Балансировка руля


Балансировка колес автомобиля — Причины биения руля на скорости, при торможении

Посещая шиномонтаж, автолюбители воочию видят процесс балансировки колеса. Он проводится на специальном стенде, наглядно демонстрирующем размер груза, который необходимо прикрепить с каждой стороны к ободу колесного диска. Для чего это делается, чем может обернуться дисбаланс, а также по каким причинам в дороге может вдруг начаться биение руля – ответам именно на эти вопросы мы и посвятим сегодняшнюю статью.

Что это такое и для чего проводится балансировка колес?

Говоря научным языком, балансировка проводится для того, чтобы в полном объеме провести компенсацию неоднородности массы колес автомобиля. Те самые грузики как раз и призваны выровнять эту неравномерность. Они прикрепляются как с наружной части колесного обода, так и с внутренней. Почему? Дело в том, что для устранения статического колесного дисбаланса требуется наличие компенсирующей силы, одинаковой по своему значению с центробежной силой, но с противоположным вектором действия.

Проводить балансировку колес нужно по двум основным причинам и делать это необходимо в обязательном порядке.

  • Во-первых, она позволяет минимизировать износ резины во время эксплуатации,
  • во-вторых, ровная плоскость качения колеса препятствует преждевременному выходу из строя деталей и узлов подвески.

Почему в дороге возникает биение рулевого колеса?

Тема биения руля имеет чрезвычайно тесную связь с понятием балансировки. Основная причина этого – вдруг возникший дисбаланс, который может проявиться из-за самых разнообразных факторов.

  1. Грязь. Это наиболее распространенная причина нарушения баланса колес во время движения. Жижа налипает с внутренней стороны колеса, а после высыхания она не способна самопроизвольно удалиться. Выровненные массы снова становятся неравномерными, вследствие чего руль начинает бить, привнося дополнительные неудобства при управлении автомобилем.
  2. Нарушение геометрии колеса. Погнутый диск или искривленная вследствие неправильного хранения шина – это причины, по которым качественно отбалансировать колесо практически невозможно. На небольших скоростях эти нарушения будут не слишком заметны, зато при движении по трассе, когда средний скоростной уровень находится в районе 85-100 км/ч, все изъяны моментально заявят о себе.
  3. Поломки в подвеске. Зачастую биение руля появляется после попадания колес автомобиля в глубокие ямы. Подобные удары несут максимально губительные последствия для деталей подвески. Если какие-то её узлы начинают функционировать с нарушениями, колесо может потерять строгую вертикаль плоскости качения. Даже если оно идеально отбалансировано, вам потребуется устранить все повреждения и провести процедуру регулировки развала-схождения. Лишь после этих восстановительных мер работа автомобиля вернется к своим первоначальным качественным характеристикам.
  4. Несоответствие колесных дисков ступичным характеристикам. Не случайно все производители указывают параметры дисков, пригодных к эксплуатации на автомобиле. Стоит ими пренебречь, как руль начинает бить или вибрировать. Это происходит вне зависимости от выбранной скорости движения. Решением может служить установка специальных пластиковых шайб-прокладок, но, справедливости ради, скажем, что помогает подобная мера далеко не всегда.

Какие могут быть последствия?

Биение и вибрации руля имеют исключительную важность при эксплуатации авто. Длительная езда с подобными проблемами может вывести из строя критически нагруженные узлы подвески, даже если изначально они были в полном порядке. Это чревато серьезными проблемами безопасности, которые могут проявиться прямо во время движения. Например, при критических повреждениях ступичных подшипников зачастую происходит заклинивание колеса. Представьте, что будет, если подобное случиться на трассе, когда машина движется на высокой скорости! Она станет абсолютно неуправляемой, чем может спровоцировать столкновение с другими автомобилями. Последствия этого с большой долей вероятности окажутся фатальными.

Подведем итоги

В конце статьи призовем автовладельцев отказаться от недооценки любого действия, связанного с правильным функционированием автомобиля. Мы много раз говорили и готовы повторить вновь – мелочей в данном вопросе не бывает. Даже, казалось бы, самое элементарное действие может оказаться чрезвычайно важным, напрямую влияющим на безопасность управления автомашиной. Правильная балансировка колес является именно таким на первый взгляд незаметным, но критичным для практической эксплуатации авто, фактором.

servicing-auto.ru

Аэродинамическая компенсация и весовая балансировка рулей » Привет Студент!

Уменьшение шарнирного момента руля, приводящее к снижению усилия на командные рычаги управления, осуществляется с помощью аэродинамической компенсации. К аэродинамическим средствам компенсации относятся следующие (рис. 63): осевая и роговая компенсация рулей; внутренняя или статическая компенсация рулей; сервокомпенсатор; пружинный сервокомпенсатор.

