Цапфа колеса автомобиля это

Устройство цапфы ступицы колеса автомобиля

Что такое цапфа в автомобиле? Это механизм представляющий собой часть вала или ось, на которой расположен подшипник. Данная деталь, называется по-разному, зависит это от места расположения. Если располагается на краю вала, то называется шип. Деталь, которая в середине вала называется шейкой. Если же цапфа концевая и принимает на себя осевые нагрузки, то носит название пята.

Устройство поворотной цапфы

Что же такое цапфа в машинах с полным приводом и чем она отличатся от обычной? Данная деталь, имеет несколько конструктивных особенностей по сравнению с обычной цапфой. В полноприводном автомобиле она состоит из двух частей: шаровая опора и собственно сама деталь.

Шаровая опора перекрывает собой внутреннюю полость, мусор не попадает внутрь, при этом делает возможным поворот. Сама поворотная цапфа играет роль связующего звена, между ступицей и шаровой опорой. Некоторые машины оснащены системой накачки колес, в них используются специализированные цапфы, оснащённые отверстием, по которому, осуществляется подкачка. У детали такого вида характерная резьбовая часть, посадочная поверхность под подшипник, втулка под сальник, втулка вилки наружной полуоси и, конечно, опорная шайба.

Резьбовая часть обеспечивает нужный натяг во время регулировки подшипников ступицы, удерживает колесо на положенном ему месте. Мастер нарезает резьбу с шагом в два миллиметра, чтобы поверхность выполнила положенные ей функции.
Посадочная поверхность под подшипники обеспечивает натяг нужный для установки подшипников, защищает его от проскальзывания в будущем и держит под контролем люфт в самой ступице.
Специальная втулка под сальник сэкономит хозяину автомобиля некоторое количество денежных средств. Без этой части придётся делать дополнительную наплавку на рабочую поверхность, а потом ещё обтачивать и шлифовать, а так замена старой втулки на новую спасёт положение.
Втулка вилки наружной полуоси выполняет такие же функции. Единственное отличие заключается в том, что к этой детали предъявляются более высокие требования. Это делается для того, чтобы сделать зазор в паре трения минимальным.
Опорная шайба исключает возможные утечки воздуха, уплотняя шаровую и цапфу. Она играет не такую важную роль, как другие детали, так что к ней в основном предъявляются требования повышенной износоустойчивости во время продолжительной работы.

Состав стали цапфы

Когда делается новая цапфа поворотного кулака, то очень большое внимание уделяют размеру и качеству обработки. Мастера используют литьё при изготовлении запчасти и применяют сталь 35ХГСА.

В состав такой стали входят:

Углерод содержится в металле для получения стали, именно в сплаве с ним железо становится сталью и получает положенные ей свойства во время термической обработки.
Сера с фосфором играют роль вредных примесей, которые остаются в металле. Из-за них материал твердеет и во время обработки образуются горячие трещины. Примеси снижают вязкость в твёрдом состоянии и делают металл хрупким при минусовых температурах. Поэтому содержание серы и фосфора строго ограничено.
Кремний и марганец литейщик добавляет в жидкий металл. Примеси играют роль раскислителей во время выплавки. Эти примеси полезны и остаются в стали, так происходит частичное удаление серы.

С другой стороны, цапфа ступицы колеса может быть изготовлена из легированной или углеродистой стали это повысило бы безопасность и ощутимо увеличило срок службы детали. Но так не делается, потому что при изготовлении материал проходит многоступенчатую термообработку. Таким образом, даже сталь 35 ХГСА получает хорошую твёрдость и прочность, и при этом стоит намного меньше легированной или углеродистой.

Что такое цапфа – устройство, причины поломки

Первым автомобилем в моей жизни был ВАЗ 2107, и я особо не задумывался ввиду своей юношеской безответственности о техническом обслуживании машины. Отбалансировал колеса, проверил сход-развал и спокойно эксплуатировал дальше.

Пока со мной не приключилась неприятная ситуация – цапфа ступицы колеса пришла в негодность, что вызвало поломку самой ступицы и выходу колеса из строя. Подшипники были сломаны, вращение колеса нарушено, положение диска искажено. Хороший урок извлек я из всего этого, потому хочу поделиться небольшим рассказом о важности ухода за такой деталью как цапфа колесной ступицы.

