Устройство шаровых опор автомобиля

Шаровая опора: что это такое и для чего она нужна

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.

Устройство шаровой опоры автомобиля

Упрощенно деталь можно представить в виде металлического пальца со сферическим элементом, обеспечивающим подвижность в корпусе опоры. Если же разобрать конструкцию подробнее, можно выделить несколько важных элементов:

Сам палец в виде стержня с шарообразной частью на одном конце и резьбой крепления в противоположном.
Цилиндрический корпус из металла с полостью под шарик, отверстием под стержень и креплениями.
Дно опоры содержит завальцовку под прижимную шайбу, на которой крепится вкладыш, выполненный из полимера.
Пыльник – эластичное приспособление из резины, герметизирующее корпус устройства для предотвращения попадания дорожной грязи.

В первоначальном варианте шар опоры поджимался подпружиненной пластиной, и конструкция требовала постоянной смазки. Нынешний вариант проще, так как содержит альтернативу в виде вкладыша, который сначала выполнялся из пластика, а позже из более износостойкого материала вроде нейлона.

К досадным для многих автолюбителей фактам можно отнести повсеместное использование необслуживаемых опор. В старых моделях авто шариковая опора являлась не просто сменным элементом: она была разборной и предусматривала масленку. В настоящее время опоры стараются интегрировать. Это увеличило расходы на комплектующие, ведь в случае поломки приходится менять весь рычаг. К плюсам подобного решения можно отнести упрощение конструкции и снижение веса, так как удалось избавиться от крепежных болтов.

Признаки неисправности шаровой опоры

Можно догадаться, что во время езды на данный элемент ложится каждый удар дорожной поверхности, а значит, в отечественных реалиях он испытывает огромные нагрузки. Вот почему так важно, чтобы шаровые опоры было легко менять. К причинам поломки данного узла можно отнести:

Повреждение пыльника. Игнорируя проверку этого важного элемента, можно незаметить, как в трещину начнет просачиваться песок и различный дорожный мусор в виде частиц абразива. Так, как пыльники делаются из резины, они особенно подвержены износу при низких, или наоборот, высоких температурах.
Бездорожье. К сожалению, данный фактор является критичным в наших реалиях из-за чего приходится менять не только опоры, но и другие элементы в разы чаще.
Выработка смазки. Логично, что при возникновении трения стоит добавить смазку, в противном случае узел будет изнашиваться сильнее.
Разбалтывание. При эксплуатации вкладыш и палец будут неизбежно стачиваться, это увеличит зазор вплоть до того, что опорный стержень выскочит из гнезда.

Учитывая дороги на просторах СНГ, сложно ориентироваться на ресурс, указанный производителем. Он в свою очередь, зависит от вкладыша: как правило, такие запчасти могут прослужить и 150 тысяч пробега и 15. К примеру, ранее в ВАЗ ресурс составлял порядка 20 тысяч. Радует, что узел не выходит из строя внезапно, позволяя заранее распознать изношенные опоры.

Читайте также: Мта провинция тест драйв

Первые признаки неисправности проявятся при:

Шум из подвески. Звуки из передней части авто могут доноситься уже при преодолении лежащих полицейских или ям на 30км/ч. Это может свидетельствовать как о полном износе вкладыша, так и о недостатке смазки.
Раскачивание колеса. При возникновении люфта в узле можно заметить раскачивание, что очень опасно, так как во время наклона есть вероятность того что колесо вывернет.
Неравномерный износ шин. Возникает при нарушении развала-схождения. Фактор может свидетельствовать и о других проблемах подвески, но при его возникновении стоит начать проверку с шаровых опор.
Машину уводит во время торможения. Как и в предыдущем случае, симптом может говорить о разных неполадках подвески.
Скрипы. Которые могут возникать при повороте руля.

Примечательно, что в зимний период шум шаровой опоры – допустимое явление, возникающее вследствие того, что смазка еще не успела разогреться. Но если спустя некоторое время шум так и не исчезает, это говорит о неполадках.