Сущность осевой компенсации заключается в том, что ось вращения руля помещается не вдоль носка, а несколько сзади (ближе к центру давления). В результате уменьшения расстояния аэродинамической силы Rp от оси вращения шарнирный момент уменьшается. Дальнейшее перемещение оси вращения в направлении от носка может привести к перемене знака шарнирного момента; это явление носит название перекомпенсации. Величина осевой компенсации определяется из соотношений:

 

 

где Sр.в,  Sр.н,  Sэл— соответственно площади руля высоты, руля направления и элерона;  Sк.в,  Sк.н,  Sк.э — площади компенсационной части указанных рулей.

 

 

 

У рулей, снабженных роговой компенсацией, концевая часть рулевой поверхности располагается перед осью руля и при повороте руля действующая на роговой компенсатор аэродинамическая сила создает момент, противоположный шарнирному моменту.

Внутренняя или статическая компенсация рулей чаще всего применяется на элеронах. Носок элерона соединяется с крылом воздухонепроницаемой гибкой диафрагмой. При отклонении элерона избыточное давление на диафрагму создает силу, способствующую его отклонению. Для компенсации такого типа характерно отсутствие перетекания воздуха из зоны повышенного давления в зону пониженного, а также устранение выхода носка руля при его отклонении за габариты крыла, что снижает лобовое сопротивление крыла. Внутренняя компенсация особенно полезна при полете на больших скоростях, однако осуществление ее в тонких профилях затруднено, так как она ограничивает углы отклонения элерона.

На рис. 63, г приведена схема сервокомпенсатора. Принцип действия его подобен действию триммера. В то же время между ними имеется существенное различие. Если триммер отклоняется только по воле пилота и отклонение руля не вызывает поворота триммера, то сервокомпенсатор при помощи четырехзвенного механизма отклоняется всегда в сторону, обратную отклонению основного руля.

Угол отклонения компенсатора увеличивается при увеличении отклонения руля.

Рассмотрим работу пружинного сервокомпенсатора. Качалка Управления, помещенная на оси вращения руля на подшипниках, соединяется с рулем через пружинную тягу с предварительно затянутыми пружинами (на схеме для простоты эта тяга показана виде одной пружины). Второй конец качалки жесткой тягой соединен с компенсатором. Если снять пружинную тягу, то поворот качалки управления не вызовет отклонения руля, а вызовет поворот компенсатора. В том случае, когда аэродинамические силы, действующие на руль, малы и усилия, потребные для отклонения руля, не превышают усилий предварительной затяжки пружин в пружинной тяге, то последнюю можно рассматривать как жесткий стержень неизменной длины, и поворот руля не вызывает отклонения компенсатора. При этом вследствие малой величины шарнирного момента не требуется применение аэродинамической компенсации.

Но как только аэродинамические силы, действующие на руль, возрастут, например вследствие увеличения угла отклонения руля или повышения скорости полета, и для отклонения руля потребуются усилия в тяге управления, превышающие усилия предварительной затяжки пружин в пружинной тяге, то при отклонении руля одновременно пружинная тяга будет удлиняться или укорачиваться. Это вызовет поворот качалки относительно руля и отклонение компенсатора в сторону, противоположную отклонению руля. Угол отклонения компенсатора пропорционален усилию, потребному для отклонения руля.

Таким образом, автоматически включившийся (отклонившийся) сервокомпенсатор снижает усилия, потребные для отклонения руля до вполне допустимых величин. Пружинный сервокомпенсатор широко применяется на рулях направления многомоторных самолетов.

Расчеты показывают, что у сверхзвуковых самолетов наблюдается чрезвычайно сильный рост усилий на рычагах управления. Широкий диапазон изменения этих усилий от малых на дозвуковых скоростях до очень больших на сверхзвуковых скоростях полета требует вводить переменную по числу М аэродинамическую компенсацию. Рассмотренные здесь виды компенсации не дают возможности получать приемлемые (по величине и знаку) усилия на рычагах управления на всех скоростях полета. Выходом из положения явилось применение системы управления, в которой усилия пилота усиливаются.

Однако и при наличии усилителей управления (бустеров) рули должны иметь аэродинамическую компенсацию: во-первых, для снижения потребных мощностей бустеров, во-вторых, для повышения безопасности аварийного перехода на ручное управление при выходе бустера из строя.

Весовая балансировка (весовая компенсация) рулей предназначена для предотвращения незатухающих упругих колебаний оперения и крыла, возникающих при полете на больших критических скоростях. Сущность весовой компенсации состоит в том, что центр тяжести руля совмещается при помощи дополнительных грузов, расположенных в передней части руля, с осью его вращения или сдвигается вперед относительно оси. В последнем случае весовая компенсация называется перебалансированной.

Весовая компенсация осуществляется с помощью чугунных болванок и различных агрегатов, устанавливаемых в носке руля. Возможна также установка компенсирующего груза на специальных кронштейнах, прикрепленных к рулю. Эти противовесы стремятся разместить внутри неподвижных частей оперения или внутри фюзеляжа.

 

Используемая литература: "Основы авиации" авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

privetstudent.com

Секреты балансировки: Квадратные колеса — журнал За рулем

Один из источников вибрации автомобиля — «неправильные» колеса. Их капризы знает Анатолий Вайсман.

Анатолий Вайсман

Анатолий Вайсман

Анатолий Вайсман

Подайте круглое!

Затрясло машину — не паникуй: устранить причину, случается, проще пареной репы. Скажем, при езде по ровному асфальту колеблется руль. Всегда виноваты колеса! Особенно если машина с легким реечным управлением — например, переднеприводный ВАЗ. С колесом следует обращаться на «вы»: чем быстрей оно крутится, тем жестче требования к точности его формы, качеству балансировки и монтажа. Если балансировка «на троечку», при вращении колеса инерционная сила «тяжелого места» и вызывает тряску. А дальше простая арифметика. Допустим, за один оборот колесо проходит 2 м, трясет же сильней всего на 90 км/ч (25 м/с). Значит, резонансная частота колебаний — 12,5 Гц... Запомни: руль может успокоить лишь ювелирная балансировка передних колес. Тщательно ее делают не все и не везде, так что ищи опытных мастеров.

Картина вибраций не всегда проста. Если трясет лишь одно колесо, то все зависит от его дисбаланса и скорости вращения. Максимум — все на той же резонансной скорости. Но если всякий раз после поворота дороги руль трясет иначе, чем до него, значит, не в порядке оба передних колеса. Пройденные ими пути в повороте разные — взаимоположение «тяжелых мест» и их действие на руль меняются. Если с постоянной скоростью гнать круг за кругом по дорожке трека, вибрации будут нарастать и убывать.

Медленно вращая колесо, контролируем биение обода в поперечном направлении. Дополнительно проверим и шину. Биение свыше 0,5 мм нежелательно. Столь же важно ограничить и радиальное биение колеса. Только колесо правильной формы есть смысл балансировать.

Медленно вращая колесо, контролируем биение обода в поперечном направлении. Дополнительно проверим и шину. Биение свыше 0,5 мм нежелательно. Столь же важно ограничить и радиальное биение колеса. Только колесо правильной формы есть смысл балансировать.

Медленно вращая колесо, контролируем биение обода в поперечном направлении. Дополнительно проверим и шину. Биение свыше 0,5 мм нежелательно. Столь же важно ограничить и радиальное биение колеса. Только колесо правильной формы есть смысл балансировать.

Но иногда такое бывает и на прямом шоссе. А о причине немногие догадываются — это плохо сбалансированные колеса... разного размера! Объяснение элементарное: вот ты заменил свежей запаской колесо с протектором, изношенным на 1,5 мм. Если запаска проходит за оборот все те же 2 м, то работавшее колесо — 1,9906 м. С каждым оборотом «тяжелое место» одного колеса смещается относительно другого — и вибропортрет машины будет повторяться через 423 м пути. Конечно, чем больше разница в размерах шин, тем чаще повторы. Ну а все это могут дополнительно запутать скользкие дороги! Короче, если не хочешь головоломок — следи за балансировкой.

Увы, этим проблема не исчерпывается. Например, коленвал отлично уравновешен, а деформированное колесо, как его ни балансируй, продолжает сильно трясти. Ехать на таком «колесе» — увольте! Подайте круглое. Сравним (рис. 1, а, б) поведение деформированного колеса на гладком покрытии и исправного — на ухабистом. Если бугор на шине воспроизводит протяженность и высоту бугра на покрытии, то траектория оси колеса при медленном движении одна и та же. При высокой скорости могут быть свои нюансы, но все же тряска от кривой шины неизбежна.

Как на ходу узнать, что колесо или шина кривые? Если мягко водит руль или кузов покачивает при скоростях 5–10 км/ч, когда роль дисбаланса ничтожна, значит, хотя бы одно колесо повреждено. Все, что сказано выше про переменную тряску в поворотах и т. п., справедливо и для кривых колес.

Итак, одной балансировки колесу мало — важно, чтобы в контакте с дорогой у вращающегося колеса не было геометрических биений — радиальных, осевых и любых иных. А то ведь и совершенно круглое, оказавшись на деформированной ступице, может подкинуть загадку. Вот недавний случай. Водитель ощутил тряску руля — отдал колеса в балансировку. Сделали — опять трясет. Повторили — снова. Прибыл ко мне. Не без труда нашли причину — гнутая ступица! Потому исправное колесо и катилось зигзагом...

