Tak jest na samochodzie. W wyważarce koło jest montowane z zachowaniem płaskiej powierzchni przylegania. Nie jest ono centrowane w taki sam sposób jak na piaście samochodu, lecz z wykorzystaniem stożka dociskowego (w przypadku felg stalowych). W przypadku obręczy ze stopów lekkich obręcz opierana jest na dodatkowym stożku i dociskana przez stożkowo zakończone szpilki, które opierają się w gniazdach śrub koła. To mocowanie jest zbliżone do mocowania na piaście, jednak też nie jest identyczne.

Jakie siły działają na łożysko w przypadku niewyważenia koła

W przypadku tylko niewyważenia na piastę koła działają siły odśrodkowe spowodowane nierównomiernym rozkładem masy na obwodzie koła. Przykładowo dla koła o wymiarze 245/45R18 (Opel Insignia) oraz niewyważenia wielkości 10 g możemy obliczyć siły działające na piastę.

W tym celu skorzystamy ze wzoru na siłę odśrodkową:

                  mV2  
      F =  --------------  = mω2 × r
                   2
gdzie: m – masa niewyważenia (w naszym przypadku 10 g = 0,001 kg),
V – prędkość liniowa – obliczymy siłę działającą przy 100 km/h, czyli przy 27,78 m/s,
ω – prędkość kątowa wyrażona w radianach na sekundę – przy prędkości 100 km/h koło wykonuje 13,05 obrotu na sekundę, czyli 13,05×2Π rad/s,
r – promień koła – w naszym przypadku 338,85 mm = 0,33885 m (obliczeniowa średnica koła 245/45R18 to 677,7 mm), obwód koła – 2128,66 mm (2,12866 m).

Podstawiając te dane do wzoru, otrzymujemy:

F = mω2 × r =
= 0,01 × (13,05 × 2Π)2 × 0,33885 =
= 0,01 × 6730,73679601 × 0,33885 =
= 22,77 N

Wartość ta odpowiada masie ok. 2,32 kg, która oddziałuje na łożysko z każdym obrotem koła, czyli przy prędkości 100 km/h z częstotliwością 13 razy na sekundę. Ale to nie koniec – koło 13 razy na sekundę naciska na powierzchnię jezdni z mniejszą siłą. Powoduje to nierównomierne zużywanie się powierzchni bieżnika, a w skrajnych sytuacjach może doprowadzić do zerwania przyczepności. Przy 20 g mamy już 5 kg siły działającej na koło.

 

Artykuł ukazał się w czasopiśmie

O Autorze

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę