Ogumienie

W poprzednich częściach artykułu przedstawiono klasyfikację wyważarek, dokładność wyważania kół jezdnych, charakterystyczne cechy stacjonarnych wyważarek komputerowych oraz stosowane wyposażenie dodatkowe, a także wybrane przykłady stacjonarnych wyważarek komputerowych kilku producentów. W tej części opisano wyważarki dostawne, aplikatory proszku do wyważania aktywnego oraz linie do obsługiwania i diagnozowania kół jezdnych.

1. Wyważarki dostawne do wyważania kół w pojeździe
Oddzielną grupę stanowią wyważarki dostawne do wyważania kół jezdnych bez wymontowywania ich z samochodu. Nazywane są również wyważarkami wykończeniowymi (Finishbalancer). Wyważanie koła zamontowanego w pojeździe pozwala uwzględnić ewentualne niewyważenie bębna hamulcowego (lub tarczy hamulcowej) i piasty. Dzięki wprawieniu koła w ruch z prędkością obwodową około 120 km/h wyważenie następuje w warunkach zbliżonych do rzeczywistych warunków toczenia podczas jazdy.
Należy podkreślić, że wyważenie koła za pomocą wyważarek dostawnych nie zastępuje wyważenia z użyciem wyważarki stacjonarnej i jest zalecane dla pojazdów osiągających bardzo duże prędkości jazdy, wrażliwych na niewielkie niewyważenie (zwłaszcza dla kół mocowanych na zawieszeniu typu McPherson). Wyważarka dostawna powinna być wykorzystywana w przypadkach, gdy pomimo wyważenia na wyważarce stacjonarnej koło nie toczy się spokojnie podczas jazdy. Trzeba również pamiętać, że zastosowanie wyważarki dostawnej wymaga pełnej zdatności elementów zawieszenia. W przeciwnym przypadku uzyska się niewielką dokładność pomiaru.
W wyważarkach dostawnych odczyt wyników pomiaru odbywa się albo dzięki efektowi stroboskopowemu (wyważarki stroboskopowe), albo za pomocą układu optoelektronicznego działającego na podczerwień (wyważarki optoelektroniczne).

Wyważarki elektroniczne (stroboskopowe)
Do głównych zespołów wyważarek stroboskopowych należą (rys. 1):
- urządzenie napędowe z tablicą sterowniczą, wskaźnikami i lampą stroboskopową,
- elektromagnetyczny czujnik drgań.

Bęben napędowy urządzenia styka się z bokiem opony i napędza uniesione koło samochodu. Głowica magnetyczna ustawiona w odpowiednim położeniu i stykająca się z tarczą hamulcową (podczas pomiaru drgań w płaszczyźnie poziomej) lub z elementem zawieszenia (podczas pomiaru drgań pionowych) przenosi drgania wirującego koła jezdnego na czujnik, w którym powstaje napięcie elektryczne proporcjonalne do amplitudy drgań mechanicznych. Z czujnika sygnał jest doprowadzany do przyrządu pomiarowego na tablicy sterowniczej, przetwarzającego go na wielkość niewyważenia. Wchodząca w skład urządzenia lampa stroboskopowa, pobudzona odpowiednimi impulsami elektrycznymi od czujnika drgań, świeci w chwili występowania maksymalnej amplitudy i oświetla wirujące koło. Umożliwia to określenie miejsca umieszczenia ciężarków korekcyjnych. Zastosowanie czujnika elektromagnetycznego powoduje, że wyważarka nie ma wysokiej dokładności pomiaru (bezwładność cewki rejestrującej drgania opóźnia przekazanie sygnału z czujnika do lampy błyskowej).
Podstawowe zespoły wyważarki dostawnej stroboskopowej RAW-03 firmy Schenck pokazano na rys. 2. Przedstawiona wersja jest przeznaczona do wyważania kół samochodów osobowych i dostawczych.

Wyważarki optoelektroniczne
Wyważarki dostawne stroboskopowe są obecnie zastępowane dokładniejszymi wyważarkami optoelektronicznymi, na przykład Microtec 600 firmy Beissbarth, Finishbalancer SD-10 firmy Hofmann (rys. 3), S 605 firmy Sice. W tych urządzeniach czujnik elektromagnetyczny zastąpiono piezoelektrycznym, a lampę błyskową układem optycznym działającym na podczerwień. Wyważarki optoelektroniczne umożliwiają sprawdzenie obu kół osi napędzanej (lub czterech kół napędzanych) w jednym przebiegu pomiarowym. Czas pomiaru wynosi kilka sekund.
Wyważarkę optoelektroniczną opisano na przykładzie urządzenia RAW 840 firmy Schenck, które składa się z następujących elementów (rys. 4):
- wózka pomiarowego z tablicą wskaźników, podstawką i czujnikiem podczerwieni,
- urządzenia do napędzania koła,
- pilota zdalnego sterowania.