А вот типичная ошибка неопытного автомобилиста: навешивает вместо проколотого колеса запаску — и опускает машину при незатянутых болтах — после, мол, лучше затянутся! Ну а колесо под нагрузкой сместится относительно ступицы вверх, насколько позволят зазоры. Если теперь затянуть болты, трение не даст колесу сцентрироваться — и оно будет вращаться с эксцентриситетом е (рис. 2), обзаведется дисбалансом и будет лупить по дороге с амплитудой 2е.

Шишка на протекторе или бугор на покрытии? Как источники толчков, ударов, вибраций они, в сущности, равнозначны!

Шишка на протекторе или бугор на покрытии? Как источники толчков, ударов, вибраций они, в сущности, равнозначны!

Шишка на протекторе или бугор на покрытии? Как источники толчков, ударов, вибраций они, в сущности, равнозначны!

Правильно начинать не с балансировки, а с корректировки геометрии: радиальные и осевые геометрические биения шины должны быть как можно меньше. Лишь потом отправляйтесь балансировать.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

www.zr.ru

Финишная операция — журнал За рулем

Бывалые владельцы «классики» нередко экономили на балансировке колес в шиномонтаже — делали это в гаражах, на примитивных приспособлениях, но на тряску руля если и сетовали, то при совсем уж убитых, «квадратных» колесах! Видимо, вибрациям на «жигулях» мешают разгуляться и сложная подвеска, и рулевое управление, где множество шарниров гасят, демпфируют колебания. Конструкция переднеприводных ВАЗов от этих недостатков избавлена, ну а плата за простоту и легкость — высокая требовательность к состоянию колес, включая их балансировку. Почему мы говорим о состоянии в более широком смысле этого слова? Дело в том, что отбалансировать можно любое вращающееся тело, не обязательно круглое. Но колесо-то катится по дороге! Если его форма неправильная, то и после тщательной балансировки оно трясется.

Иногда автовладельцы попросту неправильно прикручивали колесо к ступице: едва наживив болты, опускали машину, а затем уже затягивали болты. Результат — смещение диска относительно ступицы, насколько позволят зазоры (иногда замеряли радиальное биение до полутора миллиметров). Одновременно нарушена балансировка — и тряска руля совершенно закономерна. Помните: болты своими конусами должны сесть в гнезда диска и отцентрировать его — только тогда их затягивают!

Следующий фактор — чрезмерная силовая неоднородность шины по окружности. Если уж вы такую купили, сладить с ней трудно… Правда, есть, говорят, фирмы, научившиеся оптимизировать колесо — переставляя шину относительно обода, добиваются минимума вибраций.

Мы сегодня рассмотрим частную задачу. Условия: форма колеса в порядке, силовая неоднородность… тут полагаемся на совесть шинников, ну а балансировку только что сделали в шиномонтаже. Поставили, поехали. И что же? На резонансной скорости (километров 100–110 в час) руль «десятки» пугающе трясет. Конфуз? Ничуть. Здесь есть одна важная деталь: в большинстве шиномонтажек колеса балансируют на станке (допускаем, что делают добросовестно!), но финишной балансировки на автомобиле обычно не предлагают. Между тем на ступице автомобиля ось фактического вращения колеса может не совпадать с той, что была на станке! А значит, появятся и новый дисбаланс, и новые биения, радиальные и осевые! Если раздрай существенный — вибраций не миновать. В этой ситуации есть смысл попробовать по-своему оптимизировать колесо. Поддомкратим кузов — например, правый передний угол, и краской отметим положение колеса на ступице (фото 1). Пустив двигатель, включим четвертую передачу и плавно увеличим число оборотов до 2000 в минуту. Левое колесо на земле, а правое, благодаря дифференциалу, вертится с окружной скоростью примерно 130 км/ч. Выходит, мы охватили весь диапазон скоростей, в котором прячется неприятный резонанс. (Правда, полезно помнить, что при очень большом дисбалансе колесо сильно трясет и на скоростях гораздо выше резонансной.)

Дальнейшее просто. Переставляя колесо относительно ступицы, добиваемся минимальной вибрации. Как вы понимаете, если ступица геометрически безукоризненна, то она на вибрациях не сказывается. А у реальных железяк всегда есть разброс в размерах — из-за этого перестановка колеса по ступице может изменить картину вибрации. Ну а если колесо, несмотря на все ваши старания, на машине сильно трясет, есть повод вернуться в шиномонтаж с претензией — видно, мастера вас надули!

Конечно, эта технология — не панацея. Но от такой проверки порой зависит, ехать снова на балансировку или обойдется… В заключение стоит опробовать еще одну меру: от того, как отрегулирована рулевая рейка, тоже зависит тряска руля. Устранив лишние зазоры, автомобилист нередко избавляется и от тряски руля. Отчасти этим объясняется, что с этой проблемой редко сталкиваются владельцы новых, с конвейера, автомобилей, где с рейкой все в порядке.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

www.zr.ru


Смотрите также