Koło samochodu składa się przeważnie z dwóch części – elastycznej opony i sztywnej obręczy (zwanej z niemiecka felgą) mocowanej za pomocą śrub do piasty koła. W niektórych konstrukcjach opon do jej wnętrza wkładana jest dodatkowo dętka. Koło jest najważniejsze – łącznie z elementami z nim związanymi (np. piasta, bęben hamulcowy) jest częścią kilku ważnych układów decydujących o bezpiecznym poruszaniu się samochodu na drodze; i tak, koło jest elementem układu zawieszenia samochodu, układu hamulcowego (napędowego) i kierowniczego.

Kontrola stanu technicznego kół

Jakość zastosowanych materiałów oraz proces technologiczny produkcji opony decydują o własnościach koła toczącego się niekiedy z dość dużą prędkością i przenoszącego duże siły wzdłużne  i poprzeczne.

Wystąpienie nawet minimalnej nierównomierności w budowie opony lub/i obręczy spowoduje pojawienie się istotnych zaburzeń w ruchu obrotowym koła i przenoszenie się ich na układ zawieszenia i układ kierowniczy pojazdu. Jednorodność budowy ogumienia dotyczyć powinna jednorodnego rozmieszczenia masy, jednorodnych wymiarów i sztywności.

W wielu teoretycznych rozważaniach, przyjmuje się, że opona jest szeregiem promieniowych “sprężynek” rozchodzących się od środka koła do jego obrzeża. Podczas toczenia się koła jest ono nieustannie ściskane w obszarze kontaktu z nawierzchnią, a następnie rozprostowuje się. Na skutek występującego zjawiska tzw. tarcia wewnętrznego opony (wynikającego m.in. z budowy oplotu, rodzaju gumy, typu bieżnika, jak również ciśnienia pompowania opony) opona jest również dobrym elementem tłumiącym – tłumikiem, zmniejszającym przenoszenie się na pozostałe elementy zawieszenia, drgań o dużej częstotliwości i amplitudzie. Przyjmuje się, że podobnie jak promieniowo rozmieszczone “sprężynki”, tak samo “zamocowane” są małe elementy tłumiące.

Zasadne staje się więc sprawdzenie, czy zachowanie się tych sprężynek i tłumików przebiega na całym obwodzie w taki sam sposób, tym bardziej, że na skutek powstającego zjawiska tzw. fali stojącej  drgania opony zamieniane są na ciepło, które, w skrajnym przypadku złego odprowadzenia mogą doprowadzić do rozwarstwienia się bieżnika i osnowy i w konsekwencji zniszczenia całej opony.

Złożona budowa opony skłania więc do oceny jej stanu technicznego nie tylko w sposób wzrokowy, za pomocą prostych przyrządów pomiarowych (pomiar głębokości bieżnika), za pomocą wyważarek (do kół zamontowanych i zdemontowanych z pojazdu) ale również kontroli jej własności tłumiących i sprężystych.

Niewyrównoważenie

Opona i obręcz produkowane są oddzielnie, po montażu stanowią jedną część wirującą z dużą prędkością. Nawet, gdyby niedoskonałości budowy każdego z elementów były minimalne, podczas montażu mogą “nałożyć się”, a ich działanie będzie powodowało znaczące zaburzenia w ruchu obrotowym. Jeśli założymy, że proces produkcji jest “doskonały”, zaburzenia te pojawią się po naprawianiu kół, co wymaga kompensowania nierównomierności rozłożenia masy. Jest to praktycznie jedyny sposób “poprawienia” skutków przeprowadzonej naprawy.

Niewyrównoważone koło wprawione w ruch obrotowy, będzie na skutek działających niezrównoważonych sił bezwładności (sił odśrodkowych) ulegało drganiom przenoszącym się na zawieszenie, układ kierowniczy i cały pojazd.

Niewyrównoważenie statyczne koła dotyczy nierównomiernego rozkładu mas rozłożonych na obwodzie koła leżących w jednej płaszczyźnie, niewyważenie dynamiczne wynika z nierównomiernego rozłożenia masy względem umownej płaszczyzny symetrii koła.

Powstający w wyniku takiego rozmieszczenia mas moment dwóch sił odśrodkowych powoduje, że po każdym obrocie o kąt 1800 zmienia kierunek swojego działania, powodując wystąpienie drgań w stosunku do płaszczyzny obrotu koła.

Efekt jest taki, jakby koła chciały skręcać co pół obrotu w przeciwną stronę – objawia się to przede wszystkim w postaci obwodowych drgań koła kierownicy, powodując przyspieszone zużycie elementów układu kierowniczego – szczególnie przegubów drążków.

Podobnie jak w przypadku niewyważenia statycznego, tak i teraz, kompensacja polega na dodaniu ciężarków rozmieszczonych w ten sposób, aby siły odśrodkowe pochodzące od nich powodowały wystąpienie momentu o zwrocie przeciwnym do tego, który powoduje drgania koła.

Wymienione dwa niewyrównoważenia rzadko występują niezależnie, stąd zawsze należy zmierzyć i kompensować obydwa rodzaje posługując się odpowiednimi możliwościami urządzenia przeznaczonego do tego typu czynności.

O koła i opony należy dbać, ponieważ stan techniczny tego elementu może wpłynąć nie tylko na bezpieczeństwo ruchu pojazdu ale i na możliwość prawidłowego kontrolowania stanu technicznego innych podzespołów i układów.

Artykuł ukazał się w numerze 9/2011 „Serwisu Motoryzacyjnego”