Пару слов о ступице

Почему же я говорю о ступице, хотя речь идет о цапфе? Потому что некоторые новички не могут понять отличия между этими двумя механизмами. Надобно внести немного ясности в этом вопросе. Без ступицы авто не сможет принимать крутящий момент и передавать на колесо, чтобы транспортное средство могло передвигаться. Колёсный диск также крепится к ней. В общем виде представляет собой болванку из металла. Более подробно хочу остановиться на её составляющих элементах:

Корпус, в котором устанавливаются шпильки различного количества, диаметра и длины. Они зависят от массы и размера машины. Из-за тяжелой нагрузки по дорожному покрытию, которое передается на подвеску через колесо, тело детали состоит из стали высокой прочности, имеющее утолщенные стенки.
Подшипник внутри корпуса, полностью уменьшающий трение, когда колесо вращается.
Шлицы, установленные во внутренней части подшипника. Элементы ШРУСа проходят сквозь отверстие и передают момент от двигателя. Так колёса приводятся в движение.
Фиксирующие и скрепляющие устройства для шлейфов и проводов, которые ведут к бортовой системе (если присутствуют различные датчики давления и АБС).

Что такое цапфа

Цапфа – механизм, являющийся частью вала с размещенными подшипниками. Установка поворотного кулака проводится на переднюю и заднюю оси. Отличие от ступицы в том, что это силовой элемент, на котором происходит кручение ступицы. Сама по себе ступица может являться осью (корпус закреплен к подвеске), а цапфа только в совокупности с осью.

Устройство цапфы

Я знаю, что в состав цапфы входит либо чугун, либо легированная сталь, иногда алюминий. Ведь она должна проходить проверку на прочность от ударных нагрузок.

Интересно, что только алюминиевый кулак не лопается при нанесении повреждений. Значит и ремонт для стальной и чугунной не потребуется ввиду капитально разрушенного состояния.

Предназначение поворотного кулака зависит от его типа: передняя или задняя ось независимой подвески, задняя ось полузависимой подвески. На передней оси цапфа может поворачивать колесо, а кулак имеет дополнительно дырку под узел ступицы для подшипников конического типа.

Опоры рычагов скрепляют подвеску и цапфу между собой, однако есть особенности от марки подвески. Когда она двухрычажная (ВАЗ 2101-2123), то место скрепления установлено на шаровой опоре сверху и снизу.

Когда марка МакФерсон, то верхняя часть соединена с амортизатором (при этом поддержка амортизатора осуществляется за счет опоры, находящейся на кузовном стакане), а нижняя часть соединена с рычагом с помощью шаровой опоры.

Кроме этого, цапфа обладает отверстиями под наконечники руля, чтобы при воздействии на руль колёса спокойно поворачивались.

Для кулака задней подвески имеются различные спецификации:

первая – несколько крепежных балочных дыр, резьба с возможным присоединением подшипника ступицы, узел ступицы выпрессован на ось, центральная гайка зажимает данную конструкцию;
вторая – аналогично как у цапфы передней подвески, только для кулака вставляется сайлентблок, выпрессовка заднего подшипника не производится, ступичный узел держится на четырёх болтах.

Причины поломки

Я бы в обычном случае не стал менять поворотный кулак, так как его срок службы ограничивается лишь периодом эксплуатации автомобиля. ДТП – та самая неприятная ситуация, которая деформировала мне подвеску и произвела излом кулака при ударе.

Также возможен вывод из работоспособности при попадании в глубокую яму, когда едешь с большой скоростью. Алюминиевые кулаки легко деформируются, вследствие чего стабилизация полностью невозможна. Если долго ехать с гайкой ступицы, которая была плохо затянута, то из-за возникающей вибрации подшипник приходит в негодность.

И самое редкое, что может произойти – при выработке под палец шаровой опоры сильная затяжка креплений не оказывает помощь шарнирам, они все равно будут разбалтываться в кулаке. Я бы уже прекратил при таких причинах эксплуатацию транспорта.

Способы замены

Перед заменой кулака нужно избавиться от центральной гайки с помощью длинного плеча, демонтировать рулевой наконечник, снять гайки шаровых опор. Для свободного вращения цапфы я разъединяю наконечник у рулевой тяги.

Если авто переднеприводный, то дополнительно снимается амортизатор. Чаще всего болты и гайки заржавели, и я обрабатываю их средством для снятия коррозии. Монтаж произвожу в обратном порядке, потому что независимая подвеска.

Если балка полузависимая, будет достаточно открутить четыре болта, удерживающих кулак, заблаговременно сняв колесо. У меня нет под рукой гидравлического пресса, потому я не мог старую ступицу выпрессовать, пришлось поменять на новую.

Перед завершением работ все крепления предварительно смазаны, подшипники отрегулированы.

Цапфа на ВАЗ 2107

Раз уж я упоминал свою первую машину, то хотел бы лично от себя поведать об особенностях конструкции цапфы в данной марке автомобиля:

На заводе нарезают специальную резьбу для контроля затяжки и регулировке подшипников.
Повышенный люфт подшипника – признак замены детали. И никакая напайка металла или нарезка новой резьбы не поможет.
От состояния цапфы зависит вся надрессорная часть транспорта, включающая амортизаторы, сальники, шаровые опоры.
Одна из функций цапфы как преграда пыли, грязи и прочих инородных предметов в подшипник.
Собираясь на конвейере, в цапфу транспортного средства добавлялась специальная шайба для повышения срока эксплуатации. Однако при поломке мастера автосервисов не могли изготовить данную шайбу по заводской технологии, что приводило к сокращению срока службы деталей.

avtoexperts.ru

Это вал, ось или же часть от него, где размещаются подшипники (опоры). Как правило, такой узел представлен с осью и площадкой для крепления к «барабану» или «кулаку». Есть литые цапфы-кулаки, прекрасный пример БМВ Е39 и другие из семейства.