Читайте также: Что такое подвеска MacPherson и как она работает.

Как проверить шаровую опору

При возникновении симптомов неисправности шаровой опоры, стоит воспользоваться услугами сервиса или же провести самостоятельную проверку. Правда, без подъемника или домкрата не обойтись.

Осмотр. Визуальное состояние может многое сказать о положении запчасти: трещины в пыльнике – явный признак засоренности узла.
Покачивание. Если визуальных дефектов не найдено, стоит взяться за края колеса и качать его вертикально. Нужно отметить, что поломка будет проявлена только в определенном положении, поэтому лучше, если кто-то будет поворачивать руль. Опять же, люфты могут говорить и о других проблемах.
Проверка монтировкой. Плоский конец монтировки заносится в щель между рычагом и поворотной цапфой: если давить на рукоять можно проверить наличие люфта или щелчков, которые легко передаются в рукоять.

В некоторых моделях для этого предусмотрены диагностические отверстия, через которые легко измерить износ. И все же стоит отметить, что окончательный диагноз может осуществляться при извлечении опоры. Достаточно пошевелить наконечник в стороны и убедиться в наличии люфта. Своевременное диагностирование опор очень важно, так как это может обезопасить от происшествий в дороге.

Читайте также: Устройство и предназначение опорного подшипника передней подвески.

Шаровая опора: описание,устройство,фото,видео,история,диагностика и замена

Одним из самых важных элементов передней подвески, является — шаровая опора. Правда раньше применяли и на задней оси, но это были единичные случаи, когда задние колеса умели подруливать в такт передним (сейчас такая конструкция практически не применяется). Опора как собственно и опорный подшипник позволяет вашим колесам отклоняться (попросту поворачивать), без этой конструкции это сделать бы было не возможно. В этой статье я поговорю об устройстве, как она работает и можно ли ее отремонтировать сделать вечной. В общем как обычно будет много полезной информации, так что продолжаем читать …

Зачем нужна шаровая опора

Ш аровая 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.

Конструкторы понимали, что шаровая опора будет принимать каждый удар от дороги, потому работа на износ станет колоссальной. Делать деталь с особо прочным алмазным напылением смысла не было, потому ее сознательно превратили почти в расходник. С тем, чтобы в случае чего, можно было без проблем, отвернув пару болтов и гайку, заменить новой.

История создания

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

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

Диагностика и замена

Если при непосредственном повороте руля транспортного средства автомобилисту нужно прилагать особые усилия или возникает характерный скрип, то скорее всего возникли проблемы с опорой шаровой. Кроме того об этом же будет свидетельствовать и возникновение стука при передвижении автомобиля на небольших скоростях при неровных поверхностях. Еще один признак выхода из строя опор шаровых – это виляние и неустойчивость передних колес при непосредственном передвижении по прямой. Иным признаком данной проблемы является неравномерный износ шин транспортного средства.

Вполне является ясным, что быстрая и качественная замена всего устройства шаровой опоры будет возможной лишь при помощи и эксплуатации профессионалов. Тем не менее, многие автолюбители отдают предпочтение собственному труду и работе. В современном мире вопрос о производстве шаровых опор черпает ответ в тезисе о том, что это высокотехнологический процесс, который позволяет добиваться высокой степени надежности и стойкости. Тем не менее, замена данного устройства является одним из самых распространенных видов ремонта автомобиля. Ситуация, конечно же, никоим образом не сможет измениться, пока не изменится качество наших отечественных дорог.

Как работает?

Как вы поняли закрытый «шар» может вращаться в любую сторону, хоть крутиться. К цилиндрическому корпусу крепится неподвижное крепление, которое устанавливается в нужные элементы подвески – эта часть не подвижна. А вот верхний палец с резьбой закрепляется в движущиеся части, благодаря чему они могут поворачивать или вообще вращаться.

В старых заднеприводных машинах, например наших ВАЗ, шаровых было около 3 штук. Две располагались в лопухах и позволяли вращаться суппорту вместе с колесом. Одна располагалась в рулевой тяге и толкала колеса.

