Kwadratura koła

17.2.2011
Przeciętne koło samochodowe ma około 60 cm średnicy. To oznacza, że podczas jazdy z prędkością 50 km/h wykonuje w dużym przybliżeniu 7,5 obrotu na sekundę. Przy 100 km/h wartość ta wynosi 15 obr./s. Z powyższych obliczeń bardzo łatwo wywnioskować, jakie efekty będą wpływały na układ jezdny w sytuacji, kiedy koło nie zostanie wyważone. Otóż już przy 100 km/h układ jezdny będzie narażony na drgania wywołane niewyważeniem koła, które obraca się razem z nim. Ale co to jest niewyważenie?

Jest ono masą nadwymiarową na obwodzie koła, powodującą przesunięcie środka ciężkości koła od jego osi o odległość „e”. To przesunięcie powoduje siłę unoszącą „F”, która rośnie w sposób wykładniczy razem z obrotami. Siła unosząca jest do określenia ze wzoru:

F = m · r · ω2.

Po podstawieniu wartości do poprzedniego wzoru otrzymujemy wzór pozwalający dokładnie określić siłę unoszącą:

F = m · r · 11 · (n/1000)2 = N
m – [kg]
r – [mm]
n – [obr./min]

Niewyważenie w przypadku kół samochodowych można podzielić na niewyważenie statyczne i niewyważenie dynamiczne. Ogólnie w układzie, w którym jest pewność co do prawidłowości montażu koła na piaście i prawidłowego działania układu przeniesienia napędu oraz określane są jako pierwsze drganie harmoniczne. Aby zmniejszyć wpływ pierwszego drgania harmonicznego, możliwe
jest złożenie ze sobą układu obręcz+opona w taki sposób, aby drganie harmoniczne obręczy było w przeciwfazie z drganiem harmonicznym opony, czyli po montażu efekt byłby najmniej odczuwalny. Kolejnym drganiem jest druga harmoniczna, czyli drganie występujące 2 razy podczas jednego obrotu koła. Ta może powstać na przykład podczas owalizacji obręczy lub opony. Częstotliwość tego drgania jest 2 razy większa niż w przypadku pierwszej harmonicznej.

Niewyważenie statyczne występuje w  momencie, kiedy masa koła rozłożona jest w sposób nierównomierny względem si obrotu koła. Oznacza to tyle, że z jednej strony koła jest „więcej materiału”, a z drugiej może być go mniej. Podczas wprawiania takiego koła w ruch obrotowy okazuje się, że na ten nadmiar masy zaczyna działać siła bezwładności powodująca to, że koło ma tendencję do odrywania od jezdni, gdy masa ta zbliża się do górnego położenia, a w momencie gdy ten nadmiar masy mija górny punkt i zaczyna zbliżać się do jezdni – powoduje dodatkowe dociskanie koła do niej.

Więcej na ten temat w najnowszym numerze autoExperta 2/2011

Artykuł powstał we współpracy z firmą Wimad www.wimad.pl 

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

autoExpert 04 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę