Что такое шаровая опора
При движении передние, ведущие, колеса автомобиля выполняют две функции: обеспечивают движение машины по дороге и позволяют маневрировать, то есть поворачивать вправо или влево. К положению колес относительно дорожного полотна для обеспечения движения и маневрирования предъявляется несколько требований: колеса должны стоять ровно, катиться вперед или назад, легко управляться рулем и надежно крепиться. Соответствие этим условиям обеспечивает подвеска, и шаровая опора в ней занимает немаловажное место — соединяет рычаги подвески со ступицей управляемого колеса.
История создания шаровой опоры
Шаровые опоры были изобретены и использованы в качестве альтернативы шкворневому механизму. Первоначально шаровые опоры использовались только в конструкции передней подвески и обеспечивали возможность поворота колес автомобиля вокруг вертикальной оси. Стандартная конструкция шаровой опоры, остающаяся практически неизменной и в наши дни, была разработана итальянскими инженерами для Fiat более 40 лет назад.
Устройство шаровой опоры
Технический прогресс привел к появлению изменений в первоначальном устройстве шаровых опор, хотя они не носили принципиального характера. На смену штампованным половинкам корпуса, соединенным точечной сваркой, пришли опоры литые и разборные — с резьбовой крышкой, необслуживаемые и обслуживаемые — с пресс-масленками. Эти усовершенствования были оправданы и полезны. Сегодня конструкция самой распространенной необслуживаемой шаровой опоры состоит из: корпуса со сферической выемкой и пальца с шаром на одном конце и резьбой на другом. Пыльник, надетый на палец, предотвращает попадание влаги и грязи в заполненный специальной густой смазкой корпус.
Главная функция шаровой опоры: обеспечить во время вертикального перемещения колеса его фиксированное положение в горизонтальной плоскости. Шаровой палец может вращаться в корпусе, раскачиваясь при этом на небольшие углы. То есть, в плоскости своего крепления шаровая опора обеспечивает одновременные вращательные и линейные (ограниченные) перемещения пальца.
Все детали шаровой опоры изготавливаются, как правило, из стали. Для снижения трения соприкасающихся рабочих поверхностей, сферическое углубление корпуса покрывают пластмассой или другим полимерным материалом. Однако, существуют шаровые опоры, в конструкцию которых не входит полимерное покрытие между корпусом и пальцем. Это касается, прежде всего, устаревших отечественных автомобилей. Это модели комплектовались разборными шаровыми опорами, в которых люфты устранялись подтяжкой крышки.
Существует два способа крепления шаровой опоры. В первом случае, она крепится болтами к рычагу. Во втором – запрессовывается в него. При выходе закрепленной болтами шаровой опоры из строя, ее можно заменить отдельным узлом. Для этого достаточно просто купить и установить его, привернув болтами к рычагу. Во втором случае – придется менять рычаг подвески с уже предустановленной, запрессованной шаровой опорой. Стоимость такого ремонта значительно выше, поскольку включает и стоимость рычага.
Запрессованные шаровые опоры, как правило, устанавливаются на автомобилях японского производства. Азиатские производители автозапчастей предлагают потребителю шаровые опоры на такие автомобили в виде отдельных узлов. Это гораздо дешевле, но следует отдавать себе отчет в том, что их качество значительно уступает оригиналу, и рычаг придется переделывать «кустарным способом», превращая его в деталь, не подлежащую гарантийному ремонту.
Вопросы эксплуатации шаровой опоры
Шаровая опора, в силу своего назначения, эксплуатируется в жестком режиме. Основная масса автомобиля опирается на очень небольшую площадь поверхности шара. А если учитывать вес пассажиров и груза в салоне автомобиля, высокую скорость и некачественные дороги, то становится понятно, что нагрузки на шаровую опору многократно возрастают. Это неизбежно приводит к износу и выходу из строя этого узла.
По некоторым данным, объем российского рынка шаровых опор ежегодно составляет более 20,000,000 штук. Около 70% этого количества — это шаровые опоры для отечественных автомобилей и более 20% — для иномарок.
При покупке такой нагруженной детали рекомендуется отдавать предпочтение оригинальным производителям. На рынке представлено большое количество торговых марок, выпускающих аналоги оригинальных деталей, в том числе, и шаровые опоры, но выбирать следует только хорошо себя зарекомендовавшие. Производственные мощности и опыт дают возможность российским заводам обеспечивать необходимый уровень качества. Результат – более надежные и крепкие шаровые опоры, которые не уступают зарубежным аналогам и соответствуют всем требованиям безопасности.
Количество шаровых опор в подвеске
Самой распространенной является передняя подвеска с двумя шаровыми опорами, по одной на каждое колесо. Некоторые автомобили — в частности внедорожники — имеют на передней подвеске 4 шаровых опоры, по две (верхняя и нижняя) на каждое колесо. Гораздо реже передние колеса имеют по три шаровых опоры. Современные автомобили с независимой многорычажной задней подвеской нередко оснащаются шаровыми опорами и на задних колесах.
Большее количество шаровых опор обеспечивает их долгую службу и уменьшает вероятность поломки. Но это же обстоятельство усложняет диагностику подвески автомобиля и значительно увеличивает суммарную стоимость ремонта и запчастей.
Диагностика и замена шаровых опор
Если при повороте руля автомобиля требуется прилагать дополнительное усилие или появляется скрип – возможно, возникли проблемы с шаровой опорой. Об этом же говорит и появление стука при движении автомобиля с небольшой скоростью по неровной поверхности, например, при проезде «лежачего полицейского».
Еще одним признаком выхода из строя шаровых опор является неустойчивость и виляние передних колес при движении по прямой. Другой характерный признак проблем с шаровой опорой – неравномерный (боковая поверхность больше) износ шин автомобиля.
Конечно, быструю и качественную замену шаровой опоры могут произвести только профессионалы, хотя многие автовладельцы и предпочитают делать это самостоятельно.
Сегодня производство шаровых опор — это высокотехнологичный процесс, позволяющий добиться высокой степени надежности. Тем не менее, их замена – самый распространенный вид ремонта автомобиля. Ситуация не будет меняться до тех пор, пока качественно не изменятся российские дороги.
Полезно? Лайкаем и делимся со своими подписчиками!
Шаровые опоры: как они устроены и как их менять
Шаровая опора в конструкции автомобиля – это шарнир, необходимый для крепления ступицы колеса к рычагу подвески. Элемент обеспечивает движение машины в разных направлениях. Кроме подвески, деталь может использоваться в рычагах развала, рулевой трапеции и газовых упорах капота. Разберем, какие бывают варианты конструкций и как поменять шаровую опору самостоятельно.
Разновидности шаровых опор
Есть несколько типов конструкции запчасти, от которых зависит ее качество, долговечность и цена:
-Цельнокованые – отличаются высокой механической стойкостью, способны выдерживать нагрузки до 5 тонн и обладают ресурсом до 100 тыс. км пробега;
-Закатные – более доступные по цене элементы, но тоже достаточно прочные и способные эксплуатироваться при сильных ударных нагрузках;
Обычно в иномарках применяется первый вариант.
Ресурс шаровой зависит не только от прочности металлических ее сегментов, но и от качества защитного пыльника, который необходим для исключения проникновения к опорам влаги и грязи. Некачественный пыльник быстро стирается при трении, что приводит к расшатыванию опор.
В зависимости от типа рычага, на которой используется опора, ее разделяют на четыре вида:
-Рулевого наконечника, который соединяет поворотный кулак и рулевую рейку. В основном используется в передней подвеске. Наконечник выполняется регулируемым, благодаря чему можно настраивать подвеску.
-Прямого рычага (прямой тяги), соединяющего опору с кулаком, амортизатор с рычагом и крепление с кузовом. В некоторых машинах рычаг применяется для фиксации стабилизатора поперечной устойчивости. Обладая несложной конструкцией, такой рычаг дает возможность уменьшить массу неподрессоренных сегментов.
-Треугольного рычага, необходимого для скрепления шаровой, крепления рычага к кузову и стабилизатора поперечной устойчивости. В основном используется для переднего привода и способствует улучшению управляемости транспортного средства.
-Амортизатора, скрепляющего нижний рычаг и стойку амортизатора. Не самый популярный вид шаровой, обычно применяется на автомобилях Мерседес и некоторых других моделях.
Когда требуется замена шаровой?
При износе или повреждении элемента во время езды по неровной дороге возникают посторонние звуки. Затем колесо и вовсе может вывернуться при движении, задеть крыло транспортного средства или дверь, после чего происходит потеря управления и может возникнуть авария.
Поэтому при первых признаках некорректного состояния элемента требуется замена шаровой опоры. Перед этим нужно выполнить диагностику, чтобы точно определить, что она неисправна. Обычно замена старой запчасти не занимает много времени, так как в большинстве современных автомобилей можно выполнить процедуру, не демонтируя рычаг.
Причины неисправности шаровой
Ресурс шаровой опоры – 20-150 тыс. км в зависимости от типа конструкции и качества изделия (оригинальное оно или нет). Деталь изнашивается быстрее при больших эксплуатационных нагрузках, а также при перепадах температур (от этого деформируется резиновый пыльник). Негативно отражается на состоянии опоры и быстрая езда по неровной дороге.
