Одна из основных причин, существенно влияющих на техническое состояние колесного узла, — его неуравновешенность, т.е. дисбаланс, величина которого может колебаться в процессе эксплуатации автомобиля довольно в широких пределах. Дисбаланс шин и колес увеличивает вибрацию и затрудняет управление автомобилем, снижает срок службы шин, амортизаторов, рулевого управления, увеличивает расходы на обслуживание, ухудшает безопасность движения.
Самое большое влияние на суммарную величину дисбаланса колесного узла оказывает шина, так как она наиболее удалена от центра вращения и имеет значительную массу. При высоких скоростях движения дисбаланс может стать причиной больших динамических нагрузок, вызывающих преждевременный износ и поломки деталей. В процессе эксплуатации дисбаланс может сильно возрасти вследствие неравномерного износа шин, ремонтных воздействий, повреждения и биения колес.
В зависимости от расположения неуравновешенных масс различают статический и динамический дисбаланс. Колесо будет считаться уравновешенным, если его ось вращения 00 совпадает с осью инерции 0'0'. Это означает, что центр тяжести (Ц.т) колеса лежит на этой оси.
Под статической неуравновешенностью подразумевается такая неуравновешенность, при которой ось инерции колеса параллельна оси вращения, но не совпадает с ней (рис. 9,а). В этом случае неуравновешенная масса mн уравновешивается одной массой mу, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси вращения и с диаметрально противоположной стороны колеса. Центр тяжести колеса лежит в этой плоскости. Неуравновешенная масса при вращении колеса создает центробежную силу Рц, величина которой возрастает пропорционально квадрату скорости вращения. В результате балансировки с противоположной стороны колеса уравновешивающей массой создается равная ей по величине уравновешивающая сил а Рцу.
Рис. 9. Схема статического (а) и динамического (б) дисбалансов
Динамический дисбаланс характеризуется неравномерностью распределения неуравновешенных масс mн по ширине колеса, которые создают момент Mн. Ось вращения динамически неуравновешенного колеса 0"0" проходит через его центр тяжести, но составляет некоторый угол а с его осью инерции (рис. 9,б). Для динамической уравновешенности колеса в плоскости действия момента на закраинах колеса устанавливают две уравновешивающие массы mу, создающие момент Му, уравновешивающий момент Mн.
Боковое и радиальное биение колес приводит к возрастанию дисбаланса колесного узла в целом. ГОСТ 4754—74 установлены допустимые нормы статического дисбаланса для шин легковых автомобилей в следующих пределах:
| Для шин размером | 5,20—13 (130—330) | 1200 гс·см |
| 6,00—13 (155—330) | 1300 гс·см | |
| 6,15—13 (155—330) | 1000 гс·см | |
| 6,45—13 (165—330) | 1200 гс·см | |
| 155R 13 | 1000 гс·см | |
| 165R 13 | 1150 гс·см | |
| 7,35—14 (185—355) | 1700—1850 гс·см |
Для бескамерных шин допускается увеличение дисбаланса до 8%. Каждая шина в наиболее легкой точке должна иметь балансировочную метку, нанесенную специальной краской в виде кружка диаметром 5—10 мм. Допустимое радиальное биение шин установлено в 1 мм, боковое не более 1,5 мм. Балансировка шин обязательна после их ремонта, так как величина несбалансированных отремонтированных шин может превысить допустимый дисбаланс в несколько раз.
Дисбаланс ступиц, тормозных барабанов и колес устраняется с помощью дополнительных грузиков, привариваемых на нерабочих поверхностях этих деталей. Для балансировки колес с шинами в сборе применяют балансировочные грузики определенной массы, которые крепят на ободе. Количество уравновешивающих грузиков не должно превышать трех.
Дисбаланс на колесах автомобиля наблюдается всегда. Балансировка колес не исключает появления дисбаланса вновь, но существенно снижает его величину. Балансировке на стационарном станке подлежат колеса в сборе с шиной при втором техническом обслуживании (ТО-2) автомобилей, после каждого демонтажа шин. Если дисбаланс не приводится в допустимые пределы установкой трех грузиков, то необходимо изменить положение шины относительно этого обода или установить ее на другой обод.
Отрицательное влияние дисбаланса прогрессивно возрастает с увеличением скорости движения автомобиля.
Колеса автомобилей балансируют на балансировочных станках. Величины и координаты дисбаланса измеряют с помощью механических, электрических, оптикоэлектрических и электронных устройств. Дисбаланс можно замерять как при снятии колеса, так и непосредственно на автомобиле.
Для балансировки колес легковых автомобилей выпускаются стационарные балансировочные станки модели К-121, а для балансировки колес непосредственно на автомобиле — передвижные модели К-125.