В подвески Макферсон, намного упростили схему. Тут как мы знаем сверху стоит опорный подшипник и он позволяет вращаться стойке и суппорту, а вот снизу осталась шаровая опора. Также есть и рулевые наконечники, которые толкают суппорта, заставляя колеса поворачивать. Здесь шаровых опор всего две штуки.

Также стоит упомянуть, что есть варианты и с четырьмя опорами, но они достаточно редкие, их не стоит рассматривать.

Сейчас могут пойти возражения – что шаровая опора и рулевой наконечник не одно и тоже. Ребята различия только в креплении корпуса, суть работы одинакова.

Если подвести итог по работе, то выходит следующее – вы поворачиваете руль, через рулевую рейку усилие переходит на суппорт, а для того чтобы он повернулся как раз и нужны шарнирные соединения, именно эту работу и выполняют опоры, рулевые наконечники и конечно же опорный подшипник.

Причины и следствия выхода из строя шаровых опор

Как говорилось выше, опору придумали, как замену шкворню, но избавившись от него, не избавились от сил, действующих на шарнир. Если задать почти философский вопрос: «Так почему же изнашиваются шаровые?», то ответ будет состоять из трех основных пунктов (есть и четвертый – время – но он не интересен, так как понятен). Первый: повышенные ударные нагрузки на подвеску при проезде, например, по трамвайным путям на неприличной скорости или обычная эксплуатация автомобиля в необычных дорожных условиях, которыми нас не удивишь. Второй: отсутствие смазочного материала там, где он должен быть (помните о масленках?). И, наконец, третий: разрушение п
ыльника опоры.

Что касается конструктивных особенностей подвесок и влияния этого на износ, то можно сказать следующее: любая шаровая опора, как бы она ни была установлена – на рычаге или на поворотном кулаке – будет изнашиваться благодаря ударам и трению. И если вам хочется сберечь средства и нервы, то нужно чаще заглядывать за колесо, а также не кричать про себя «Банзай» при виде приближающихся недоразумений в виде выбоин.

Ремонт шаровой опоры

Существует несколько способов ремонта. Зачастую, шаровую опору заменяют новой. Замена опоры вместе с рычагом у большинства иномарок является очень даже недешевым удовольствием, так как цена одного рычага составляет не маленькую сумму, а есть и такие автомобили, у которых сложные много-рычажные подвески (до 5-ти только с одной стороны). Стоимость выполненных работ тоже будет достаточно высокая для нижнего рычага, и вдвое больше — для верхнего. Поэтому услуги реставраторов, которые занимаются ремонтом даже тех опор, которые меняют в сборке с рычагом, значительно востребованы.

Реставрация обходится намного дешевле, чем приобретение новой детали. Это особенно заметнее для опор, которые поставляются в сборе с рычагами. Для их восстановления могут использоваться различные технологии.

Самая легкая – это переделка шаровой опоры в разборную, смена вкладышей из пластика и полирование пальца.

Несколько трудоемкая технология – жидким полимером под давлением заполняется корпус. Далее этот полимер в зазорах застывает. Запрессованные опоры в рычаги сначала извлекают, а затем производят замену не оригинальными опорами.

Помните, что подобная экономия, быть может, станет причиной неприятностей на дороге, во избежание этого, рекомендуется использование все-таки новых узлов.

Ресурс шаровой опоры

Служебный срок шаровой опоры в основном зависит от нескольких факторов, он может колебаться от 15 до 120 тысяч километров.

Резко сокращает «жизнь» шаровой опоры даже небольшая трещинка в пыльнике. Она может привести к проникновению воды, грязи и песка в шарнир. Для предотвращения поломки шаровой опоры необходимо наблюдать состояние защитного резинового чехла. Лучше всего это делать на эстакаде.

Чтобы шаровые опоры прослужили дольше, следует аккуратнее ездить по разбитым дорогам, а также своевременно заменять поврежденные пыльники.