При эксплуатации палец опоры понемногу стачивается и разбалтывается из-за возникающего люфта. При резкой нагрузке, например, проезде по яме, палец может выскочить из гнезда. А при сильном износе такое может произойти при движении на любой скорости.
Основные причины неисправности шаровой:
-Постепенный износ;
-Скапливание под пыльником абразивных частиц;
-Высокие нагрузки при движении по плохим дорогам;
-Отсутствие смазки. Ее нужно периодически добавлять в опору.
Признаки неисправности шаровой
Обычно деталь не «вылетает» сразу (только при сильном износе). Но всегда перед этим о проблемах с деталью можно понять по нескольким признакам:
-Стук при езде по неровной дороге на малой скорости. Звук возникает под передними колесами. Причина – в истирании пальца или недостаточном количестве смазки. Если стук слышен только при низких температурах при начале движения, а затем его нет, это не является признаком неисправности. Причина в том, что смазка на холоде замерзает, но после разогревания трение элементов нормализуется, а стук исчезает.
-При езде авто начинает вилять. Причина в зазоре, который возникает между изношенными деталями шаровой. Это приводит к тому, что колесо начинает шататься. При возникновении такого дефекта нужно сразу провести диагностику транспортного средства.
Говорить о проблемах с опорами может и неравномерный износ резины, а также скрип при повороте рулевого колеса. Но эти признаки могут указывать и на другие повреждения, которые не относятся к шаровой.
Лучший вариант – обратиться в сервисный центр при первых признаках неисправности. Так автомобиль проверят на специальном стенде и точно определят, требуется ли ремонт и нужна ли замена рычага шаровой опоры.
Но оценить состояние детали можно и самому. Для этого нужно использовать метод прослушивания: нужно, чтобы один человек раскачивал авто, а второй прислушивался к шумам, определяя, откуда они идут.
Второй вариант – приподнять авто на домкрате. При этом один человек должен нажать тормоз, чтобы исключить образование зазора подшипника. Второй человек должен в это время немного раскачать колесо. Если имеются стуки и заметен люфт, шаровую нужно менять.
В отдельных моделях автомобилей в основании шаровой расположено специальное отверстие, через которое можно измерять зазор между опорой и основанием пальца. Зная, какой должен быть зазор у исправной детали, можно определить, насколько сильно изношен элемент.
Этапы замены шаровой
Пример замены шаровой для Volvo XC90:
Понимая, как заменить шаровую опору, вы сможете выполнить работу самостоятельно. После замены желательно проверить корректность углов установки в сервисном центре.
Шаровые опоры: как они устроены и как их менять, диагностика неисправностей
Шаровая опора — один из основных компонентов подвески автомобиля. Несмотря на то, что данный элемент разрабатывался не одно десятилетие назад, он фактически не изменился и по-прежнему применяется, причем не только в подвеске, но и в других узлах вроде газового упора капота, развального рычага или рулевого механизма. Несмотря на то, что деталь, по сути, является расходной, она стала отличной альтернативой устаревшего шкворневого шарнира, отличающегося большим весом и ограничивающего управляемость.
Что такое шаровая опора в машине
Как отмечалось, шаровая опора это деталь, соединяющая ступицу колеса с рычагом подвески. Зачастую, речь об управляемых колесах, т.е. узел повсеместно применяется в передней подвеске. Использование шаровых опор позволило исключить перемещение колес в вертикальной плоскости и сохранить подвижность в горизонтальной.
К наиболее распространенным вариантам подвески можно отнести конструкцию, где колеса имеют по одной опоре, т.е. всего их две. Но в некоторых авто, в частности во внедорожниках, целесообразнее применять по две на колесо: верхнюю и нижнюю.
Нельзя не сказать о том, что некоторые машины оснащают не только передней, но и задней независимой подвеской, включающей многорычажную систему. Но такие варианты встречаются нечасто. Стоит отметить, что увеличение количества шаровых опор, несомненно, усложняет диагностику и конечную стоимость ремонта, но вместе с тем обеспечивает более длительную эксплуатацию, увеличивая надежность и снижая вероятность поломки.
Зачем нужна шаровая опора
Шаровая опора – это, конструктивно, не что иное, как шарнир, которым ступица колеса крепится к рычагу подвески. Главная ее задача – давать колесам свободу перемещения в горизонтальной плоскости и исключать – в вертикальной. Вообще, шаровые шарниры используются далеко не только в опорах ступиц – их можно встретить и в развальных рычагах, и в рулевой трапеции, и даже в креплении газовых упоров капота.
