pd-КВАДРАТ!

ДИСБАЛАНС

Даже бесформенные останки аварийного колеса при желании можно отбалансировать: вывешенное, оно будет вращаться практически без вибрации. Ну, а как насчет его основной функции - быть опорой движущегося авто? Взгляните на рис. 1 и 2. Чем больше радиальное биение колеса (рис. 1), тем сильнее оно трясет узлы подвески, управления, а через них и кузов. Современные нормы ограничивают его величиной 1,0 мм. Считается, что при этом возбуждаемая колесом вибрация мало сказывается на состоянии машины, ощущениях водителя и пассажиров.

Но у колеса есть и осевое биение (рис. 2) - при каждом обороте пятно контакта несколько смещается вправо-влево, передавая на руль переменную силу - и он колеблется. Норма для осевых биений колеса - не больше 1,5 мм. Между тем под действием ударов и других факторов диск и шина порой искривляются настолько, что фактическое смещение пятна контакта с дорогой от обоих видов биений превышает "допуск" во много раз! Такому колесу место на свалке.

Определить эти дефекты легко. У "квадратного" колеса биение и протектора, и обода видны невооруженным глазом. Можно их измерить - например, воспользовавшись кирпичом с линейкой (см. фото). Хотите точнее? А зачем? Биение около миллиметра - приемлемо, "вопиющее" - недопустимо!

Иногда у новых шин встречается врожденный дефект (рис. 3). Смещение "половинок" хотя бы на полмиллиметра вызывает при качении переменные силы в контакте с дорогой, что крайне нежелательно.

Но очень часто трясут и колеса отличной формы, ни разу не битые. Причина хорошо известна - недостаточно тщательная балансировка и, как следствие, "остаточный" дисбаланс.

РАЗНЫЕ КОЛЕСА

Однажды к нам за советом обратился коллега из неавтомобильного издания. Он пригнал из автосалона "девятку"... с разными колесами! Мы это поняли, не видя машины - по его рассказу: "Трясет руль! То сильней, то слабей - метров через сто. Может, проверить сход-развал, тормоза, рулевое?"

Причем тут сход-развал или рулевое, когда на передке колеса разные! Бедняга чуть табачным дымом не поперхнулся! Мол, как это возможно, чтобы на новой машине разные колеса?! Мы оказались правы. На левом - штатная шина 175/70х13, а на правом 165/70х13. Ошибка на конвейере? Вряд ли. А вот в автосалонах всякое бывает!

Тут пострадавший задал первый осмысленный вопрос: "А все же почему новенькие колеса руль трясут?"

ХОРОША ТЕОРИЯ...

Перед нами совсем новая "Самара". Насколько хорошо отбалансированы колеса - неизвестно. А чем больше остаточный дисбаланс колеса, тем сильней трясет машину: вертикальную вибрацию как-то сглаживает амортизатор, горизонтальная же может передаться на руль.

Как это происходит, показано на рис. 4. Векторы неуравновешенных сил вращаются вместе с колесами и когда совпадают по направлению (рис. 4, а), передок автомобиля колеблется преимущественно в продольно-вертикальной плоскости, а руль спокоен. Но взаимоположение "тяжелых мест" колес меняется: на повороте они проходят разные пути, бывает, что неодинаково изношены, накачаны и т. д. В положении, как на рис. 4, б, неуравновешенные силы трясут руль уже вокруг его оси. Направления вибрационных перемещений показаны красными линиями.

А теперь о том же - в цифрах. Допустим, одно колесо всего на 0,1% меньше другого - результат износа. На прямой дороге на 1000 оборотов большего приходится 1001 оборот меньшего. При окружности протектора около 1,8 м через каждые 1800 м повторяется вся картина вибраций (уверен, многие автолюбители подобное замечали).

В случае с коллегой, обмерив шины, мы получили другие цифры: окружность левой - 183 см, а правой - 179 см. Если не лезть в дебри теории, то примерно через 50 оборотов левой (в пути около 91,5 м) правая сделает 51 оборот. Картина опять-таки периодически повторяется.

На рис. 5 показаны переменные силы, передаваемые на руль колесами, в виде синусоидальных кривых с немного различающимися частотами. Их совместное действие иллюстрирует алгебраическая сумма. Не правда ли, занятно! Вот так и "треплет" руль - то больше, то меньше.

Но то же мы получим, гоняя машину с одинаковыми колесами по круговой трассе. Вот ответ еще на одну загадку: почему иногда вибрации руля неожиданно возникают (или, напротив, пропадают) после поворота дороги.

Еще один пример. Зима. Дорога "пятнистая": тут асфальт, там лед. Руль трясет то сильней, то слабей, но без всякой системы... В чем дело? В хаотических проскальзываниях колес.

Ну а что объединяет все эти примеры? Существенный остаточный (после балансировки) дисбаланс колес, близкий к верхнему "допуску". Иначе говоря, балансировать их желательно как можно более точно. При малейших сомнениях в результатах балансировки стоит потребовать, чтобы колесо установили на станке через специальный адаптер, тогда оно центрируется строго по отверстиям под крепежные шпильки или болты, как и на автомобиле.

НЕПРОСТЫЕ "РЕАЛИИ"

Схема, показанная на рис. 3, - самая простая. В действительности любое реальное колесо имеет не только какой-то остаточный дисбаланс - статический и динамический, но и погрешности формы, да и жесткость шин по окружности неравномерна. К тому же вместе с колесами вращаются массивные детали - тормозные диски, приводы. Случалось, что, желая побороть вибрации, кто-то покупал высокоточные колеса, "обувал" их в лучшие шины, тщательно балансировал... и в итоге разочарованно разводил руками. А "виноватыми" оказывались тормозные диски.

Наконец, на больших скоростях вращения шина ощутимо деформируется от центростремительных сил, и тогда дефекты ее каркаса, брекера, протектора могут выливаться в дополнительный дисбаланс. На низкооборотном станке и не поймаешь!

Чаще всего кривой диск заменяют. Но будет ли новый лучше? К сожалению, не то нынче качество запчастей, чтобы на это рассчитывать.

Особого внимания заслуживает внезапное, без видимых причин увеличение вибраций колес или руля. Остановимся, осмотрим машину.

Прилипший к ободу ком глины, намерзший лед, потерянный балансировочный грузик - серьезные, хотя и безобидные источники "лихорадки". А вот когда на шине "грыжа" с кулак или отслоился кусок протектора - значит, остановились не зря: не доводить же дело до взрыва колеса!

Иногда в дисках колес (даже мягких стальных) возникают усталостные трещины. Сначала небольшие. Неряха, не моющий колес, едва ли их заметит. Позже трещины станут расти все быстрее и тряска начнет нарастать. Тот, кто на это отреагирует, будет прав, иначе колесо развалится.

Если руль трясет, важно понять характер вибрации. И в зависимости от этого искать ее источники. Биения колес выявить несложно. Запредельные недопустимы. В таких случаях диски колес меняют или (если это еще возможно) ремонтируют. Но для "кривых" шин - только замена.

Проверяем биения протектора.

Рис. 1. Радиальное биение колеса.

Рис. 2. Осевое биение колеса и смещение его пятна контакта при качении.

Рис. 3. Такую шину лучше не покупать.

Рис. 4. Так колеса трясут подвеску и руль.

Рис. 5. Просто физика: переменные силы, передающиеся от колес на руль, и их алгебраическая сумма. Левое колесо больше правого. Вибрации руля периодически нарастают и убывают.