Существует разновидность цапф, как направляющих втулок для шрусов, как правило, устанавливают в «кулаки» передне (ВАЗ 2108-15) и задне приводных авто.

Как понимаете, она может быть, как передней, так и задней, отличия в конфигурациях. Задние цапфы в переднеприводных автомобилях, имеют площадку крепления к «барабану». В большей части современных авто, спереди их делают литыми с кулаком, естественно это модели с задним приводом, но, есть и переднеприводные, тогда речь не о самой цапфе, а только, о её направляющей (втулке), роль самой цапфы в таких случаях, выполняет шрус, полуось. Подробней можете рассмотреть на картинке.

В общем, запомните, у большинства авто с передним приводом, цапфами оснащаются задние колеса. Модели с задним приводом, имеют конфигурацию сзади через шрусы (модели БМВ), но с втулками цапфы, спереди классическая повортная цапфа. В полноприводных авто, как НИВА и УАЗ, на цапфу подшипники устанавливаются, как снаружи, так и внутри.

Устройство цапфы

Устройство и конфигурации детали, могут отличаться, причины этого разобрали выше. У некоторых автомобилей, например, где из опций представлена автоматическая подкачка шин, строение оси другое, причем, независимо от привода. В таких случаях, в полостях между втулкой и вращающейся полуосью, шрусом, создается закрытое пространство, отделенное сальниками, для предотвращения утечки воздуха. Далее, по специальным трубопроводам воздух подается в шину.

В зависимости от того, на какую часть вала припадает больше давления и соответственно ставится подшипник, меняется и название. К примеру, если посередине – это «шейка», если на конце, то шип или «пята» цапфы.

Ресурс и неисправности

Как правило, точных «пробегов» для детали нет, все довольно индивидуально. В среднем автомобили могут «пройти» 100 000 и 200 000 км, не испытывая проблем. Все внимание здесь нужно направлять на своевременную замену подшипников ступицы. Именно из-за не своевременной замены таких важных элементов и происходит износ цапфы, банальная выработка металла, которая приводит к возникновению люфта.

Вполне вероятно, что может заклинить подшипник, отчего пойдет неравномерная выработка цапфы, после чего необходима наплавка металла и поиски хорошего токаря, либо покупка новой детали.

Как уже поняли, основные неисправности – это появление дефектов на оси из-за подшипников и срезание резьбы, из-за чрезмерного воздействия на гайку фиксирующую ступицу. Проблемы могут быть вызваны попаданием колес в глубокие выбоины и ямы.

Признаки неисправностей и как заменить?

Определим, какие симптомы могут встречаться с такой деталью:

1. Появившийся люфт ступицы.

2. Доносящийся стук во время поворота руля.

3. Стуки даже во время езды по прямой дороге, с небольшими ямками.

Провести диагностику элемента, без разбора всего узла практически не возможно. Придется снимать колеса, раскручивать ступицу, снимать тормозной узел, датчики. Это касается осей цапфы, если речь идет о втулке, то на некоторых моделях, можно обойтись визуальным осмотром. Как правило, после высвобождения «гранаты» и ступицы из посадочного места, видно, изношена ли направляющая или нет.

Как снять деталь:

• Первым делом, ставим автомобиль на ровную площадку и снимаем колесо.

• Откручиваем суппорта, снимаем мешающиеся датчики.

• Развальцовываем «шейку», закрывающую стопорную гайку ступицы и откручиваем последнюю.

Кстати, нужно снять тормозной диск, он явно будет мешать.

• Выкручиваем ступицу с помощью болтов крепящих колесо. Зачастую необходимо приложить несколько легких ударов молотком, чтобы дело пошло легче.

• Далее открывается «голая» ось, подшипники скорей всего «съехали» вместе со ступицей.

• Теперь все внимание на конструкцию цапфы, если она спереди расположена, то осмотрите её, возможно, она впрессована и составляет единое целое с поворотным кулаком. Если задались ремонтом задней цапфы, то в большинстве случаев, производители делают их съемными.

Сзади цапфы зачастую съемные с «барабана», они фиксируются на четырех болтах, поэтому трудностей быть не должно.

А вообще, информацию лучше изначально узнавать в интернете, потому что, если деталь не съемная, придется менять узел целиком. В крайнем случае, наплавлять металл, а после проводить заточку под нужную «геометрию». Последний вариант не рекомендуем, выгодней купить новый элемент и заменить узел полностью.