Но до определенного времени вместо подвижных шаровых шарниров на поворотных колесах использовали шкворневый шарнир – тяжелый, требующий периодической смазки, а главное – обеспечивающий колесу только свободу поворота по одной оси, что негативно сказывалось на управляемости.
Конструкция шаровых
Изначально опора представляла из себя корпус, в который установили шаровый палец и поджали через металлическую пластину пружиной, а сверху накрыли пыльником. Дабы палец не износился через два дня, заложили смазочный материал и дали указание всем, кто занимается обслуживанием, регулярно проверять и заменять смазочный материал в корпусе, запрессовывая его через масленку.
Затем наступила эра пластика, и из конструкции ушла пружина. Шаровая часть пальца была помещена в полусферу, образованную вкладышами из вышеупомянутого материала. С тех пор, по сути, конструкция не изменилась, единственно, пластик был заменен на более износостойкий нейлон.
Шаровые опоры разделились на обслуживаемые и необслуживаемые, то есть с масленками и возможностью разборки и без, соответственно. Но чем ближе к настоящему десятилетию, тем меньше использовались разборные опоры. Отголоском эпохи остаются шаровые опоры с масленками, для закладки смазочного материала, но почти на всех машинах давно ставят необслуживаемые опоры.
Сколько шаровых опор может быть в автомобиле
Количество зависит от типа подвески. Например, в простейших конструкциях их всего две — по одной на каждое колесо. На двухрычажных автомобилях бывают верхние и нижние шаровые опоры. Некоторые производители идут еще дальше: сложные подвески комплектуются сразу пятью узлами с каждой стороны. За исправностью такого количества деталей уследить достаточно сложно. Однако ряд признаков не даст упустить из вида поломку.
Способы крепления
Основные отличия между современными сферическими шарнирами заключаются не столько в конструкции, сколько в способах крепления. Это связано с затратами трудоемкости при обслуживании, замене. Наиболее оптимальным вариантом, приемлемым для автовладельца, принято считать фиксацию корпуса шарнира к рычагу подвески за счет резьбового или заклепочного соединения. Способ позволяет при необходимости быстро демонтировать изношенный узел.
Позже от подобного способа производители стали отказываться в пользу интеграции рычага в подвеску. Данная конструкция имела недостаток, так как приходилось менять рычаг в сборе, даже если он не изношен. Преимущество заключалось в облегчении конструкции. Хотя есть мнение, что подобную систему пролоббировали маркетологи в угоду увеличения прибыли от продажи запчастей, ведь требуется менять рычаг в сборе. Некоторые автопроизводители пошли на компромисс и отказались от жесткой фиксации к рычагу. Альтернативой выступило стопорное кольцо. Опору лишь впрессовывали в рычаг. Примерами служат автомобили Jeep Patriot либо Opel Zafira C. В таком случае для замены потребуется пресс или иной тип силового воздействия.
Фиксация на поворотном кулаке
Если опора располагается на рычаге, то ее могут крепить к поворотному кулаку. Такие особенности характерны для шаровой на рычаге. Конструкция может иметь три варианта:
Последний пункт является менее приемлемым, так как при поломке и необходимости в замене, может оказаться, что резьбы закисли. Негативным фактором служит необходимость в специальном клине, применяемом для разжатия концов кронштейна кулака, где зафиксирован палец шаровой. Порой даже в замечательных конструкциях подвески немецких машин прикипевшие болты создают много трудностей во время разборки. Спасти ситуацию не удается нагревом кулака или заморозкой болта. Даже десятитонное усилие от гидравлического пресса не позволяет выпрессовать болт. Приходится расставаться, например, владельцам Audi A6 с суммами эквивалентными 400-500 долларам. В отдельных случаях инженеры переносят шарнир на поворотный кулак от рычага. Хотя подобное решение не добавляет ремонтопригодности. Тогда есть несколько способов фиксации:
В каждом случае имеются как достоинства, так и недостатки.
Признаки неисправности и причины выхода из строя
Основной причиной поломки шаровой опоры авто – разрыв и деформация резинового пыльника. Как говорилось выше, он служит защитой от внешних воздействий агрессивной среды на внутренние компоненты шарнира. Через него во вкладыш попадает грязь, песок от дороги, влага.
Так как шар опоры и полиуретановый вкладыш прижаты плотно друг к другу, и шарик находится в постоянном движении, песок, попавший в это пространство, служит абразивом, разрушающим поверхность вкладыша. Вода, которая тоже может туда попасть, вымывает смазку, что усугубляет ситуацию – трущиеся детали взаимодействуют на «сухую», это ускоряет выход из строя шаровой опоры машины.