W celu skrócenia czasu pomiaru można zastosować dwa lub cztery wózki pomiarowe. Pomiar niewyważenia koła wyważarką z jednym wózkiem pomiarowym powinien mieć następujący przebieg:
- unieść oś pojazdu i podstawić pod koło wózek pomiarowy,
- opuścić pojazd tak, aby wahaczem lub stabilizatorem oparł się na podstawce wózka pomiarowego w bliskiej odległości od koła (między czujnikiem podczerwieni a oponą zachować odległość 1÷9 cm),
- na oponie wykonać poprzeczny znak kredą,
- na tablicy wskaźników nacisnąć przycisk włączający przyrząd,
- w przypadku kół osi napędzanej należy uruchomić silnik i rozpędzić je do prędkości 90-120 km/h; włączyć za pomocą pilota z miejsca kierowcy program pomiarowy; prędkość utrzymywać aż do zakończenia programu (około 5 s),
- w przypadku kół osi nienapędzanej należy rozpędzić rolkę urządzenia napędzającego do prędkości około 1200 obr./min. i przystawić ją do opony; zakończyć pomiar po około 5 sekundach.
Wyniki pomiarów niewyważenia koła odczytuje się na tablicy wskaźników (w gramach), a położenie kątowe niewyważenia jest pokazywane przez jedną z diod rozmieszczonych kołowo na tablicy. Następnie koło obraca się tak, aby znak kredą na oponie znalazł się w tym samym położeniu kątowym co świecąca dioda. Ciężarek korekcyjny należy wówczas zamocować na górze. Z kolei wykonuje się pomiar kontrolny z większą prędkością, aby ustalić, czy nie wystąpią drgania pojazdu.
Na rys. 5 przedstawiono uniwersalną wyważarkę dostawną optoelektroniczną Megaspin 388 On CAR firmy Hofmann Megaplan (dwie prędkości obrotowe rolki napędowej).

2. Dozowniki proszku do wyważania aktywnego
Od niedawna oferowana jest w kraju nowa metoda wyważania kół jezdnych pojazdów dostawczych, ciężarowych i autobusów, tak zwane wyważanie aktywne (proszkowe). Metoda została opracowana przez firmy International Marketing, Inc. (IMI) z USA i Easy Balance ze Szwecji. Może ona być zastosowana do wyważania kół z oponami dętkowymi i bezdętkowymi.
Według danych producentów zastosowanie tego uproszczonego systemu wyważania kół powoduje zmniejszenie drgań pojazdu oraz zużycia ogumienia o około 20%, co przyczynia się do poprawienia komfortu jazdy i znacznego zmniejszenia kosztów eksploatacji pojazdu.
Wyważanie aktywne polega na ręcznym wsypaniu specjalnego proszku do wnętrza ogumienia w trakcie montażu koła lub na wtłoczeniu go odpowiednim przyrządem (aplikatorem) przez zawór, co eliminuje konieczność demontażu koła. W czasie postoju proszek gromadzi się w dolnej części ogumienia. Natomiast w czasie jazdy, podczas obrotu koła, masa proszku odpowiednio rozłoży się wewnątrz opony (w wyniku oddziaływania siły odśrodkowej i drgań koła) w zależności od chwilowej wartości niewyważenia koła. Następuje samoczynne dostosowywanie się wartości siły wyważającej jako reakcja na zmieniającą się wartość masy niewyważonej w zależności od warunków jazdy w danej chwili. Z dostępnych danych wynika, że całkowite wyważenie koła tą metodą następuje już przy prędkości samochodu około 8 km/h (IMI) lub około 30 km/h (Easy Balance).
Na rys. 6 przedstawiono dozownik proszku (Equalizer) firmy IMI (a) oraz wtłaczanie proszku do opony przez zawór (b). Aplikator proszku składa się z podstawy (w której umieszczono regulator ciśnienia, manometr i filtr pochłaniający wilgoć), przezroczystego cylindra z pokrywą oraz przewodów łączących z końcówkami. Do cylindra należy wsypać określoną ilość proszku dostosowaną do rozmiaru opony. Przyrząd podczas pracy należy podłączyć do opony (przez zawór) oraz do sprężarki lub instalacji sprężonego powietrza stanowiska (ciśnienie maksymalne 0,8 MPa). W czasie używania aplikatora ciśnienie powietrza w ogumieniu powinno być obniżone około 30% w stosunku do ciśnienia nominalnego.
Do wyważenia aktywnego stosuje się proszek o odpowiednich właściwościach, pochodzenia organicznego (Easy Balance) lub w postaci granulatu polimerowego (IMI), który nadaje się do wielokrotnego użycia. Dla każdego rozmiaru opony potrzebna jest określona ilość proszku, od kilkudziesięciu do kilkuset gramów. Proszek firmy IMI o nazwie Equal jest rozprowadzany w torebkach (rys. 4c), w porcjach dostosowanych do najczęściej występujących wielkości kół jezdnych. Przedstawiona metoda nadaje się do wyważania kół o rozmiarach od 13” do 24,5” (IMI) oraz od 15” do 24” (Easy Balance). Trwają obecnie prace badawcze związane z dostosowaniem tej metody do wyważania kół jezdnych w samochodach osobowych.
Stosowany proszek, jako swobodna masa przemieszczająca się wewnątrz koła, reaguje również na pojawiające się zmiany wielkości niewyważenia spowodowane niedokładnym zamocowaniem tarczy koła do piasty.