Vyvažování kol: proč vzniká nevývaha a jak se měří

Vyvažování kol vyrovnává nerovnoměrné rozložení hmoty kolem osy otáčení. Žádná pneumatika ani ráfek nejsou dokonale souměrné, a několik gramů navíc na jedné straně vytvoří při otáčení odstředivou sílu, která roste s druhou mocninou rychlosti. Stroj zjistí, kde a kolik hmoty chybí, a technik ji doplní závažím na protější stranu.

Kde se nevývaha bere

Pneumatika se skládá z vrstev kordu, nárazníků a pryžových směsí, které se při výrobě překrývají ve spojích. V místě spoje je materiálu o něco víc. Ráfek má otvor pro ventilek, odlitek nemusí mít všude stejnou tloušťku stěny a ventilek se snímačem tlaku váží víc než obyčejný pryžový. Jednotlivé odchylky se mohou sčítat, nebo se navzájem rušit, podle toho, jak se pneumatika na ráfek natočí.

Další nevývaha přibývá provozem. Běhoun se neopotřebovává rovnoměrně, po prudkém brzdění s blokací vznikne ploška, závaží může odpadnout a na vnitřní straně ráfku se usazuje bláto nebo v zimě led. Zamrzlý sníh v kole je častá příčina vibrací, která s vyvážením nemá nic společného a zmizí po umytí.

Statická a dynamická nevývaha

Statická nevývaha znamená jedno těžké místo na obvodu. Volně zavěšené kolo by se samo otočilo těžkým místem dolů. Za jízdy taková hmota táhne kolo při každé otáčce nahoru a dolů a kolo poskakuje.

Dynamická nevývaha vzniká, když těžká místa leží na vnitřní a vnější straně kola proti sobě. V klidu se vyruší, takže by ji zavěšení kola neodhalilo. Při otáčení ale vytvoří dvojici sil, která kolo naklápí kolem svislé osy, a kolo se kmitavě viklá ze strany na stranu. Čím je kolo širší, tím větší má tato složka rameno. Proto se dnes vyvažuje ve dvou rovinách a závaží se dává zvlášť na vnitřní a vnější stranu.

Co měří vyvažovačka a jaká závaží se používají

Vyvažovačka upne kolo za středový otvor na hřídel, roztočí je a snímači v uložení hřídele měří síly, které nevývaha vyvolává. Z rozměrů kola, tedy průměru, šířky a vzdálenosti od stroje, přepočítá naměřené síly na hmotnost závaží a úhel pro každou rovinu. Po nalepení se kolo roztočí znovu a zbytková nevývaha má být blízko nuly.

Přesnost stojí na upnutí. Kolo upnuté jen kuželem přes otvor, který je opotřebený nebo zanesený, se na stroji otáčí kolem jiné osy než na autě. Za spolehlivější považuji upnutí přírubou s čepy do otvorů pro šrouby, protože napodobuje uložení na náboji. Zeptal bych se na ně v pneuservisu hlavně u kol s citlivým středem. Podobnou roli hrají na voze středicí kroužky, jak je popsáno v přehledu rozměrů ráfku a středového otvoru.

Závaží jsou dvojího druhu. Nabíjecí se pružnou příchytkou naklepne na okraj ráfku a patří hlavně na ocelová kola; pro hliníková existují s jiným tvarem příchytky, ale poškozují lak a jsou vidět. Nalepovací závaží se lepí na očištěnou vnitřní plochu ráfku za paprsky. Olovo se u osobních aut v Evropské unii už nepoužívá, dnešní závaží jsou ze zinku nebo oceli, a tak jsou při stejné hmotnosti o něco větší.

Vibrace na volantu, nebo v sedadle

Nevyvážené kolo se neprojevuje při všech rychlostech stejně. Síla sice roste plynule, ale zřetelná je hlavně tam, kde se její frekvence potká s vlastní frekvencí zavěšení nebo řízení. Typicky se chvění objeví v určitém pásmu dálničních rychlostí a nad ním zeslábne. Kmitá-li volant, začal bych hledat na přední nápravě. Chvění, které je cítit v sedadle a podlaze při klidném volantu, ukazuje spíš na zadní kola.

Vibrace, které se objevují jen při brzdění, s vyvážením nesouvisejí a patří do servisu ke kontrole brzd. Stejně tak chvění při akceleraci může pocházet z hnacích hřídelů.

Házivost: vada, kterou závaží nespraví

Kolo může být hmotnostně vyvážené, a přesto nekulaté. Radiální házivost znamená, že se obvod při otáčení vzdaluje od osy a přibližuje, boční házivost je vlnění do stran. Příčinou bývá ohnutý ráfek, špatně usazená patka nebo nerovnoměrná tuhost pneumatiky. Jak se liší reakce materiálu na náraz, rozebírá srovnání, zda zvolit hliníková, nebo ocelová kola.

Část házivosti se dá odstranit pootočením pneumatiky na ráfku tak, aby se nejvyšší místo pneumatiky potkalo s nejnižším místem ráfku. Lépe vybavené dílny mají vyvažovačky s přítlačným válcem, který kolo zatíží podobně jako vozovka a změří kolísání radiální síly. Podle mě je to nejrychlejší cesta, když vibrace přetrvávají i po dvojím vyvážení.

Kdy nechat kola vyvážit znovu

Vyvážení je nutné po každém nazutí pneumatiky na ráfek a po opravě defektu. U kompletních kol, která se jen sezonně přehazují, se vyplatí při každé výměně aspoň kontrolní roztočení, protože opotřebení mezitím rozložení hmoty změnilo. Mimo to je důvodem nové chvění, náraz do výmolu nebo světlá stopa na ráfku po odpadlém závaží. Při příští návštěvě pneuservisu se podívejte na displej stroje po druhém roztočení: nula v obou rovinách je výsledek, který máte chtít.

Zdroje

• ISO 21940 Mechanical vibration – Rotor balancing, Mezinárodní organizace pro normalizaci
• Technická dokumentace k vyvažovačkám kol a měření házivosti, Hofmann (Snap-on Equipment)
• Road Force – měření kolísání radiální síly kola, Hunter Engineering Company
• Technické informace k montáži a vyvažování pneumatik, Continental Reifen