После этого появляется люфт в корпусе шарнира и как следствие стуки и скрипы во время движения автомобиля.
Явным признаком неисправности – это скрип при езде, даже по ровной дороге. Этот признак является начальной стадией разрушения внутренней части шаровой опоры. Дальше будет хуже. С увеличением люфта между шаром и вкладышем, появляются металлические стуки при проезде неровностей. Если их проигнорировать, то шарнир разобьется полностью и можно потерять колесо – из-за больших нагрузок, рычаг «вырвет» шар из корпуса и колесо отпадет.
Другие признаки:
Причины поломки:
Можно ли ездить с неисправной шаровой
Таким вопросом наверняка задается практически каждый автолюбитель, впервые столкнувшийся с проблемой. Первое время, если износ детали не очень сильный, а неисправность вы только диагностировали, использовать автомобиль в крайних случаях можно. Главное — соблюдать скоростной режим и избегать ям на дороге.
Чем чаще вы садитесь за руль неисправной машины, тем больше усугубляете положение. Запомните, чем чревата поломка шаровой опоры прямо во время движения:
Именно поэтому лучше обратиться к специалистам заранее, а также стараться минимизировать воздействие на подвеску автомобиля.
Методы диагностики
Есть также два способа, которые помогут более точно определить наличие или отсутствие поломки:
Что приводит к поломке системе
Как правило, замена системы требуется в случае:
В среднем, срок службы опоры достигает 30-100 тыс. км пробега, так что долговечным элемент назвать трудно.
Пример замены шаровой опоры
Основное правило для замены шаровых – менять комплект, а не по отдельности. Это касается всех моделей машин. Работа выполняется в следующей последовательности:
Процедура повторяется с другой стороной машины.
Как продлить срок службы шаровым опорам
Не всегда, производители опор закладывают достаточно смазки в корпус шаровой. Со временем эта смазка вымывается, если есть повреждения пыльника или происходит обычный износ во время эксплуатации, из-за нехватки смазывающего материала.
Чтобы продлить срок эксплуатации шарового шарнира, это касается и рулевых наконечников, нужно добавить небольшую порцию свежей смазки. В некоторых конструкциях шаровых предусмотрено отверстие, внизу корпуса. Оно обычно закрыто болтом-заглушкой. Оно нужно не только для диагностики состояния износа вкладыша и шара шарнира, а также для ее обслуживания.
Отворачиваем болт-заглушку. Вместо него вкручиваем масленку диаметром 6 мм. В разных моделях автомобилей, в силу конструктивных особенностей шарниров, диаметр масленок может быть разным, а в некоторых их нет.
Важно! Так как наибольшую нагрузку испытывают нижние шаровые, то именно в их корпусе предусмотрены отверстия для масленок (тавотниц), в верхних опорах их не найдете.
Берем шприц пресс-масленку, закладывает в него смазку, рекомендуется использовать смазку «Шрус», она более термостойкая и водоотталкивающая. Наставляем шприц на тавотницу и «набиваем» смазывающий материал в корпус шарового шарнира. Как это правильно сделать, на примере ВАЗ 2106, показано в видео ниже. Добавлять смазки нужно не много, чтобы пыльник опоры «не надулся» сильно, рукой прощупываете его, что в нем было свободное место для его рабочего хода. В противном случае при езде он разорвется.
Как смазать шприцом-прессом нижнюю шаровую опору:
Если уже появились скрипы, а под рукой нет специального пресс-шприца с масленкой, то продлить срок службы можно, сделав «укол» в шаровую. Берется пяти кубовый медицинский шприц, главное, чтобы игла была тонкой, набирается в него моторное масло, и прокалывается пыльник опоры. В него через шприц заливается небольшое количество моторного масла, как и ранее, прощупываем его рукой на предмет наполнения. Два кубика вполне достаточно, чтобы оживить шаровую опору. После этого, следует несколько раз покачать машину за крыло, с той стороны, где делали укол, чтобы смазка проникла в объем шара и вкладыша.
Важно! Последний способ – это лишь экстренная мера, чтобы доехать до СТО или купить новую деталь, чтобы самостоятельно заменить шаровую. Долго на неисправном узле ездит не нужно, могут быть серьезные последствия. Поэтому покупаем новую опору и меняем ее.
Видео на тему
Вывод
Научившись самостоятельно диагностировать неисправности шаровой опоры, автовладелец обезопасит себя в пути. Также по возможности требуется своевременно добавлять смазку под пыльник или проводить полную замену узла.