اصل کار دانههای شیشهای متعادلکننده تایر (که عمدتاً از شیشه سکوریت ساخته شدهاند) بر تنظیم تطبیقی پویا برای عدم تعادل وزن افست در تایرها در زمان واقعی در طول چرخش با سرعت بالا متکی است و محدودیتهای “متعادلسازی وزن استاتیک سرب” سنتی را که قادر به مدیریت بینظمیهای پویا نیست، برطرف میکند. این فرآیند را میتوان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد:
۱. مشکل ریشهای: چرا لاستیکها نیاز به بالانس دارند
لاستیکها ذاتاً به دلیل عواملی مانند موارد زیر، توزیع وزن ناموزون دارند:
- ناهماهنگیهای تولید (مثلاً تراکم ناهموار لاستیک، برش الگوی آج نادرست)؛
- خطاهای نصب (مثلاً عدم همترازی بین تایر و توپی چرخ)؛
- ساییدگی و پارگی در حین استفاده (مثلاً نازک شدن موضعی آج، گیر کردن اجسام خارجی در آج).
وقتی تایر با سرعت بالا میچرخد (معمولاً بیش از ۶۰ کیلومتر در ساعت)، این عدم تعادل باعث ایجاد «اختلاف نیروی گریز از مرکز» میشود: نواحی سنگینتر نیروی گریز از مرکز قویتری تولید میکنند، در حالی که نواحی سبکتر نیروی ضعیفتری تولید میکنند. این اختلاف، چرخ را از مسیر چرخش پایدار خود خارج میکند و باعث لرزش فرمان، لرزش بدنه، تسریع سایش ناهموار تایر و افزایش فشار روی بلبرینگهای چرخ میشود – که همگی نشانههای «عدم تعادل تایر» هستند.
۲. مکانیسم هسته: ترازبندی خودکار مبتنی بر نیروی گریز از مرکز
مهرههای شیشهای بالانس تایر، که در حفره بین تایر و توپی چرخ پر میشوند، با استفاده از نیروی گریز از مرکز، به طور فعال شکافهای وزنی را جبران میکنند. این فرآیند در سه مرحله انجام میشود:
مرحله 1: پر کردن استاتیک – پوشش کامل حفره
در حین نصب، مقداری از دانههای شیشهای سکوریت شده (به عنوان مثال، ۵۰ تا ۸۰ گرم برای تایر ۱۹۵/۶۵R۱۵) که با وزن کالیبره شدهاند، از طریق ساقه سوپاپ تزریق میشود یا مستقیماً در حفره حلقوی بین تایر و توپی ریخته میشود.
در این حالت ایستا، مهرهها به صورت آزاد در پایین حفره قرار میگیرند، بدون اینکه در رانندگی با سرعت کم اختلال ایجاد کنند یا به دیواره داخلی تایر آسیبی برسانند (به لطف سطح صاف و سختی سازگار مهرهها).
مرحله ۲: تمرکز پویا – جبران هدفمند «ناحیه روشن»
با حرکت وسیله نقلیه و چرخش تایر با سرعت بالا، نیروی گریز از مرکز، دانههای شیشهای را به سمت بیرون و به دیواره داخلی تایر پرتاب میکند. با این حال، به دلیل عدم تعادل وزن تایر:
- نواحی سنگینتر از قبل نیروی گریز از مرکز قویای اعمال میکنند و باعث میشوند که دانهها به سختی در آنجا مستقر شوند؛
- نواحی روشنتر نیروی گریز از مرکز ضعیفتری دارند و یک «منطقه با مقاومت کم» ایجاد میکنند که در آن دانهها به طور طبیعی جمع میشوند.
در نهایت، مهرهها در نواحی سبکتر تایر جمع میشوند و با استفاده از وزن خود، «شکاف وزنی» را پر میکنند. این کار نیروی گریز از مرکز را در سراسر تایر متعادل میکند و ارتعاش را در منبع از بین میبرد.
مرحله ۳: تطبیق بلادرنگ – متعادلسازی مجدد مداوم
وزنههای سربی سنتی «به صورت استاتیکی ثابت» هستند: اگر تایر دچار عدم تعادل جدیدی شود (مثلاً ساییدگی آج، تغییر شکل جزئی در اثر ضربه)، وزنههای سربی نمیتوانند حرکت کنند و بالانس کردن با شکست مواجه میشود – که نیاز به بالانس مجدد با برداشتن و نصب مجدد تایر دارد.
در مقابل، مهرههای شیشهای به صورت پویا با تغییر شرایط تایر تنظیم میشوند . هرگونه عدم تعادل وزنی جدید، توزیع نیروی گریز از مرکز را تغییر میدهد که بلافاصله مهرهها را به “مناطق روشن” جدید هدایت میکند. این امر تضمین میکند که تایر در طول استفاده متعادل باقی بماند و نیازی به مداخله دستی نباشد.
۳. ویژگی مهم مواد: چرا مهرههای شیشهای سکوریت ضروری هستند
این اصل فقط به این دلیل کار میکند که دانههای شیشه سکوریت دارای خواص خاصی هستند:
- سختی بالا (سختی موهس ۶-۷) : در برابر ضربه گریز از مرکز در حین چرخش با سرعت بالا بدون شکستن یا پودر شدن مقاومت میکند (از ایجاد خردههایی که میتوانند ساقه سوپاپ را مسدود کنند یا دیواره داخلی تایر را خراش دهند، جلوگیری میکند).
- چگالی متوسط (حدود ۲.۵ گرم بر سانتیمتر مکعب) : نه خیلی سبک (مانند مهرههای پلاستیکی که با نیروی گریز از مرکز به حرکت در نمیآیند) و نه خیلی سنگین (مانند مهرههای فلزی که بار غیرضروری به تایر وارد میکنند)؛
- ضد آب و مقاوم در برابر خوردگی : از جمع شدن ناشی از تراکم (که در اثر تغییرات دما در داخل تایر ایجاد میشود) جلوگیری میکند و از زنگزدگی جلوگیری میکند – و تضمین میکند که مهرهها برای تعادل مداوم، روان باقی میمانند.
خلاصه
به طور خلاصه، منطق کار مهرههای شیشهای بالانس تایر این است: جایگزین کردن “وزنههای سربی ثابت” با “مهرههای شیشهای آبدیده و روان” . با استفاده از نیروی گریز از مرکز، مهرهها به طور فعال نواحی سبک تایر را پیدا کرده و در آنها جمع میشوند و عدم تعادل وزن را به صورت آنی جبران میکنند تا در تمام شرایط رانندگی به تعادل دینامیکی دست یابند. این امر آنها را نسبت به وزنههای سربی سنتی، به ویژه برای رفع عدم تعادل ناشی از سایش تایر یا شرایط جاده، راحتتر و همهکارهتر میکند.